分子の分子式が分かれば、電子ドット構造やルイスドット式を描くことができます。結合の種類と分子の原子の相対位置を指定します。アメリカの化学者ギルバート・ニュートン・ルイスに敬意を表して、分子はルイス電子ドット構造、または単にルイス構造で表されます。電子ドット構造とも呼ばれるルイスドット構造は、分子内の原子が化学的にどのように相互作用するかを示す図です。また、分子の各原子に孤立電子対がいくつあるかも示しています。ルイス構造とも呼ばれる電子ドット構造は、ルイスドット構造の一種です。ルイスによると、塩基は電子対の供与体であり、酸は電子対の受容体です。たとえば、ルイス ドット記号は、2 つの水素原子と 1 つの酸素原子から水分子が形成されることを表すために使用されます。
ルイス ドット構造
元素の電子構造、特に電子の結合方法は、ルイス ドット構造に反映されます。ルイス構造は、結合に関する情報を要約するのに役立つため、「電子帳簿」と考えることができます。各ドットは、ルイス ドット構造の電子を表します。結合は、原子化学記号間の一対のドットで表されます。
電子ドット構造を描く手順は?
ルイス電子ドット式は、各価電子の 1 つのドットと元素の記号で構成されます。電子ドット式を表す手順は次のとおりです。
- N − A =S 式を使用して結合数を取得します。
- 価電子の総数は N です。
- 電子ポットには価電子があります。
- S は、分子内の共有電子の数です。
- 結合を考慮して電子ポットから電子を分配します。
- 残りの電子を均一に分布させます。
ルイス構造を描く最良の方法は?
より複雑な化合物やイオンの場合は、次のアプローチを使用してルイス電子構造を構築します:
- 特定の結合が見えるように原子を配置します。化合物に中心原子がある場合、それは通常、電気陰性度が最も低い元素です。この中心原子は通常、化学式の最初に記載されており (CCl4 と CO32- のように、どちらも中心原子として C を持っています)、分子の構造にさらに別の手がかりを与えます。水素とハロゲンは他の原子 1 つだけに結合していることが多いため、中心元素ではなく末端元素と呼ばれます。
- 分子またはイオンの価電子の総数を計算します。各原子の価電子は一緒に結合されます。 (価電子の量は、周期表における元素の位置によって決まることに注意してください。)
- 種が多原子イオンの場合は、イオンの全体的な電荷を得るために必要な電子の数を加算または減算することを忘れないでください。 -2 の電荷により CO32- に 2 つの電荷があるため、合計に 2 つの電子が追加されます。
- 隣接する原子の各ペアの間に電子の結合ペアを配置して、単結合を形成します。たとえば、H2O の各水素原子と酸素原子には、結合電子対があります。
- 末端の原子から始めて、各原子に十分な電子を追加して 1 オクテット (水素の場合は 2 つ) を与えます。これらは主に孤立電子対です。残りの電子は中心原子に配置する必要があります。一部の原子がより多く保持できる方法については、後で説明します。
- 中心原子の電子数が 1 オクテットよりも少ない場合は、末端原子からの孤立電子対を使用して複数の (二重または三重) 結合を形成します。その結果、電子の数は変わりません。
例
H2O 分子
- H2O は、2 つの水素原子と 1 つの酸素原子で構成される分子です。
- H 原子はほぼ常に末端にあるため、分子内の順序は HOH でなければなりません。
- H 原子 (グループ 1) には 1 つの価電子があり、O 原子 (グループ 16) には 6 つの価電子があり、合計で 8 つの価電子があります。
- H:O:H は、O 原子と各 H 原子の間に 1 つの結合電子対を挟み、4 つの電子を自由に残すことによって形成されます。
- 2 つの電子の完全な原子価殻が各 H 原子を囲んでいます。
結論
ルイス電子ドット構造は、結合原子、分子内の結合数、および結合原子に残っている孤立電子対を表します。ルイス ドット構造は、特定の条件下で書き込まれる必要があります。これを行うには、各原子の原子価を個別に合計して、分子内の価電子の総数を見つけます。分子が陰イオンの場合、ルイスドット構造に余分な電子が追加されます (追加された電子の量 =負電荷の大きさ)。陽イオン化合物の正電荷を考慮するために、電子は全体のカウントから削除されます。孤立電子対は通常、最初に最も電気陰性度の高い原子に割り当てられます。孤立電子対が割り当てられた後、すべての原子がオクテット構成を持たない場合、各原子のオクテット原子価を満たすために二重結合または三重結合を描画する必要があります。 2 つの原子のオクテット規則で必要な場合は、孤立ペアを結合ペアに変換できます。ルイス ドット構造を構築する際には、価電子のみが考慮され、最外殻の電子は無視されることを覚えておくことが重要です。
