Lūisa struktūra ir elektronu sadalījuma ap atomiem grafisks attēlojums. Iemesls iemācīties zīmēt Lūisa struktūras ir paredzēt saišu skaitu un veidu, kas var veidoties ap atomu. Lūisa struktūra palīdz arī prognozēt molekulas ģeometriju.
Ķīmijas studentus modeļi bieži mulsina, taču Lūisa struktūru zīmēšana var būt vienkāršs process, ja tiek ievēroti pareizi pasākumi. Ņemiet vērā, ka Lūisa struktūru konstruēšanai ir vairākas atšķirīgas stratēģijas. Šīs instrukcijas izklāsta Keltera stratēģiju Lūisa struktūras molekulām.
1. solis: atrodiet kopējo valences elektronu skaitu
Šajā solī saskaita kopējo valences elektronu skaitu no visiem molekulas atomiem.
2. solis: atrodiet nepieciešamo elektronu skaitu, lai atomi būtu “laimīgi”
Atoms tiek uzskatīts par “laimīgu”, ja tā ir ārējais elektronu apvalks ir piepildīts. Elementiem, kas nepārsniedz četrus periodiskā perioda tabulā, nepieciešami astoņi elektroni, lai aizpildītu ārējo elektronu apvalku. Šis īpašums bieži tiek dēvēts par “okteta noteikums".
3. solis: nosakiet saišu skaitu molekulā
Veidojas kovalentās saites kad viens elektrons no katra atoma veido elektronu pāri. 2. solis norāda, cik daudz elektronu ir nepieciešams, un 1. solis - cik daudz elektronu jums ir. Atņemot skaitli 1. solī no skaitļa 2. solī, tiek iegūts elektronu skaits, kas nepieciešams oktetu pabeigšanai. Katrs izveidojās saite prasa divi elektroni, tāpēc saišu skaits ir puse no nepieciešamo elektronu skaita vai:
(2. solis - 1. solis) / 2
4. solis: izvēlieties centrālo atomu
centrālais atoms molekulu parasti ir vismazāk elektronegatīvs vai atoms ar visaugstāko valenci. Lai atrastu elektronegativitāti, paļaujieties uz periodiskās tabulas tendencēm vai arī apskatiet tabulu, kurā uzskaitītas elektronegativitātes vērtības. Elektronegativitāte samazinās, pārvietojoties pa grupu periodiskajā tabulā, un periodiski palielinās pārvietošanās no kreisās uz labo pusi. Ūdeņraža un halogēna atomiem ir tendence parādīties molekulas ārpusē, un tie reti ir centrālais atoms.
5. solis: uzzīmējiet skeleta struktūru
Savienojiet atomus ar centrālo atomu ar taisnu līniju, kas apzīmē saiti starp abiem atomiem. Centrālajam atomam var būt saistīti līdz četriem citiem atomiem.
6. solis: Novietojiet elektronus ap ārējiem atomiem
Pabeidziet oktetus ap katru ārējo atomu. Ja oktetu pabeigšanai nav pietiekami daudz elektronu, skeleta struktūra, sākot ar 5. darbību, nav pareiza. Izmēģiniet citu izkārtojumu. Sākumā tas var prasīt zināmu izmēģinājumu un kļūdu. Gūstot pieredzi, skeleta struktūras būs vieglāk paredzēt.
7. solis: Novietojiet atlikušos elektronus ap centrālo atomu
Pabeidziet centrālā atoma oktetu ar atlikušajiem elektroniem. Ja no 3. darbības ir palikušas kādas obligācijas, izveidojiet dubultās obligācijas ar vientuļi pāri uz ārējiem atomiem. Divkāršo saiti attēlo divas cietas līnijas, kas novilktas starp atomu pāri. Ja uz centrālā atoma ir vairāk nekā astoņi elektroni un atoms nav viens no izņēmumi no okteta noteikumiem, valences atomu skaits 1. solī, iespējams, ir ieskaitīts nepareizi. Tas aizpildīs Lūisa punkts molekulas struktūra.
Lūisa struktūras Vs. Īstās molekulas
Kamēr Lūisa struktūras ir noderīgi - it īpaši, ja mācāties par valenci, oksidācijas stāvokļiem un savienošanu - reālajā pasaulē ir daudz noteikumu izņēmumu. Atomi cenšas aizpildīt vai daļēji aizpildīt savu valences elektronu apvalku. Tomēr atomi var veidot molekulas, kas nav ideāli stabilas. Dažos gadījumos centrālais atoms var veidot vairāk nekā citi ar to saistītie atomi.
Valences elektronu skaits var pārsniegt astoņus, īpaši lielākiem atomu skaitļiem. Lūisa struktūras ir noderīgas vieglajiem elementiem, bet mazāk noderīgas pārejas metāliem, piemēram, lantanīdi un aktinīdi. Studenti tiek brīdināti atcerēties, ka Lūisa struktūras ir vērtīgs līdzeklis, lai iemācītos un paredzot atomu uzvedību molekulās, taču tie ir nepilnīgi reālā elektrona attēlojumi aktivitāte.