Hoe een Lewis-structuur te tekenen

Een Lewis-structuur is een grafische weergave van de elektronenverdeling rond atomen. De reden voor het leren tekenen van Lewis-structuren is het voorspellen van het aantal en het type bindingen dat rond een atoom kan worden gevormd. Een Lewis-structuur helpt ook om een ​​voorspelling te doen over de geometrie van een molecuul. Studenten scheikunde worden vaak verward door de modellen, maar het tekenen van Lewis-structuren kan een eenvoudig proces zijn als de juiste stappen worden gevolgd. Houd er rekening mee dat er verschillende strategieën zijn voor het construeren van Lewis-structuren. Deze instructies schetsen de Kelter-strategie om Lewis-structuren voor moleculen te tekenen.

Stap 1: Zoek het totale aantal Valence-elektronen

Tel in deze stap het totale aantal valentie-elektronen op van alle atomen in het molecuul.

Stap 2: Zoek het aantal elektronen dat nodig is om de atomen "gelukkig" te maken

Een atoom wordt als "gelukkig" beschouwd als de buitenste elektronenschil van het atoom gevuld is. Elementen tot periode vier op het periodiek systeem hebben acht elektronen nodig om hun buitenste elektronenschil te vullen. Deze eigenschap wordt vaak de "octetregel" genoemd.

Stap 3: Bepaal het aantal bindingen in het molecuul

Covalente bindingen worden gevormd wanneer één elektron van elk atoom een ​​elektronenpaar vormt. Stap 2 vertelt hoeveel elektronen nodig zijn en stap 1 is hoeveel elektronen je hebt. Het aantal in stap 1 aftrekken van het aantal in stap 2 geeft u het aantal elektronen dat nodig is om de octetten te voltooien. Elke gevormde binding vereist twee elektronen, dus het aantal bindingen is de helft van het aantal benodigde elektronen, of:

(Stap 2 - Stap 1) / 2

Stap 4: Kies een centraal atoom

Het centrale atoom van een molecuul is meestal het minst elektronegatieve atoom of het atoom met de hoogste valentie. Om elektronegativiteit te vinden, vertrouwt u op periodieke tabeltrends of raadpleegt u een tabel met elektronegativiteitswaarden. Elektronegativiteit vermindert het naar beneden bewegen van een groep op het periodiek systeem en heeft de neiging om over een periode van links naar rechts te bewegen. Waterstof- en halogeenatomen verschijnen meestal aan de buitenkant van het molecuul en zijn zelden het centrale atoom.

Stap 5: Teken een skeletstructuur

Verbind de atomen met het centrale atoom met een rechte lijn die een binding tussen de twee atomen voorstelt. Aan het centrale atoom kunnen maximaal vier andere atomen zijn verbonden.

Stap 6: Plaats elektronen rond buitenatomen

Voltooi de octetten rond elk van de buitenatomen. Als er niet genoeg elektronen zijn om de octetten te voltooien, is de skeletstructuur van stap 5 onjuist. Probeer een ander arrangement. In eerste instantie kan dit een proeffout vereisen. Naarmate je ervaring opdoet, wordt het gemakkelijker om skeletstructuren te voorspellen.

Stap 7: Plaats resterende elektronen rond het centrale atoom

Voltooi het octet voor het centrale atoom met de resterende elektronen. Als er nog bindingen over zijn van stap 3, maak dan dubbele bindingen met eenzame paren op externe atomen. Een dubbele binding wordt weergegeven door twee ononderbroken lijnen getrokken tussen een paar atomen. Als er meer dan acht elektronen op het centrale atoom zijn en het atoom niet een van de uitzonderingen op de octetregel is, is het aantal valentieatomen in stap 1 mogelijk onjuist geteld.

Hiermee wordt de Lewis-puntstructuur voor het molecuul voltooid.

Lewis Structures vs Real Molecules

Hoewel Lewis-structuren nuttig zijn, vooral als je leert over valentie, oxidatietoestanden en binding, zijn er veel uitzonderingen op de regels in de echte wereld. Atomen willen hun valentie-elektronenmantel vullen of half vullen. Atomen kunnen echter moleculen vormen die niet ideaal stabiel zijn. In sommige gevallen kan het centrale atoom meer vormen dan andere atomen die ermee verbonden zijn. Ook kan het aantal valentie-elektronen groter zijn dan 8, vooral voor hogere atoomnummers. Lewis-structuren zijn nuttig voor lichte elementen maar minder nuttig voor overgangsmetalen, waaronder lanthaniden en actiniden. Studenten worden gewaarschuwd om te onthouden dat Lewis-structuren een waardevol hulpmiddel zijn om te leren over en het gedrag van atomen in moleculen te voorspellen, maar het zijn imperfecte representaties van echte elektronactiviteit.