Итак, вы уже видели изображение выше, верно?
Позвольте мне кратко объяснить изображение выше.
Структура Льюиса CO2 имеет атом углерода (C) в центре, окруженный двумя атомами кислорода (O). Между атомом углерода (С) и каждым атомом кислорода (О) имеются две двойные связи. У двух атомов кислорода (O) есть две неподеленные пары.
Если вы ничего не поняли из приведенного выше изображения структуры Льюиса CO2 (диоксида углерода), то оставайтесь со мной, и вы получите подробное пошаговое объяснение того, как нарисовать структуру Льюиса CO2 .
Итак, давайте перейдем к этапам рисования структуры Льюиса CO2.
Шаги по построению структуры Льюиса CO2
Шаг 1: Найдите общее количество валентных электронов в молекуле CO2.
Чтобы найти общее количество валентных электронов в молекуле СО2 (углекислого газа) , прежде всего необходимо знать, какие валентные электроны имеются в атоме углерода , а также в атоме кислорода.
(Валентные электроны — это электроны, находящиеся на самой внешней орбите любого атома.)
Здесь я расскажу вам, как легко найти валентные электроны углерода, а также кислорода с помощью таблицы Менделеева .
Общее количество валентных электронов в молекуле CO2
→ Валентные электроны, отдаваемые атомом углерода:
Углерод — элемент 14-й группы таблицы Менделеева. [1] Следовательно, валентные электроны, присутствующие в углероде, равны 4 .
Вы можете увидеть 4 валентных электрона, присутствующих в атоме углерода, как показано на изображении выше.
→ Валентные электроны, отдаваемые атомом кислорода:
Кислород — элемент 16-й группы таблицы Менделеева. [2] Следовательно, валентные электроны, присутствующие в кислороде, равны 6 .
Вы можете увидеть 6 валентных электронов, присутствующих в атоме кислорода, как показано на изображении выше.
Так,
Общее количество валентных электронов в молекуле CO2 = валентные электроны, пожертвованные 1 атомом углерода + валентные электроны, подаренные 2 атомами кислорода = 4 + 6(2) = 16 .
Шаг 2: Выберите центральный атом
Чтобы выбрать центральный атом, надо помнить, что в центре остается наименее электроотрицательный атом.
Здесь данная молекула представляет собой CO2 (диоксид углерода) и содержит атомы углерода (С) и атомы кислорода (О).
Значения электроотрицательности атома углерода (С) и атома кислорода (О) вы можете увидеть в таблице Менделеева выше.
Если сравнить значения электроотрицательности углерода (С) и кислорода (О), то атом углерода менее электроотрицательен .
Здесь атом углерода (С) является центральным атомом, а атомы кислорода (О) — внешними атомами.
Шаг 3: Соедините каждый атом, поместив между ними пару электронов.
Теперь в молекуле СО2 нужно разместить электронные пары между атомом углерода (С) и атомами кислорода (О).
Это указывает на то, что углерод (С) и кислород (О) химически связаны друг с другом в молекуле CO2.
Шаг 4: Сделайте внешние атомы стабильными
На этом этапе вам необходимо проверить стабильность внешних атомов.
Здесь на схеме молекулы СО2 видно, что внешние атомы — это атомы кислорода.
Эти внешние атомы кислорода образуют октет и поэтому стабильны.
Дополнительно на шаге 1 мы рассчитали общее количество валентных электронов, присутствующих в молекуле CO2.
Молекула CO2 имеет в общей сложности 16 валентных электронов , и все эти валентные электроны используются в приведенной выше диаграмме CO2.
Следовательно, больше нет пар электронов, которые можно было бы удерживать на центральном атоме.
Итак, теперь давайте перейдем к следующему шагу.
Шаг 5: Проверьте октет центрального атома. Если у него нет октета, переместите неподеленную пару, чтобы сформировать двойную или тройную связь.
На этом этапе вам нужно проверить, стабилен ли центральный атом углерода (С) или нет.
Чтобы проверить стабильность центрального атома углерода (С), нам нужно проверить, образует ли он октет или нет.
К сожалению, атом углерода здесь не образует октет. У углерода всего 4 электрона, и он нестабилен.
Теперь, чтобы сделать этот атом углерода стабильным, вам нужно сдвинуть электронную пару внешнего атома кислорода так, чтобы у атома углерода могло быть 8 электронов (т.е. один октет).
Но после перемещения пары электронов атом углерода все равно не образует октет, поскольку у него всего 6 электронов.
Опять же, нам нужно переместить лишнюю пару электронов от другого атома кислорода.
После перемещения этой пары электронов центральный атом углерода получит еще 2 электрона, и общее количество электронов станет, таким образом, равным 8.
На изображении выше вы можете видеть, что атом углерода образует октет.
И поэтому атом углерода стабилен.
Теперь перейдем к последнему шагу, чтобы проверить, стабильна ли структура Льюиса CO2 или нет.
Шаг 6: Проверьте стабильность структуры Льюиса
Теперь вы подошли к последнему шагу, на котором вам необходимо проверить стабильность структуры Льюиса CO2.
Устойчивость структуры Льюиса можно проверить, используя формальное понятие заряда .
Короче говоря, теперь нам нужно найти формальный заряд атомов углерода (C), а также атомов кислорода (O), присутствующих в молекуле CO2.
Для расчета формального налога необходимо использовать следующую формулу:
Формальный заряд = Валентные электроны – (Связывающие электроны)/2 – Несвязывающие электроны
Вы можете увидеть количество связывающих и несвязывающих электронов для каждого атома молекулы CO2 на изображении ниже.
Для атома углерода (С):
Валентные электроны = 4 (потому что углерод находится в группе 14)
Связывающие электроны = 8
Несвязывающие электроны = 0
Для атома кислорода (О):
Валентные электроны = 6 (потому что кислород находится в группе 16)
Связывающие электроны = 4
Несвязывающие электроны = 4
| Официальное обвинение | «=» | валентные электроны | – | (Связывание электронов)/2 | – | Несвязывающие электроны | ||
| ПРОТИВ | «=» | 4 | – | 8/2 | – | 0 | «=» | 0 |
| Ой | «=» | 6 | – | 4/2 | – | 4 | «=» | 0 |
Из приведенных выше расчетов формального заряда вы можете видеть, что атом углерода (C), а также атом кислорода (O) имеют «нулевой» формальный заряд.
Это указывает на то, что указанная выше структура Льюиса CO2 стабильна и в указанной выше структуре Льюиса CO2 дальнейших изменений нет.
В приведенной выше точечной структуре Льюиса CO2 вы также можете представить каждую пару связывающих электронов (:) как одинарную связь (|). Это даст вам следующую структуру Льюиса CO2.
Надеюсь, вы полностью поняли все шаги, описанные выше.
Для большей практики и лучшего понимания вы можете попробовать другие структуры Льюиса, перечисленные ниже.
Попробуйте (или хотя бы посмотрите) эти структуры Льюиса для лучшего понимания: