En Lewis-struktur är en grafisk representation av elektronfördelningen kring atomer. Anledningen till att lära sig att rita Lewis-strukturer är att förutsäga antalet och typen av bindningar som kan bildas runt en atom. En Lewis-struktur hjälper också till att göra en förutsägelse om en molekyls geometri.
Kemistudenter förväxlas ofta av modellerna, men ritning av Lewis-strukturer kan vara en enkel process om rätt steg följs. Var medveten om att det finns flera olika strategier för att konstruera Lewis-strukturer. Dessa instruktioner beskriver Kelter-strategin att dra Lewis strukturer för molekyler.
Steg 1: Hitta det totala antalet valenselektroner
I detta steg lägger du till det totala antalet valenselektroner från alla atomerna i molekylen.
Steg 2: Hitta antalet elektroner som behövs för att göra atomerna "lyckliga"
En atom betraktas som "glad" när dess yttre elektronskalet fylls. Element upp till period fyra på det periodiska bordet behöver åtta elektroner för att fylla deras yttre elektronskal. Den här egenskapen är ofta känd som "oktettregel".
Steg 3: Bestäm antalet obligationer i molekylen
Kovalenta bindningar bildas när en elektron från varje atom bildar ett elektronpar. Steg 2 berättar hur många elektroner som behövs och steg 1 är hur många elektroner du har. Att subtrahera antalet i steg 1 från siffran i steg 2 ger dig antalet elektroner som behövs för att slutföra oktetterna. Varje bindning bildad kräver två elektroner, så antalet bindningar är hälften av antalet elektroner som behövs, eller:
(Steg 2 - Steg 1) / 2
Steg 4: Välj ett centralt atom
De central atom av en molekyl är vanligtvis minst elektronegativ atom eller atomen med den högsta valensen. För att hitta elektronegativitet, antingen lita på periodiska tabelltrender eller se en tabell som visar elektronegativitetsvärden. Elektronegativitet minskar när man går ner i en grupp på det periodiska systemet och ökar flyttningen från vänster till höger över en period. Väte- och halogenatomer tenderar att visas på utsidan av molekylen och är sällan den centrala atomen.
Steg 5: Rita en skelettstruktur
Anslut atomerna till den centrala atomen med en rak linje som representerar en bindning mellan de två atomerna. Den centrala atomen kan ha upp till fyra andra atomer anslutna till den.
Steg 6: Placera elektroner runt utanför atomer
Fyll i oktetterna runt var och en av de yttre atomerna. Om det inte finns tillräckligt med elektroner för att slutföra oktetterna är skelettstrukturen från steg 5 felaktig. Prova ett annat arrangemang. Ursprungligen kan detta kräva viss testning och fel. När du får erfarenhet blir det lättare att förutsäga skelettstrukturer.
Steg 7: Placera återstående elektroner runt centrala atomen
Fyll i oktetten för den centrala atomen med de återstående elektronerna. Om det finns några obligationer kvar från steg 3, skapa dubbelbindningar med ensamma par på atomer utanför. En dubbelbindning representeras av två solida linjer ritade mellan ett par atomer. Om det finns mer än åtta elektroner på den centrala atomen och atomen inte är en av undantag från octetregelnkan antalet valensatomer i steg 1 ha räknats fel. Detta kommer att slutföra Lewis dot struktur för molekylen.
Lewis Structures Vs. Riktiga molekyler
Medan Lewis strukturer är användbara - särskilt när du lär dig om valens, oxidationstillstånd och bindning - det finns många undantag från reglerna i den verkliga världen. Atomer försöker fylla eller halvfylla sitt valenselektronskal. Atomer kan emellertid bilda molekyler som inte är idealiskt stabila. I vissa fall kan den centrala atomen bilda mer än andra atomer som är anslutna till den.
Antalet valenselektroner kan överstiga åtta, särskilt för högre atomantal. Lewisstrukturer är användbara för lätta element men mindre användbara för övergångsmetaller som lantanider och aktinider. Studenter varnas för att komma ihåg Lewis strukturer är ett värdefullt verktyg för att lära sig om och förutsäga atomernas beteende i molekyler, men de är ofullkomliga representationer av verklig elektron aktivitet.