Formele kosten Voorbeeldprobleem
Share
Resonantiestructuren zijn alle mogelijke Lewis-structuren voor een molecuul. Formele lading is een techniek om te identificeren welke resonantiestructuur de meest correcte structuur is. De meest correcte Lewis-structuur zal de structuur zijn waarbij de formele ladingen gelijkmatig over het molecuul worden verdeeld. De som van alle formele ladingen moet gelijk zijn aan de totale lading van het molecuul.
Formele lading is het verschil tussen het aantal valentie-elektronen van elk atoom en het aantal elektronen waarmee het atoom is geassocieerd. De vergelijking heeft de vorm:
FC = eV - eN - eB/ 2
waar
eV = aantal valentie-elektronen van het atoom alsof het geïsoleerd is uit het molecuul
eN = aantal ongebonden valentie-elektronen op het atoom in het molecuul
eB = aantal elektronen gedeeld door de bindingen met andere atomen in het molecuul
De twee resonantiestructuren in de bovenstaande afbeelding zijn voor koolstofdioxide, CO2. Om te bepalen welk diagram het juiste is, moeten de formele ladingen voor elk atoom worden berekend.
Voor structuur A:
eV voor zuurstof = 6
eV voor koolstof = 4
Om e te vindenN, tel het aantal elektronenstippen rond het atoom.
eN voor O1 = 4
eN voor C = 0
eN voor O2 = 4
Om e te vindenB, tel de bindingen met het atoom. Elke binding wordt gevormd door twee elektronen, een geschonken van elk atoom dat betrokken is bij de binding. Vermenigvuldig elke binding met twee om het totale aantal elektronen te krijgen.
eB voor O1 = 2 bindingen = 4 elektronen
eB voor C = 4 bindingen = 8 elektronen
eB voor O2 = 2 bindingen = 4 elektronen
Gebruik deze drie waarden om de formele lading op elk atoom te berekenen.
Formele heffing van O1 = eV - eN - eB/ 2
Formele heffing van O1 = 6 - 4 - 4/2
Formele heffing van O1 = 6 - 4 - 2
Formele heffing van O1 = 0
Formele lading van C = eV - eN - eB/ 2
Formele lading van C1 = 4 - 0 - 4/2
Formele heffing van O1 = 4 - 0 - 2
Formele heffing van O1 = 0
Formele heffing van O2 = eV - eN - eB/ 2
Formele heffing van O2 = 6 - 4 - 4/2
Formele heffing van O2 = 6 - 4 - 2
Formele heffing van O2 = 0
Voor structuur B:
eN voor O1 = 2
eN voor C = 0
eN voor O2 = 6
Formele heffing van O1 = eV - eN - eB/ 2
Formele heffing van O1 = 6 - 2 - 6/2
Formele heffing van O1 = 6 - 2 - 3
Formele heffing van O1 = +1
Formele lading van C = eV - eN - eB/ 2
Formele lading van C1 = 4 - 0 - 4/2
Formele heffing van O1 = 4 - 0 - 2
Formele heffing van O1 = 0
Formele heffing van O2 = eV - eN - eB/ 2
Formele heffing van O2 = 6 - 6 - 2/2
Formele heffing van O2 = 6 - 6 - 1
Formele heffing van O2 = -1
Alle formele kosten op structuur A zijn gelijk aan nul, waarbij de formele kosten op structuur B laten zien dat het ene uiteinde positief is geladen en het andere negatief is geladen. Omdat de totale verdeling van structuur A nul is, is structuur A de meest correcte Lewis-structuur voor CO2.
