Struktur Lewis dalam contoh, bagaimana hal itu dilakukan, contohnya

itu Struktur lewis adalah semua representasi ikatan kovalen di dalam molekul atau ion. Di dalamnya, tautan dan elektron ini diwakili oleh titik atau tanda hubung panjang, meskipun sebagian besar titik berhubungan dengan elektron yang tidak dibagikan dan garis putus-putus ke ikatan kovalen.

Tetapi apakah ikatan kovalen itu? Ini adalah pembagian sepasang elektron (atau titik) antara dua atom dari tabel periodik. Dengan diagram ini Anda dapat membuat sketsa banyak kerangka untuk senyawa tertentu. Yang mana yang benar akan tergantung pada muatan formal dan sifat kimiawi dari atom yang sama.

Pada gambar di atas kita memiliki contoh struktur Lewis. Dalam hal ini, senyawa yang diwakili adalah 2-bromopropana. Titik-titik hitam yang terkait dengan elektron dapat dihargai, baik yang berpartisipasi dalam tautan dan yang tidak dibagi (satu-satunya pasangan tepat di atas Br).

Jika pasangan titik ":" diganti dengan tanda hubung yang panjang "-", maka kerangka karbon 2-bromopropana akan direpresentasikan sebagai: C-C-C. Mengapa, alih-alih "kerangka molekul" yang digambar, bukankah itu C-H-H-C? Jawabannya terletak pada karakteristik elektronik masing-masing atom.

Jadi, karena hidrogen hanya memiliki satu elektron dan satu orbital yang tersedia untuk diisi, hidrogen hanya membentuk satu ikatan kovalen. Oleh karena itu, ia tidak pernah dapat membentuk dua ikatan (jangan dikacaukan dengan ikatan hidrogen). Di sisi lain, konfigurasi elektronik dari atom karbon memungkinkannya (dan membutuhkan) pembentukan empat ikatan kovalen.

Untuk alasan itu struktur Lewis di mana C dan H campur tangan harus koheren 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 garis besar dapat dibuang dan yang baru yang sesuai dengan kenyataan dapat dimulai..

Di sinilah beberapa alasan utama atau punggung struktur ini muncul, diperkenalkan oleh Gilbert Newton Lewis dalam pencariannya untuk representasi molekul yang setia pada data eksperimental: struktur molekul dan muatan formal.

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

Indeks

1 Bagaimana struktur Lewis?
2 Bagaimana ini dilakukan??
- 2.1 Menerapkan rumus matematika
- 2.2 Di mana menempatkan atom yang paling elektronegatif
- 2.3 Biaya simetri dan formal
3 Keterbatasan pada aturan oktet
4 Contoh struktur Lewis
- 4.1 Yodium
- 4.2 Amoniak
- 4.3 C2H6O
- 4.4 Iman permanganate
- 4,5 Ion dikromat
5 Referensi

Bagaimana struktur Lewis?

Ini adalah struktur representatif elektron valensi dan ikatan kovalen dalam molekul atau ion yang berfungsi untuk mendapatkan gambaran tentang struktur molekulnya..

Namun, struktur ini gagal memprediksi beberapa detail penting seperti geometri molekul sehubungan dengan atom dan lingkungannya (jika berbentuk bujur sangkar, trigonal, bipyramidal, dll.).

Juga, ia tidak mengatakan apa-apa tentang hibridisasi kimia dari atom-atomnya, tetapi di mana ikatan rangkap atau rangkap tiga dan jika ada resonansi dalam struktur.

Dengan informasi ini dapat diperdebatkan tentang reaktivitas suatu senyawa, kestabilannya, bagaimana dan mekanisme apa yang akan diikuti molekul ketika bereaksi.

Untuk alasan ini struktur Lewis tidak pernah berhenti dianggap dan mereka sangat berguna, karena di dalamnya pembelajaran kimia baru dapat disingkat..

Bagaimana ini dilakukan??

Untuk menggambar atau membuat sketsa struktur, rumus atau diagram Lewis sangat penting untuk rumus kimia senyawa. Tanpanya Anda bahkan tidak bisa tahu atom mana yang membentuknya. Setelah itu, tabel periodik digunakan untuk menemukan grup tempat mereka berada..

Misalnya, jika Anda memiliki senyawa C₁₄O₂N₃ maka kita harus mencari kelompok di mana karbon, oksigen dan nitrogen berada. Ini dilakukan, tidak peduli apa senyawa itu, jumlah elektron valensi tetap sama, sehingga cepat atau lambat mereka dihafal.

Dengan demikian, karbon termasuk dalam kelompok PPN, oksigen ke kelompok VIA dan nitrogen ke VA. Nomor kelompok sama dengan jumlah elektron valensi (titik). Semuanya memiliki kecenderungan untuk melengkapi oktet dari lapisan valensi.

Ini berlaku untuk semua elemen non-logam atau yang ditemukan di blok s atau p dari tabel periodik. Namun, tidak semua elemen mematuhi aturan oktet. Kasus khusus adalah logam transisi, yang strukturnya lebih didasarkan pada muatan formal dan jumlah kelompoknya.

Menerapkan rumus matematika

Mengetahui kelompok mana unsur-unsur milik, dan oleh karena itu, jumlah elektron valensi yang tersedia untuk membentuk tautan, kami melanjutkan dengan rumus berikut, yang berguna untuk menggambar struktur Lewis:

C = N - D

Dimana C berarti berbagi elektron, yaitu, mereka yang berpartisipasi dalam ikatan kovalen. Karena setiap tautan terdiri dari dua elektron, maka C / 2 sama dengan jumlah tautan (atau garis putus-putus) yang harus ditarik.

N adalah elektron dibutuhkan, yang harus memiliki atom dalam kulit valensi menjadi isoelektronik terhadap gas mulia yang mengikutinya dalam periode yang sama. Untuk semua elemen selain H (karena membutuhkan dua elektron untuk dibandingkan dengan He), mereka membutuhkan delapan elektron.

D adalah elektron tersedia, yang ditentukan oleh kelompok atau jumlah elektron valensi. Dengan demikian, karena Cl milik kelompok VIIA, ia harus dikelilingi oleh tujuh titik hitam atau elektron, dan perlu diingat bahwa pasangan diperlukan untuk membentuk tautan..

Memiliki atom, poinnya dan jumlah ikatan C / 2, struktur Lewis kemudian dapat diimprovisasi. Tetapi juga, perlu memiliki gagasan tentang "aturan" lainnya..

Di mana menempatkan atom yang paling tidak elektronegatif

Atom yang kurang elektronegatif di sebagian besar struktur menempati pusat. Untuk alasan ini, jika Anda memiliki senyawa dengan atom P, O dan F, maka P harus ditempatkan di tengah struktur hipotetis.

Juga, penting untuk dicatat bahwa atom hidrogen biasanya terkait dengan atom yang sangat elektronegatif. Jika Anda memiliki senyawa Zn, H dan O, H akan berada di sebelah O dan tidak dengan Zn (Zn-O-H dan bukan H-Zn-O). Ada pengecualian untuk aturan ini, tetapi biasanya terjadi dengan atom non-logam.

Simetri dan tuntutan formal

Alam memiliki preferensi yang tinggi untuk berasal dari struktur molekul yang simetris mungkin. Ini membantu untuk menghindari posisi struktur yang tidak teratur, dengan atom yang diatur sedemikian rupa sehingga mereka tidak mematuhi pola yang jelas..

Misalnya, untuk senyawa C₂A₃, di mana A adalah atom fiktif, struktur yang paling mungkin adalah A-C-A-C-A. Perhatikan simetri sisi-sisinya, keduanya pantulan dari yang lain.

Tuduhan formal juga memainkan peran penting ketika menggambar struktur Lewis, terutama untuk ion. Dengan demikian, tautan dapat ditambahkan atau dihapus sehingga muatan formal sebuah atom sesuai dengan muatan total yang diperlihatkan. Kriteria ini sangat membantu untuk senyawa logam transisi.

Keterbatasan dalam aturan oktet

Tidak semua aturan dipenuhi, yang tidak selalu berarti bahwa strukturnya salah. Contoh khas dari ini diamati dalam banyak senyawa di mana unsur-unsur kelompok IIIA (B, Al, Ga, In, Tl) terlibat. Aluminium trifluoride (AlF) secara khusus dipertimbangkan di sini₃).

Menerapkan formula yang dijelaskan di atas, kami memiliki:

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

Di sini 3 dan 7 adalah masing-masing kelompok atau jumlah elektron valensi yang tersedia untuk aluminium dan fluor. Kemudian, mengingat elektron yang diperlukan N:

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

Dan karena itu elektron yang dibagi adalah:

C = N - D

C = 32 - 24 = 8 elektron

C / 2 = 4 tautan

Karena aluminium adalah atom yang paling tidak elektronegatif, aluminium harus ditempatkan di tengah, dan fluor hanya membentuk ikatan. Mempertimbangkan hal ini, kita memiliki struktur Lewis dari AlF₃ (gambar atas) Elektron bersama disorot dengan titik-titik hijau untuk membedakannya dari yang tidak dibagi.

Meskipun perhitungan memprediksi bahwa ada 4 ikatan 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

Yodium adalah halogen dan karena itu milik kelompok VIIA. Ia kemudian memiliki tujuh elektron valensi, dan molekul diatomik sederhana ini dapat diwakili dengan berimprovisasi atau menerapkan rumus:

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

N = 2 × 8 = 16 elektron

C = 16 - 14 = 2 elektron

C / 2 = 1 tautan

Pada 14 elektron 2 berpartisipasi dalam ikatan kovalen (titik hijau dan tanda hubung), 12 tetap tidak dibagi; dan karena mereka adalah dua atom yodium, 6 harus dibagi untuk salah satu dari mereka (elektron valensi mereka). Dalam molekul ini, hanya struktur ini yang mungkin, yang geometrinya linier.

Amonia

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

D = 1 × 5 (satu 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 rumus berhasil dengan jumlah tautan (tiga tautan hijau). Pada 8 elektron yang tersedia 6 yang berpartisipasi dalam hubungan, ada pasangan yang tidak dibagi yang terletak di atas atom nitrogen.

Struktur ini mengatakan segala sesuatu yang harus diketahui tentang dasar amonia. Menerapkan pengetahuan TEV dan TRPEV, disimpulkan bahwa geometri terd tetrahedral didistorsi oleh pasangan bebas nitrogen dan oleh karenanya hibridisasi³.

C₂H₆O

Rumusnya sesuai dengan senyawa organik. Sebelum menerapkan formula, harus diingat bahwa hidrogen membentuk ikatan tunggal, oksigen dua, karbon empat dan bahwa struktur harus sesimetris mungkin. Melanjutkan seperti contoh sebelumnya, kami memiliki:

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

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

C = 36 - 20 = 16 elektron

C / 2 = 8 tautan

Jumlah tanda hubung hijau sesuai dengan 8 tautan yang dihitung. Struktur Lewis yang diusulkan adalah struktur etanol CH₃CH₂OH. Namun, akan lebih tepat untuk mengusulkan struktur dimetil eter CH₃OCH₃, yang bahkan lebih simetris.

Yang mana dari keduanya yang "lebih" benar? Keduanya sama-sama, karena struktur muncul sebagai isomer struktural dari rumus molekul C yang sama₂H₆O.

Ion permanganat

Situasinya rumit ketika diinginkan untuk membuat struktur Lewis untuk senyawa logam transisi. Mangan termasuk ke dalam kelompok VIIB, demikian juga elektron dari muatan negatif harus ditambahkan di antara elektron yang tersedia. Menerapkan rumus yang Anda miliki:

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

N = 8 × 1 + 8 × 4 = 40 elektron

C = 40 - 32 = 8 elektron yang dibagi

C / 2 = 4 tautan

Namun, logam transisi dapat memiliki lebih dari delapan elektron valensi. Juga, untuk ion MnO₄^- menunjukkan muatan negatif maka perlu untuk mengurangi muatan formal atom oksigen. Bagaimana? Melalui ikatan rangkap.

Jika semua tautan dari MnO₄^- sederhana, muatan formal oksigen akan sama dengan -1. Karena ada empat, muatan yang dihasilkan adalah -4 untuk anion, yang jelas tidak benar. Ketika ikatan rangkap terbentuk, dijamin bahwa satu oksigen memiliki muatan formal negatif, tercermin dalam ion.

Dalam ion permanganat dapat dilihat bahwa ada resonansi. Ini menyiratkan bahwa ikatan tunggal sederhana Mn-O terdelokalisasi antara empat atom O..

Ion dikromat

Akhirnya, kasus serupa terjadi dengan ion dikromat (Cr₂O₇). Chromium termasuk dalam kelompok VIB, sehingga memiliki enam elektron valensi. Menerapkan rumus lagi:

D = 6 × 2 (dua atom kromium) + 6 × 7 (tujuh atom oksigen) + 2 elektron per muatan divalen = 56 elektron

N = 8 × 2 + 8 × 7 = 72 elektron

C = 72 - 56 = 16 elektron yang dibagi