路易斯结构是原子周围电子分布的图形表示。学习绘制路易斯结构的原因是为了预测可能在原子周围形成的键的数量和类型。 Lewis结构也有助于预测分子的几何形状。化学专业学生经常对模型感到困惑,但如果遵循适当的步骤,绘制路易斯结构可能是一个简单的过程。请注意,构建路易斯结构有几种不同的策略。这些说明概述了用于绘制分子的Lewis结构的Kelter策略。
第1步:找出价电子总数。
在此步骤中,将分子中所有原子的价电子总数相加。
第2步:找到使原子“饱和”所需的电子数量。
如果原子的外电子壳被填充,原子被认为是“饱和”。元素周期表中第四个周期的元素需要八个电子来填充它们的外部电子壳。此属性通常称为“八位组规则”。
步骤3:确定分子中的键数。
当来自每个原子的一个电子形成电子对时,形成共价键。第2步说明需要多少电子,第1步是你有多少电子。从步骤2中的数字减去步骤1中的数字,可以得到完成八位字节所需的电子数。形成的每个键需要两个电子,因此键的数量是所需电子数量的一半,或者:
第4步:选择一个中央原子。
分子的中心原子通常是最不具电负性的原子或具有最高价的原子。要找到电负性,要么依赖周期表趋势,要么参考列出电负性值的表格。电负性降低在周期表上的一组向下移动,并且趋向于在一段时间内从左向右移动。氢和卤素原子倾向于出现在分子的外部,很少是中心原子。
第5步:绘制骨架结构。
用直线表示两个原子之间的键,将原子连接到中心原子。中心原子最多可以连接四个其他原子。
步骤6:将电子放在外部原子周围。
完成每个外部原子周围的八位字节。如果没有足够的电子来完成八位字节,则步骤5中的骨架结构是不正确的。尝试不同的安排。最初,这可能需要一些试验错误。随着经验的积累,预测骨骼结构将变得更加容易。
步骤7:将剩余电子放置在中心原子周围。
用剩余的电子完成中心原子的八位位组。如果步骤3中遗留了任何键,则在外部原子上形成双键。双键由在一对原子之间绘制的两条实线表示。如果中心原子上有超过八个电子且原子不是八位组规则的例外,则步骤1中的价原子数可能被错误计算。
Lewis结构与真实分子
虽然路易斯结构很有用,特别是在你了解化合价,氧化态和键合时,现实世界中的规则有很多例外。原子寻求填充或半填充其价电子壳。然而,原子可以并确实形成非理想稳定的分子。在某些情况下,中心原子可以比与其连接的其他原子形成更多。而且,价电子的数量可以超过8,特别是对于更高的原子序数。路易斯结构有助于轻元素,但对过渡金属(包括镧系元素和act系元素)的用途较少。提醒学生记住路易斯结构是学习和预测分子中原子行为的有用工具,但它们是真实电子活动的不完美表示。