Dus je hebt de afbeelding hierboven al gezien, toch?
Ik zal het bovenstaande beeld kort toelichten.
De Lewis-structuur van HNO3 (salpeterzuur) heeft een stikstofatoom (N) in het midden dat wordt omgeven door twee zuurstofatomen (O) en een OH-groep. Er is 1 dubbele binding tussen het stikstofatoom (N) en het zuurstofatoom (O) en de rest van de andere atomen hebben een enkele binding.
Als je niets hebt begrepen van de bovenstaande afbeelding van de Lewis-structuur van HNO3 (salpeterzuur), blijf dan bij mij en je krijgt de gedetailleerde stap-voor-stap uitleg over het tekenen van een Lewis-structuur van HNO3 .
Laten we dus verder gaan met de stappen voor het tekenen van de Lewis-structuur van HNO3.
Stappen voor het tekenen van de HNO3 Lewis-structuur
Stap 1: Zoek het totale aantal valentie-elektronen in het HNO3-molecuul
Om het totale aantal valentie-elektronen in een HNO3- molecuul te vinden, moet je eerst de valentie-elektronen kennen die aanwezig zijn in het waterstofatoom , het stikstofatoom en het zuurstofatoom.
(Valentie-elektronen zijn de elektronen die aanwezig zijn in de buitenste baan van elk atoom.)
Hier zal ik je vertellen hoe je gemakkelijk de valentie-elektronen van waterstof, stikstof en zuurstof kunt vinden met behulp van een periodiek systeem .
Totale valentie-elektronen in het HNO3-molecuul
→ Valentie-elektronen gegeven door het waterstofatoom:
Waterstof is een element uit groep 1 van het periodiek systeem. [1] Het valentie-elektron in waterstof is dus 1 .
Je kunt zien dat er slechts één valentie-elektron aanwezig is in het waterstofatoom, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven.
→ Valentie-elektronen gegeven door het stikstofatoom:
Stikstof is een element in groep 15 van het periodiek systeem. [2] Daarom zijn de valentie-elektronen in stikstof 5 .
Je kunt de 5 valentie-elektronen in het stikstofatoom zien, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven.
→ Valentie-elektronen gegeven door het zuurstofatoom:
Zuurstof is een element in groep 16 van het periodiek systeem. [3] Daarom zijn de valentie-elektronen in zuurstof 6 .
Je kunt de 6 valentie-elektronen zien die aanwezig zijn in het zuurstofatoom, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven.
Dus,
Totale valentie-elektronen in het HNO3-molecuul = valentie-elektronen gedoneerd door 1 waterstofatoom + valentie-elektronen gedoneerd door 1 stikstofatoom + valentie-elektronen gedoneerd door 3 zuurstofatomen = 1 + 5 + 6(3) = 24 .
Stap 2: Selecteer het centrale atoom
Om het centrale atoom te selecteren, moeten we onthouden dat het minst elektronegatieve atoom in het centrum blijft.
(Denk eraan: als er waterstof in het gegeven molecuul aanwezig is, plaats dan altijd waterstof aan de buitenkant.)
Het gegeven molecuul is hier HNO3 (salpeterzuur) en bevat waterstofatoom (H), stikstofatoom (N) en zuurstofatomen (O).
Dus volgens de regel moeten we de waterstof buitenhouden.
Nu kunt u de elektronegativiteitswaarden van het stikstofatoom (N) en het zuurstofatoom (O) zien in het periodiek systeem hierboven.
Als we de elektronegativiteitswaarden van stikstof (N) en zuurstof (O) vergelijken, dan is het stikstofatoom minder elektronegatief .
Hier is het stikstofatoom (N) het centrale atoom en de zuurstofatomen (O) het buitenste atoom.
Stap 3: Verbind elk atoom door er een paar elektronen tussen te plaatsen
Nu moet je in het HNO3-molecuul de elektronenparen tussen de zuurstof- (O) en waterstofatomen (H) en tussen de zuurstof- (O) en stikstofatomen (N) plaatsen.
Dit geeft aan dat deze atomen chemisch aan elkaar gebonden zijn in een HNO3-molecuul.
Stap 4: Maak de externe atomen stabiel
In deze stap moet je de stabiliteit van de externe atomen controleren.
Hier in de schets van het HNO3-molecuul kun je zien dat de buitenste atomen waterstof- en zuurstofatomen zijn.
Deze waterstof- en zuurstofatomen vormen respectievelijk een duplet en een octet en zijn daarom stabiel.
Bovendien berekenden we in stap 1 het totale aantal valentie-elektronen dat aanwezig was in het HNO3-molecuul.
Het HNO3-molecuul heeft in totaal 24 valentie-elektronen en al deze valentie-elektronen worden gebruikt in het bovenstaande diagram van HNO3.
Er zijn dus geen elektronenparen meer om op het centrale stikstofatoom te houden.
Laten we nu verder gaan met de volgende stap.
Stap 5: Controleer het octet op het centrale atoom. Als het geen octet heeft, verplaats dan het eenzame paar om een dubbele of drievoudige binding te vormen.
In deze stap moet u controleren of het centrale stikstofatoom (N) stabiel is of niet.
Om de stabiliteit van het centrale stikstofatoom (N) te controleren, moeten we controleren of het een octet vormt of niet.
Helaas vormt het stikstofatoom hier geen octet. Stikstof heeft slechts 6 elektronen en is onstabiel.
Om dit stikstofatoom stabiel te maken, moet je het elektronenpaar van het buitenste zuurstofatoom zodanig verschuiven dat het stikstofatoom 8 elektronen kan hebben (dwz één octet).
Na het verplaatsen van dit elektronenpaar zal het centrale stikstofatoom nog 2 elektronen ontvangen en het totale aantal elektronen zal dus 8 worden.
Je kunt in de afbeelding hierboven zien dat het stikstofatoom een octet vormt omdat het 8 elektronen heeft.
Laten we nu verder gaan met de laatste stap om te controleren of de bovenstaande Lewis-structuur stabiel is of niet.
Stap 6: Controleer de stabiliteit van de Lewis-structuur
Nu ben je bij de laatste stap gekomen waarin je de stabiliteit van de Lewis-structuur van HNO3 moet controleren.
De stabiliteit van de Lewis-structuur kan worden geverifieerd met behulp van een formeel ladingsconcept .
Kortom, we moeten nu de formele lading vinden van de waterstof- (H), stikstof- (N) en zuurstof- (O) atomen die aanwezig zijn in het HNO3-molecuul.
Om de formele belasting te berekenen, moet u de volgende formule gebruiken:
Formele lading = Valentie-elektronen – (bindende elektronen)/2 – Niet-bindende elektronen
In de onderstaande afbeelding ziet u het aantal bindende elektronen en niet-bindende elektronen voor elk atoom van het HNO3-molecuul.
Voor het waterstofatoom (H):
Valentie-elektron = 1 (omdat waterstof in groep 1 zit)
Bindende elektronen = 2
Niet-bindende elektronen = 0
Voor het stikstofatoom (N):
Valentie-elektronen = 5 (omdat stikstof in groep 15 zit)
Bindende elektronen = 8
Niet-bindende elektronen = 0
Voor het dubbelgebonden zuurstofatoom (O):
Valentie-elektronen = 6 (omdat zuurstof in groep 16 zit)
Bindende elektronen = 4
Niet-bindende elektronen = 4
Voor het linker enkelvoudig gebonden zuurstofatoom (O):
Valentie-elektronen = 6 (omdat zuurstof in groep 16 zit)
Bindende elektronen = 4
Niet-bindende elektronen = 4
Voor het rechte, enkelvoudig gebonden zuurstofatoom (O):
Valentie-elektronen = 6 (omdat zuurstof in groep 16 zit)
Bindende elektronen = 2
Niet-bindende elektronen = 6
| Formele beschuldiging | = | valentie-elektronen | – | (Bindende elektronen)/2 | – | Niet-bindende elektronen | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| NIET | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| O (dubbele hop) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
| O (enkele binding, links) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
| O (enkele binding, rechts) | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
Uit de bovenstaande formele ladingsberekeningen kun je zien dat het stikstofatoom (N) een lading heeft van +1 , terwijl het enkelvoudig gebonden zuurstofatoom (dat zich aan de rechterkant bevindt) een lading heeft van -1 .
Laten we deze ladingen dus op de respectieve atomen van het HNO3-molecuul houden.
De +1 en -1 ladingen in de bovenstaande schets zijn geannuleerd en de bovenstaande Lewis-puntenstructuur van HNO3 is de stabiele Lewis-structuur.
In de bovenstaande Lewis-puntenstructuur van HNO3 kun je elk paar bindende elektronen (:) ook voorstellen als een enkele binding (|). Als je dit doet, ontstaat de volgende Lewis-structuur van HNO3.
Ik hoop dat je alle bovenstaande stappen volledig hebt begrepen.
Voor meer oefening en een beter begrip kun je andere Lewis-structuren proberen die hieronder worden vermeld.
Probeer (of bekijk in ieder geval) deze Lewis-structuren voor een beter begrip: