Lewis Struktur Apa yang terdiri dari, bagaimana hal itu dilakukan, contohnya

Itu Struktur Lewis Hanya itu representasi ikatan kovalen dalam suatu molekul atau ion. Di dalamnya, ikatan dan elektron ini diwakili dengan poin atau skrip panjang, meskipun sebagian besar waktu poin sesuai dengan elektron yang tidak dibagikan dan skrip ke ikatan kovalen.

Tapi apa itu tautan kovalen? Ini adalah berbagi dari beberapa elektron (atau poin) antara dua atom dari tabel periodik. Dengan diagram ini, Anda dapat membuat sketsa banyak kerangka untuk senyawa tertentu. Manakah dari mereka yang benar akan tergantung pada beban formal dan sifat kimia dari atom yang sama.

Senyawa 2-bromopropan. Oleh Ben Million [domain publik], dari Wikimedia Commons.

Dalam gambar superior ada contoh apa struktur Lewis. Dalam hal ini senyawa yang diwakili adalah 2-bromopropano. Titik hitam yang sesuai dengan elektron dapat dilihat, baik mereka yang berpartisipasi dalam tautan dan mereka yang tidak dibagikan (satu -satunya torsi tepat di atas BR).

Jika titik poin ":" digantikan oleh skrip panjang "-", maka kerangka karbon 2-bromopropano akan direpresentasikan sebagai: C-C-C. Mengapa alih-alih "bingkai molekul" yang digambar, mungkin itu c-h-h-c? Jawabannya terletak pada karakteristik elektronik masing -masing atom.

Dengan demikian, karena hidrogen hanya memiliki satu elektron dan satu orbital yang tersedia untuk diisi, hanya ikatan kovalen. Oleh karena itu, Anda tidak pernah dapat membentuk dua ikatan (tidak bingung dengan jembatan hidrogen). Di sisi lain, konfigurasi elektronik atom karbon memungkinkan (dan menuntut) pembentukan empat ikatan kovalen.

Untuk alasan itu, struktur Lewis di mana C dan H harus konsisten dan menghormati apa yang diatur oleh konfigurasi elektronik mereka. Dengan cara ini, jika karbon memiliki lebih dari empat ikatan, atau hidrogen lebih dari satu, maka sketsa dapat dikesampingkan dan memulai yang baru lebih sesuai dengan kenyataan.

Di sinilah beberapa alasan utama atau backs dari struktur ini muncul, diperkenalkan oleh Gilbert Newton Lewis dalam pencarian mereka untuk representasi molekuler yang setia pada data eksperimental: struktur molekul dan beban formal.

Semua senyawa yang ada dapat diwakili oleh struktur Lewis, memberikan pendekatan pertama tentang bagaimana molekul atau ion bisa.

[TOC]

Apa struktur Lewis?

Ini adalah struktur representatif elektron valencia dan ikatan kovalen dalam molekul atau ion yang berfungsi memiliki gagasan tentang struktur molekulnya.

Namun, struktur ini gagal memprediksi beberapa detail penting seperti geometri molekuler sehubungan dengan atom dan lingkungannya (jika itu persegi, datar, bipiramidal, dll.).

Ia juga tidak mengatakan apa pun tentang apa hibridisasi kimia atom -atomnya, tetapi di mana ganda atau ikatan rangkap tiga ditempatkan dan jika ada resonansi dalam struktur.

Dengan informasi ini Anda dapat berdebat tentang reaktivitas senyawa, stabilitasnya, bagaimana dan mekanisme apa molekul tersebut akan mengikuti saat bereaksi.

Karena alasan ini struktur Lewis tidak pernah berhenti dipertimbangkan dan sangat berguna, karena mereka dapat memadatkan pembelajaran kimia baru.

Bagaimana cara melakukannya?

Untuk menggambar atau membuat sketsa diagram struktur, formula atau lewis, formula kimia senyawa ini sangat penting. Tanpa itu Anda bahkan tidak tahu atom apa yang menebusnya. Sekali dengan itu, tabel periodik digunakan untuk menemukan kelompok mana yang berasal dari kelompok.

Dapat melayani Anda: Viskositas: Contoh, Penyebab, Unit, Jenis

Misalnya, jika Anda memiliki senyawa C₁₄SALAH SATU₂N₃ Maka kita harus mencari kelompok di mana karbon, oksigen dan nitrogen berada. Melakukan ini, terlepas dari senyawanya, jumlah elektron valensi tetap sama, sehingga cepat atau lambat mereka menghafal.

Dengan demikian, karbon milik kelompok PPN, oksigen ke kelompok via dan nitrogen ke VA. Jumlah grup sama dengan jumlah elektron (poin) Valencia. Semuanya memiliki kesamaan kecenderungan untuk menyelesaikan oktet lapisan Valencia.

Apa aturan oktet?

Ini mengatakan ada tren atom untuk menyelesaikan tingkat energinya dengan delapan elektron untuk mencapai stabilitas. Ini berlaku untuk semua elemen non -metalik atau yang ditemukan di blok S atau P dari tabel periodik.

Namun, tidak semua elemen mematuhi aturan oktet. Kasus tertentu adalah logam transisi, yang strukturnya lebih didasarkan pada beban formal dan nomor kelompoknya.

Jumlah elektron dari lapisan valencia dari elemen non -metalik, yang di mana ia dapat dioperasikan dengan struktur Lewis.

Menerapkan formula matematika

Mengetahui kelompok mana elemen milik, dan oleh karena itu, jumlah elektron valensi yang tersedia untuk membentuk tautan, rumus berikut dibuat, yang berguna untuk menggambar struktur Lewis:

C = N - D

Dimana C berarti elektron bersama, yaitu, mereka yang berpartisipasi dalam obligasi kovalen. Karena setiap tautan terdiri dari dua elektron, maka C/2 sama dengan jumlah tautan (atau skrip) yang harus ditarik.

N adalah elektron yang diperlukan, Mereka yang harus memiliki atom di lapisan Valencia untuk menjadi isolektronik terhadap gas mulia yang mengikuti pada periode yang sama. Untuk semua elemen selain H (karena membutuhkan dua elektron untuk dibandingkan dengan HE) mereka membutuhkan delapan elektron.

D adalah elektron yang tersedia, yang ditentukan oleh kelompok atau elektron Nomor Valencia. Dengan demikian, karena CL milik kelompok VIIA, itu harus dikelilingi oleh tujuh hitam atau elektron, dan perlu diingat bahwa pasangan diperlukan untuk membentuk tautan.

Memiliki atom, poin mereka dan jumlah tautan C/2, struktur Lewis kemudian dapat diimprovisasi. Namun selain itu, perlu memiliki gagasan tentang "aturan" lainnya.

Di mana menempatkan atom elektronegatif yang kurang

Semakin sedikit atom elektronegatif di sebagian besar struktur menempati pusat. Untuk alasan ini, jika Anda memiliki senyawa dengan atom P, O dan F, karenanya P harus berada di tengah struktur hipotetis.

Penting juga untuk menyoroti bahwa hidrogen biasanya terkait dengan atom yang sangat elektronegatif. Jika Anda memiliki senyawa Zn, H dan O, H akan pergi ke sebelah O dan bukan dengan Zn (Zn-O-H dan tidak ada H-Zn-O). Ada pengecualian untuk aturan ini, tetapi biasanya terjadi dengan atom non -metalik.

Simetri dan beban formal

Alam memiliki preferensi yang tinggi untuk menyebabkan struktur molekul sebanyak mungkin. Ini membantu menghindari meningkatkan struktur yang tidak teratur, dengan atom -atom diatur sedemikian rupa sehingga mereka tidak mematuhi pola yang jelas.

Ini dapat melayani Anda: Teori Bassat Asam: Arrhenius, Bronssted-Lowry, Lewis

Misalnya, untuk senyawa C₂KE₃, Di mana A adalah atom fiksi, struktur yang paling mungkin adalah a-c-c-c-a. Perhatikan simetri sisi mereka, keduanya refleksi dari yang lain.

Beban formal juga memainkan peran penting saat menggambar struktur Lewis, terutama untuk ion. Dengan demikian, tautan dapat ditambahkan atau dihapus sehingga beban formal atom sesuai dengan total beban yang ditampilkan. Kriteria ini sangat membantu untuk senyawa logam transisi.

Keterbatasan dalam aturan oktet

Representasi aluminium trifluorida, senyawa yang tidak stabil. Kedua elemen terdiri dari enam elektron, yang menghasilkan tiga ikatan kovalen, padahal mereka harus delapan untuk mencapai stabilitas. Sumber: Gabriel Bolívar

Tidak semua aturan terpenuhi, yang tidak berarti bahwa strukturnya salah. Contoh -contoh khas dari ini diamati di banyak senyawa di mana unsur -unsur kelompok IIIA (B, Al, GA, IN, TL) terlibat. Berikut ini secara khusus dianggap aluminium trifluoruro (ALF₃).

Kemudian menerapkan formula yang dijelaskan di atas, Anda memiliki:

D = 1 × 3 (atom aluminium) + 7 × 3 (tiga atom fluor) = 24 elektron

Di sini pada 3 dan 7 adalah kelompok masing -masing atau jumlah elektron valensi yang tersedia untuk aluminium dan fluoride. Kemudian, mempertimbangkan elektron yang diperlukan n:

N = 8 × 1 (atom aluminium) + 8 × 3 (tiga atom fluor) = 32 elektron

Dan karena itu elektron bersama adalah:

C = N - D

C = 32 - 24 = 8 elektron

C/2 = 4 tautan

Karena aluminium adalah atom elektronegatif terkecil, itu harus ditempatkan di tengah, dan fluor hanya membentuk tautan. Mempertimbangkan ini, Anda memiliki struktur Lewis del Alf₃ (gambar atas). Elektron bersama disorot dengan titik hijau untuk membedakannya dari yang tidak dikompromikan.

Meskipun perhitungan memperkirakan bahwa ada 4 tautan yang harus dibentuk, aluminium tidak memiliki elektron yang cukup dan juga tidak ada atom fluor keempat. Akibatnya, aluminium tidak mematuhi aturan oktet dan fakta ini tidak tercermin dalam perhitungan.

Contoh Struktur Lewis

Yodium

Iodo non -logam masing -masing memiliki tujuh elektron, jadi dengan berbagi satu elektron masing -masing, mereka menghasilkan ikatan kovalen yang memberi mereka stabilitas. Sumber: Gabriel Bolívar

Yodium adalah halogen dan karenanya milik kelompok VIIA. Kemudian memiliki tujuh elektron valencia, dan molekul diatomik sederhana ini dapat direpresentasikan berimprovisasi atau menerapkan formula:

D = 2 × 7 (dua atom yodium) = 14 elektron

N = 2 × 8 = 16 elektron

C = 16 - 14 = 2 elektron

C/2 = 1 tautan

Karena 14 elektron 2 berpartisipasi dalam ikatan kovalen (titik hijau dan skrip), 12 tetap tidak dibagikan; Dan karena mereka adalah dua atom yodium, 6 harus didistribusikan untuk salah satunya (elektron valensi mereka). Dalam molekul ini hanya struktur ini yang dimungkinkan, geometri yang liniernya.

Amonia

Nitrogen memiliki 5 elektron, sedangkan hidrogen hanya 1. Cukup untuk mencapai stabilitas ketika tiga ikatan kovalen ditetapkan, terdiri dari elektron N dan sumber H lainnya: Gabriel Bolívar

Apa struktur Lewis untuk molekul amonia? Karena nitrogen berasal dari kelompok VA, ia memiliki lima elektron Valencia, dan kemudian:

Itu dapat melayani Anda: termometer laboratorium: karakteristik, untuk apa, penggunaan, contoh

D = 1 × 5 (atom nitrogen) + 1 × 3 (tiga atom hidrogen) = 8 elektron

N = 8 × 1 + 2 × 3 = 14 elektron

C = 14 - 8 = 6 elektron

C/2 = 3 tautan

Kali ini formulanya tepat dengan jumlah tautan (tiga tautan hijau). Pada 8 elektron yang tersedia 6 berpartisipasi dalam ikatan, ada torsi non -shared yang terletak di atas atom nitrogen.

Struktur ini mengatakan segala sesuatu yang harus diketahui dari pangkalan amonia. Menerapkan pengetahuan TEV dan Trpev, maka geometri adalah tetrahedral yang terdistorsi oleh torsi nitrogen bebas dan bahwa hibridisasi ini oleh karena itu SP adalah³.

