Итак, вы уже видели изображение выше, верно?
Позвольте мне кратко объяснить изображение выше.
Структура Льюиса CH4 имеет атом углерода (C) в центре, окруженный четырьмя атомами водорода (H). Между атомом углерода (С) и каждым атомом водорода (Н) имеется 4 одинарные связи.
Если вы ничего не поняли из приведенного выше изображения структуры Льюиса CH4, оставайтесь со мной, и вы получите подробное пошаговое объяснение рисования структуры Льюиса CH4 .
Итак, давайте перейдем к этапам рисования структуры Льюиса CH4.
Шаги по рисованию структуры Льюиса CH4
Шаг 1: Найдите общее количество валентных электронов в молекуле CH4.
Для того чтобы найти общее количество валентных электронов в молекуле СН4 , прежде всего нужно знать, какие валентные электроны имеются в атоме углерода , а также в атоме водорода.
(Валентные электроны — это электроны, находящиеся на самой внешней орбите любого атома.)
Здесь я расскажу вам, как легко найти валентные электроны углерода, а также водорода с помощью таблицы Менделеева .
Сумма валентных электронов в молекуле CH4
→ 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 водорода:
Водород — элемент 1 группы таблицы Менделеева.[2] 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.
Так,
Общее количество валентных электронов в молекуле CH4 = валентные электроны, пожертвованные 1 атомом углерода + валентные электроны, подаренные 4 атомами водорода = 4 + 1(4) = 8 .
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 представляет собой CH4 (метан) и содержит атом углерода (C) и атомы водорода (H).
Значения электроотрицательности атома углерода (C) и атома водорода (H) вы можете увидеть в таблице Менделеева выше.
Если сравнить значения электроотрицательности углерода (С) и водорода (Н), то атом водорода менее электроотрицательен . Но согласно правилу мы должны держать водород снаружи.
Здесь атом углерода (C) является центральным атомом, а атомы водорода (H) — внешними атомами.
Шаг 3: Соедините каждый атом, поместив между ними пару электронов.
Теперь в молекуле СН4 нужно разместить электронные пары между атомом углерода (С) и атомами водорода (Н).
Это указывает на то, что углерод (С) и водород (Н) химически связаны друг с другом в молекуле СН4.
Шаг 4: Сделайте внешние атомы стабильными
На этом этапе вам необходимо проверить стабильность внешних атомов.
Здесь на эскизе молекулы CH4 видно, что внешние атомы — это атомы водорода.
Эти внешние атомы водорода образуют дуплет и поэтому стабильны.
Дополнительно на шаге 1 мы рассчитали общее количество валентных электронов, присутствующих в молекуле CH4.
Молекула CH4 имеет всего 8 валентных электронов , и все эти валентные электроны используются в приведенной выше диаграмме CH4.
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 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.
На изображении выше вы можете видеть, что атом углерода образует октет. Это означает, что у него 8 электронов.
Итак, центральный атом углерода стабилен.
Теперь перейдем к последнему шагу, чтобы проверить, стабильна ли структура Льюиса CH4 или нет.
Шаг 6: Проверьте стабильность структуры Льюиса
Теперь вы подошли к последнему шагу, на котором вам необходимо проверить стабильность структуры Льюиса CH4.
Устойчивость структуры Льюиса можно проверить, используя формальное понятие заряда .
Короче говоря, теперь нам нужно найти формальный заряд атомов углерода (C), а также атомов водорода (H), присутствующих в молекуле CH4.
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 CH4 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 водорода (H):
Валентный электрон = 1 (потому что водород находится в группе 1)
Связывающие электроны = 2
Несвязывающие электроны = 0
| Официальное обвинение | «=» | валентные электроны | – | (Связывание электронов)/2 | – | Несвязывающие электроны | ||
| ПРОТИВ | «=» | 4 | – | 8/2 | – | 0 | «=» | 0 |
| ЧАС | «=» | 1 | – | 2/2 | – | 0 | «=» | 0 |
Из приведенных выше расчетов формального заряда вы можете видеть, что атом углерода (C), а также атом водорода (H) имеют «нулевой» формальный заряд.
Это указывает на то, что указанная выше структура Льюиса CH4 стабильна и в указанной выше структуре CH4 больше нет изменений.
В приведенной выше точечной структуре Льюиса CH4 вы также можете представить каждую пару связывающих электронов (:) как одинарную связь (|). Это приведет к следующей структуре Льюиса CH4.
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: