Итак, вы уже видели изображение выше, верно?
Позвольте мне кратко объяснить изображение выше.
Структура Льюиса H3PO4 (фосфорная кислота) имеет атом фосфора (P) в центре, окруженный атомом кислорода (O) и тремя группами OH. Существует двойная связь между атомами фосфора (P) и кислорода (O) и одинарная связь между фосфором (P) и тремя группами OH.
Если вы ничего не поняли из приведенного выше изображения структуры Льюиса H3PO4, оставайтесь со мной, и вы получите подробное пошаговое объяснение того, как нарисовать структуру Льюиса H3PO4 .
Итак, давайте перейдем к этапам рисования структуры Льюиса H3PO4.
Шаги по рисованию структуры Льюиса H3PO4
Шаг 1: Найдите общее количество валентных электронов в молекуле H3PO4.
Чтобы найти общее количество валентных электронов в молекуле H3PO4 (фосфорной кислоты) , прежде всего необходимо знать, какие валентные электроны присутствуют в атоме водорода , атоме фосфора, а также атоме кислорода.
(Валентные электроны — это электроны, находящиеся на самой внешней орбите любого атома.)
Здесь я расскажу вам, как легко найти валентные электроны водорода, фосфора, а также кислорода с помощью таблицы Менделеева.
Сумма валентных электронов в молекуле H3PO4
→ Валентные электроны, отдаваемые атомом водорода:
Водород — элемент 1 группы таблицы Менделеева. [1] Следовательно, валентный электрон, присутствующий в водороде, равен 1 .
Вы можете видеть, что в атоме водорода присутствует только один валентный электрон, как показано на изображении выше.
→ Валентные электроны, отдаваемые атомом фосфора:
Фосфор — элемент 15-й группы таблицы Менделеева. [2] Следовательно, валентные электроны, присутствующие в фосфоре, равны 5 .
Вы можете увидеть 5 валентных электронов, присутствующих в атоме фосфора, как показано на изображении выше.
→ Валентные электроны, отдаваемые атомом кислорода:
Кислород — элемент 16-й группы таблицы Менделеева. [3] 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 H3PO4 = валентные электроны, пожертвованные 3 атомами водорода + валентные электроны, подаренные 1 атомом фосфора + валентные электроны, подаренные 4 атомами кислорода = 1(3) + 5 + 6 (4) = 32 .
Шаг 2: Выберите центральный атом
Чтобы выбрать центральный атом, надо помнить, что в центре остается наименее электроотрицательный атом.
(Помните: если в данной молекуле присутствует водород, всегда помещайте водород снаружи.)
Теперь данная молекула — это H3PO4, и она содержит атомы водорода (H), атомы фосфора (P) и атомы кислорода (O).
Итак, согласно правилу, мы должны не допускать попадания водорода.
Теперь вы можете увидеть значения электроотрицательности атома фосфора (P) и атома кислорода (O) в таблице Менделеева выше.
Если сравнить значения электроотрицательности фосфора (Р) и кислорода (О), то атом фосфора менее электроотрицательен .
Здесь атом фосфора (P) является центральным атомом, а атом кислорода (O) — внешним атомом.
Шаг 3: Соедините каждый атом, поместив между ними пару электронов.
Теперь в молекуле H3PO4 нужно разместить электронные пары между атомами фосфора (Р) и кислорода (О), а также между атомами кислорода (О) и водорода (Н).
Это указывает на то, что эти атомы химически связаны друг с другом в молекуле H3PO4.
Шаг 4: Сделайте внешние атомы стабильными
На этом этапе вам необходимо проверить стабильность внешних атомов.
Здесь на эскизе молекулы H3PO4 видно, что внешние атомы — это атомы водорода и атомы кислорода.
Эти атомы водорода и кислорода образуют дуплет и октет соответственно и поэтому стабильны.
Дополнительно на этапе 1 мы рассчитали общее количество валентных электронов, присутствующих в молекуле H3PO4.
Молекула H3PO4 имеет в общей сложности 32 валентных электрона , и все эти валентные электроны используются в приведенной выше диаграмме H3PO4.
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.
На этом этапе вам необходимо проверить, стабилен ли центральный атом фосфора (P) или нет.
Чтобы проверить стабильность центрального атома фосфора (Р), нам нужно проверить, образует ли он октет или нет.
На изображении выше вы можете видеть, что атом фосфора образует октет. Это означает, что у него 8 электронов.
И поэтому центральный атом фосфора стабилен.
Теперь перейдем к последнему шагу, чтобы проверить, стабильна ли структура Льюиса H3PO4 или нет.
Шаг 6: Проверьте стабильность структуры Льюиса
Теперь вы подошли к последнему шагу, на котором вам необходимо проверить стабильность структуры Льюиса H3PO4.
Устойчивость структуры Льюиса можно проверить, используя формальное понятие заряда .
Короче говоря, теперь нам необходимо найти формальный заряд атомов водорода (H), фосфора (P) и кислорода (O), присутствующих в молекуле H3PO4.
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 H3PO4 на изображении ниже.
Для атома водорода (H):
Валентный электрон = 1 (потому что водород находится в группе 1)
Связывающие электроны = 2
Несвязывающие электроны = 0
Для атома фосфора (P):
Валентные электроны = 5 (потому что фосфор находится в группе 15)
Связывающие электроны = 8
Несвязывающие электроны = 0
Для атома кислорода (О):
Валентные электроны = 6 (потому что кислород находится в группе 16)
Связывающие электроны = 2
Несвязывающие электроны = 6
Для атома кислорода (О) (из группы ОН):
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 | ||
| ЧАС | «=» | 1 | – | 2/2 | – | 0 | «=» | 0 |
| П. | «=» | 5 | – | 8/2 | – | 0 | «=» | +1 |
| Ой | «=» | 6 | – | 2/2 | – | 6 | «=» | -1 |
| О (из группы ОН) | «=» | 6 | – | 4/2 | – | 4 | «=» | 0 |
Из приведенных выше формальных расчетов заряда вы можете видеть, что атом фосфора (P) имеет заряд +1 , а атом кислорода имеет заряд -1 .
Итак, давайте сохраним эти заряды на соответствующих атомах молекулы H3PO4.
Вышеупомянутая структура Льюиса H3PO4 не стабильна. Поэтому мы должны минимизировать эти заряды, перемещая электронные пары от атома кислорода к атому фосфора.
После перемещения электронной пары от атома кислорода к атому фосфора структура Льюиса H3PO4 становится более стабильной.
В приведенной выше точечной структуре Льюиса H3PO4 вы также можете представить каждую пару связывающих электронов (:) как одинарную связь (|). В результате получится следующая структура Льюиса H3PO4.
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: