Dus je hebt de afbeelding hierboven al gezien, toch?
Ik zal het bovenstaande beeld kort toelichten.
De H3PO4 (fosforzuur) Lewis-structuur heeft een fosforatoom (P) in het midden dat wordt omgeven door een zuurstofatoom (O) en drie OH-groepen. Er is een dubbele binding tussen fosfor- (P) en zuurstof- (O) atomen en een enkele binding tussen fosfor (P) en drie OH-groepen.
Als je niets hebt begrepen van de bovenstaande afbeelding van de Lewis-structuur van H3PO4, blijf dan bij mij en je krijgt een gedetailleerde stapsgewijze uitleg over hoe je een Lewis-structuur van H3PO4 tekent.
Laten we dus verder gaan met de stappen voor het tekenen van de Lewis-structuur van H3PO4.
Stappen voor het tekenen van de H3PO4 Lewis-structuur
Stap 1: Zoek het totale aantal valentie-elektronen in het H3PO4-molecuul
Om het totale aantal valentie-elektronen in het H3PO4-molecuul (fosforzuur) te vinden, moet je eerst de valentie-elektronen kennen die aanwezig zijn in het waterstofatoom , het fosforatoom 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, fosfor en zuurstof kunt vinden met behulp van een periodiek systeem.
Totale valentie-elektronen in het H3PO4-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 fosforatoom:
Fosfor is een element in groep 15 van het periodiek systeem. [2] Daarom zijn de valentie-elektronen in fosfor 5 .
Je kunt de 5 valentie-elektronen zien die aanwezig zijn in het fosforatoom, 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 H3PO4-molecuul = valentie-elektronen gedoneerd door 3 waterstofatomen + valentie-elektronen gedoneerd door 1 fosforatoom + valentie-elektronen gedoneerd door 4 zuurstofatomen = 1(3) + 5 + 6 (4) = 32 .
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 H3PO4 en het bevat waterstofatomen (H), fosforatomen (P) en zuurstofatomen (O).
Dus volgens de regel moeten we de waterstof buitenhouden.
Nu kunt u de elektronegativiteitswaarden van het fosforatoom (P) en het zuurstofatoom (O) zien in het periodiek systeem hierboven.
Als we de elektronegativiteitswaarden van fosfor (P) en zuurstof (O) vergelijken, dan is het fosforatoom minder elektronegatief .
Hier is het fosforatoom (P) het centrale atoom en het zuurstofatoom (O) het buitenste atoom.
Stap 3: Verbind elk atoom door er een paar elektronen tussen te plaatsen
Nu moet je in het H3PO4-molecuul de elektronenparen tussen de fosfor- (P) en zuurstofatomen (O) en tussen de zuurstof- (O) en waterstofatomen (H) plaatsen.
Dit geeft aan dat deze atomen chemisch met elkaar verbonden zijn in een H3PO4-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 H3PO4-molecuul kun je zien dat de buitenste atomen waterstofatomen en zuurstofatomen zijn.
Deze waterstof- en zuurstofatomen vormen respectievelijk een duplet en een octet en zijn daarom stabiel.
Bovendien hebben we in stap 1 het totale aantal valentie-elektronen berekend dat aanwezig is in het H3PO4-molecuul.
Het H3PO4-molecuul heeft in totaal 32 valentie-elektronen en al deze valentie-elektronen worden gebruikt in het bovenstaande diagram van H3PO4.
Er zijn dus geen paren elektronen meer om op het centrale atoom te houden.
Laten we nu verder gaan met de volgende stap.
Stap 5: Controleer het octet op het centrale atoom
In deze stap moet u controleren of het centrale fosforatoom (P) stabiel is of niet.
Om de stabiliteit van het centrale fosforatoom (P) te controleren, moeten we controleren of het een octet vormt of niet.
Je kunt in de afbeelding hierboven zien dat het fosforatoom een octet vormt. Dit betekent dat het 8 elektronen heeft.
En daarom is het centrale fosforatoom stabiel.
Laten we nu verder gaan met de laatste stap om te controleren of de Lewis-structuur van H3PO4 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 H3PO4 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 atomen waterstof (H), fosfor (P) en zuurstof (O) die aanwezig zijn in het H3PO4-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 H3PO4-molecuul.
Voor het waterstofatoom (H):
Valentie-elektron = 1 (omdat waterstof in groep 1 zit)
Bindende elektronen = 2
Niet-bindende elektronen = 0
Voor het fosforatoom (P):
Valentie-elektronen = 5 (omdat fosfor in groep 15 zit)
Bindende elektronen = 8
Niet-bindende elektronen = 0
Voor het zuurstofatoom (O):
Valentie-elektronen = 6 (omdat zuurstof in groep 16 zit)
Bindende elektronen = 2
Niet-bindende elektronen = 6
Voor het zuurstofatoom (O) (uit de OH-groep):
Valentie-elektronen = 6 (omdat zuurstof in groep 16 zit)
Bindende elektronen = 4
Niet-bindende elektronen = 4
| Formele beschuldiging | = | valentie-elektronen | – | (Bindende elektronen)/2 | – | Niet-bindende elektronen | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| P. | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| Oh | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
| O (uit de OH-groep) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
Uit de bovenstaande formele ladingsberekeningen kun je zien dat het fosforatoom (P) een lading heeft van +1 , terwijl het zuurstofatoom een lading heeft van -1 .
Laten we deze ladingen dus op de respectieve atomen van het H3PO4-molecuul houden.
De bovenstaande Lewis-structuur van H3PO4 is niet stabiel. We moeten deze ladingen daarom minimaliseren door de elektronenparen van het zuurstofatoom naar het fosforatoom te verplaatsen.
Nadat het elektronenpaar van het zuurstofatoom naar het fosforatoom is verplaatst, wordt de Lewis-structuur van H3PO4 stabieler.
In de bovenstaande Lewis-puntstructuur van H3PO4 kun je elk paar bindende elektronen (:) ook voorstellen als een enkele binding (|). Als u dit doet, ontstaat de volgende Lewis-structuur van H3PO4.
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: