ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структуры Льюиса и формальный заряд из "Методы получения и некоторые простые реакции присоединения альдегидов и кетонов Ч.1" При написании химических формул мы часто пользуемся формой изображения молекул, предложенной Льюисом. В этой форме записи под символом элемента подразумевается остов данного элемента. Валентные электроны обозначаются точками. (Иногда пару электронов изображают черточкой.) В подобных формулах, называемых структурами Льюиса, у всех элементов (кроме водорода) должно быть по 8 валентных электронов. [c.38] В этой формуле символом С обозначен остов атома углерода, т. е. ядро и два электрона на первом главном квантовом уровне. Отдельно изображены восемь электронов на внешпей оболочке вокруг углерода (т. е. па втором главном квантовом уровне). Поэтому углерод оказывается вполне стабильным, если он принимает ту же электронную конфигурацию, что и неон. [c.38] Символом С1 обозначен остов атома хлора. В этом случае остов состоит из ядра, двух электронов па первом главном квантовом уровне и восьми электронов на втором главном квантовом уровне. Отдельно показан октет электронов на валентной оболочке вокруг хлора, (Валентная оболочка хлора соответствует третьему главному квантовому уровню.) Хлор принял такую же стабильную электронную конфигурацию, какая свойственна аргону. [c.38] Некоторые атомы могут быть связаны более чем одной парой электронов. Нетрудно нарисовать структуры Льюиса и в этом случае нужно лишь помнить о том, что общее число электронов вокруг каждого атома должно равняться восьми. Это показано ниже на примерах диоксида углерода, формальдегида и азота. Во всех этих структурах электронные пары связей между атомами изображены линиями. Оставшиеся валентные электроны (так называемые электроны неподеленных пар, или несвязывающие электроны) показаны точками. [c.39] ФОРМАЛЬНЫЙ ЗАРЯД. Понятия остова и валентных электронов, сформулированные Льюисом, можно применить для расчета формального заряда на любом атоме молекулы. Для этого нужно сложить число валентных электронов в структуре Льюиса, принадлежащих только рассматриваемому атому, с половиной числа электронов, образующих ковалентную связь данного атома с другими атомами. Если эта сумма (А) равна числу валентных электронов свободного атома, то формальный заряд атома равен нулю. Если сумма А больше числа валентных электронов на 1,2, 3 и т. д., то формальный заряд атома равен —2, —2, —3 и т. д. Если сумма А меньше числа валентных электронов свободного атома на 1, 2, 3 и т. д., то формальный заряд на атож равен +7, - -2, - -3 и т. д. [c.39] Начнем с расчета формального заряда на углероде. [c.40] Поэтому формальный заряд на углероде равен 0. Подобный расчет для водорода показал бы, что и на водороде формальный заряд равен пулю (1+0) — 1 =0. Сумма всех формальных зарядов на атомах частицы равна общему заряду частицы. Поскольку заряды на атомах углерода и водорода в метане равны нулю, общий заряд молекулы метана также равен нулю. Отсюда следует, что молекула метана не ион. Сумма формальных зарядов атомов в ионе не равна нулю. [c.40] Из приведенных расчетов следуют два важных обобщения. Во-первых, формальный заряд на атоме углерода, показанном в структуре Льюиса символом С с четырьмя связями, равен нулю. Во-вторых, формальный заряд на атоме водорода, представляемом в структуре Льюиса символом II с одной связью, равен нулю. [c.40] величина формального заряда равна 1, но каков его знак Согласно приведенному вьппе в этом разделе правилу, знак должен быть отрицательным, поскольку сумма ответов на вопросы 1 и 2 больше числа валентных электронов свободного атома. Поэтому формальный заряд на углероде равен —1. Общий заряд на частице СНд также —1, и, следовательно, эта частица — анион. Ее называют метильным карбанионом. [c.40] Ниже изображены частицы с другими формальными зарядами. Из представленных четырех структур структуры 1 и 3 не имеют общего заряда, а структуры 2 и 4 несут общий заряд +1 т. е. являются катионами. [c.40] Прежде чем мы перейдем к обсуждению строения более сложных молекул, рассмотрим некоторые свойства связей. [c.41] Вернуться к основной статье