C₂H₆SALAH SATU

Sumber: Gabriel Bolívar

Formula sesuai dengan senyawa organik. Sebelum menerapkan formula, harus diingat bahwa hidrogen membentuk ikatan tunggal, oksigen dua, karbon empat dan bahwa struktur harus sama simetrisnya. Melanjutkan sebagai contoh sebelumnya adalah:

D = 6 × 1 (enam atom hidrogen) + 6 × 1 (atom oksigen) + 4 × 2 (dua atom karbon) = 20 elektron

N = 6 × 2 (enam atom hidrogen) + 8 × 1 (atom oksigen) + 8 × 2 (dua atom karbon) = 36 elektron

C = 36 - 20 = 16 elektron

C/2 = 8 tautan

Jumlah skrip hijau sesuai dengan 8 tautan yang dihitung. Struktur Lewis yang diusulkan adalah etanol CH₃Ch₂Oh. Namun, itu juga akan benar untuk mengusulkan struktur dimetil eter₃Och₃, yang bahkan lebih simetris.

Manakah dari keduanya yang "lebih" benar? Keduanya sama, karena struktur muncul sebagai isomer struktural dari rumus molekul yang sama₂H₆SALAH SATU.

Ion permanganat

Sumber: Gabriel Bolívar

Situasinya rumit saat Anda ingin melakukan struktur Lewis untuk senyawa logam transisi. Orang mangan milik kelompok VIIB, juga, elektron beban negatif harus ditambahkan di antara elektron yang tersedia. Menerapkan formula yang Anda miliki:

D = 7 × 1 (atom mangan) + 6 × 4 (empat atom oksigen) + 1 elektron per beban = 32 elektron

N = 8 × 1 + 8 × 4 = 40 elektron

C = 40 - 32 = 8 elektron bersama

C/2 = 4 tautan

Namun, logam transisi dapat memiliki lebih dari delapan elektron di Valencia. Juga, untuk ion Mno₄^- Menunjukkan beban negatif, perlu mengurangi beban formal atom oksigen. Sebagai? Melalui tautan ganda.

Jika semua tautan MNO₄^- Mereka sederhana, beban formal oksigen akan sama dengan -1. Karena ada empat, beban yang dihasilkan adalah -4 untuk anion, yang jelas tidak benar. Ketika ikatan rangkap terbentuk, dijamin bahwa oksigen tunggal memiliki beban formal negatif, tercermin dalam ion.

Dalam ion permanganat dapat dilihat bahwa ada resonansi. Ini menyiratkan bahwa satu-satunya tautan Mn-O sederhana didemokalisasi antara empat atom O.

Ion dicromato

Sumber: Gabriel Bolívar

Akhirnya, kasus serupa terjadi dengan ion dicromato (CR₂SALAH SATU₇). Chrome milik Grup VIB, jadi memiliki enam elektron Valencia. Menerapkan formula lagi:

D = 6 × 2 (dua atom krom) + 6 × 7 (tujuh atom oksigen) + 2 elektron dengan beban divalen = 56 elektron

N = 8 × 2 + 8 × 7 = 72 elektron

C = 72 - 56 = 16 elektron bersama

C/2 = 8 tautan

Tapi tidak ada tautan 8, tapi 12. Untuk alasan yang sama ditemukan, dalam ion permanganat, dua oksigen harus dibiarkan dengan beban formal negatif yang menambah -2, beban ion dicromato.

Dengan demikian, karena banyak tautan ganda ditambahkan seperlunya. Dengan cara ini Anda mencapai struktur Lewis gambar untuk CR₂SALAH SATU₇^2-.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia. (Edisi ke -8.). Pembelajaran Cengage, hal 251.
2. Struktur Lewis. Diambil dari: chemed.Chem.Purdue.Edu
3. Steven a. Hardinger, Departemen Kimia & Biokimia, UCLA. (2017). Struktur Lewis. Diambil dari: chem.UCLA.Edu
4. Wayne Breslyn. (2012). Menggambar Struktur Lewis. Diambil dari: terpConnect.Umd.Edu
5. Webmaster. (2012). Struktur Lewis ("Electron Dot"). Departemen Kimia, Universitas Maine, Orono. Diambil dari: Kimia.Umeche.Maine.Edu
6. Lancaster, Sean. (25 April 2017). Bagaimana menentukan berapa banyak titik pada struktur titik lewis elemen. Ilmu pengetahuan. Pulih dari: ilmuwan.com