Các bước để vẽ cấu trúc Lewis cho các trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc Octet

Cấu trúc chấm Lewis rất hữu ích để dự đoán hình học của phân tử. Đôi khi, một trong các nguyên tử trong phân tử không tuân theo quy tắc bát phân để sắp xếp các cặp electron xung quanh nguyên tử. Ví dụ này sử dụng các bước được nêu trong Cách vẽ cấu trúc Lewis để vẽ cấu trúc Lewis của một phân tử trong đó một nguyên tử là một ngoại lệ đối với quy tắc octet .

Đánh giá về đếm điện tử

Tổng số electron thể hiện trong cấu trúc Lewis là tổng số electron hóa trị của mỗi nguyên tử. Ghi nhớ: các electron không hóa trị không được hiển thị. Khi số lượng electron hóa trị đã được xác định, đây là danh sách các bước thường được thực hiện để đặt các chấm xung quanh nguyên tử:

  1. Kết nối các nguyên tử bằng liên kết hóa học đơn.
  2. Số electron cần đặt là t-2n , trong đó t là tổng số electron và n là số liên kết đơn. Đặt các electron này thành các cặp đơn lẻ, bắt đầu bằng các electron ngoài cùng (ngoài hydro) cho đến khi mọi electron ngoài cùng có 8 electron. Đặt các cặp đơn lẻ trên hầu hết các nguyên tử có độ âm điện trước.
  3. Sau khi các cặp đơn lẻ được đặt, các nguyên tử trung tâm có thể thiếu một octet. Các nguyên tử này tạo thành một liên kết đôi. Di chuyển một cặp đơn lẻ để tạo thành liên kết thứ hai.
    Câu hỏi:
    Vẽ công thức cấu tạo Lewis của phân tử có công thức phân tử ICl 3 .
    Giải:
    Bước 1: Tìm tổng số electron hoá trị.
    Iot có 7 electron hóa trị
    Clo có 7 electron hóa trị
    Tổng số electron hóa trị = 1 iot (7) + 3 clo (3 x 7)
    Tổng số electron hóa trị = 7 + 21
    Tổng số electron hóa trị = 28
    Bước 2: Tìm số electron cần tạo nguyên tử "hạnh phúc"
    Iốt cần 8 điện tử hóa trị
    Clo cần 8 điện tử hóa trị
    Tổng số electron hóa trị là "hạnh phúc" = 1 iot (8) + 3 clo (3 x 8)
    Tổng số electron hóa trị là "hạnh phúc" = 8 + 24
    Tổng số electron hóa trị là "hạnh phúc" = 32
    Bước 3: Xác định số của các liên kết trong phân tử.
    số liên kết = (Bước 2 – Bước 1) / 2
    số liên kết = (32 – 28) / 2
    số liên kết = 4/2
    số liên kết = 2
    Đây là cách xác định một ngoại lệ đối với quy tắc bát phân . Không có đủ liên kết về số lượng nguyên tử trong phân tử. ICl 3 nên có ba liên kết để liên kết bốn nguyên tử với nhau. Bước 4: Chọn nguyên tử trung tâm.
    Các halogen thường là các nguyên tử bên ngoài của phân tử. Trong trường hợp này, tất cả các nguyên tử đều là halogen. Iốt là chất âm điện nhỏ nhấtcủa hai yếu tố. Sử dụng iot làm nguyên tử trung tâm .
    Bước 5: Vẽ cấu trúc khung xương .
    Vì chúng ta không có đủ liên kết để kết nối cả bốn nguyên tử với nhau, hãy kết nối nguyên tử trung tâm với ba nguyên tử kia bằng ba liên kết đơn .
    Bước 6: Đặt êlectron xung quanh nguyên tử bên ngoài.
    Hoàn thành các octet xung quanh nguyên tử clo. Mỗi clo sẽ nhận được sáu electron để hoàn thành các octet của chúng.
    Bước 7: Đặt các electron còn lại xung quanh nguyên tử trung tâm.
    Đặt bốn electron còn lại xung quanh nguyên tử iot để hoàn thành cấu trúc. Cấu trúc đã hoàn thành xuất hiện ở đầu ví dụ.

Hạn chế của cấu trúc Lewis

Cấu trúc Lewis lần đầu tiên được sử dụng vào đầu thế kỷ XX khi liên kết hóa học còn chưa được hiểu rõ. Biểu đồ chấm electron giúp minh họa cấu trúc điện tử của phân tử và phản ứng hóa học. Việc sử dụng chúng vẫn còn phổ biến với các nhà giáo dục hóa học giới thiệu mô hình liên kết hóa trị của liên kết hóa học và chúng thường được sử dụng trong hóa học hữu cơ, nơi mà mô hình liên kết hóa trị phần lớn là thích hợp.

Tuy nhiên, trong các lĩnh vực hóa học vô cơ và hóa học cơ kim, các obitan phân tử phân định vị là phổ biến và các cấu trúc Lewis không dự đoán chính xác hành vi. Mặc dù có thể vẽ cấu trúc Lewis cho một phân tử được biết theo kinh nghiệm là chứa các điện tử chưa ghép đôi, nhưng việc sử dụng các cấu trúc như vậy dẫn đến sai số trong việc ước tính độ dài liên kết, tính chất từ ​​và tính thơm. Ví dụ về các phân tử này bao gồm oxy phân tử (O 2 ), oxit nitric (NO) và clo đioxit (ClO 2 ).

Trong khi các cấu trúc Lewis có một số giá trị, người đọc được khuyên là lý thuyết liên kết hóa trị và lý thuyết quỹ đạo phân tử thực hiện tốt hơn việc mô tả hoạt động của các electron lớp vỏ hóa trị.

Nguồn

  • Lever, ABP (1972). "Cấu trúc Lewis và Quy tắc Octet. Một thủ tục tự động để viết các biểu mẫu chính tắc." J. Chèm. Giáo dục . 49 (12): 819. doi: 10.1021 / ed049p819
  • Lewis, GN (1916). "Nguyên tử và Phân tử." Mứt. Chèm. Soc . 38 (4): 762–85. doi: 10.1021 / ja02261a002
  • Miessler, GL; Tarr, DA (2003). Hóa học vô cơ (xuất bản lần thứ 2). Pearson Prentice – Hall. ISBN 0-13-035471-6.
  • Zumdahl, S. (2005). Nguyên lý hóa học . Houghton-Mifflin. ISBN 0-618-37206-7.