9.9 : 분자 화합물과 다원자 이온의 루이스 구조

복잡한 분자와 분자 이온에 대한 Lewis 구조를 그리려면 설명된 대로 단계별 절차를 따르는 것이 좋습니다.

1. 총 원자 수(외부 껍질) 전자를 결정합니다. 양이온의 경우 양전하각에 대해 전자 1개를 빼는 다. 음이온의 경우 음전하각에 전자 를 1개 추가합니다.
2. 분자 또는 이온의 골격 구조를 그리며 중앙 원자 주위의 원자를 배열합니다. 일반적으로 가장 적은 전기음수소를 중앙에 배치해야 합니다. 각 원자를 중앙 원자에 단일 결합(하나의 전자 쌍)으로 연결합니다.
3. 나머지 전자를 말단 원자(수소 제외)에 고독한 쌍으로 나누어 각 원자 주위에 옥텟을 완성합니다.
4. 나머지 전자를 중앙 원자에 놓습니다.
5. 가능한 한 옥텟을 얻기 위해 중앙 원자와 여러 결합을 만들기 위해 외부 원자의 전자를 재배열.

예를 들어 SiH_4,CHO₂^–NO⁺및 OF_2를 이 일반 지침이 적용하여 Lewis 구조를 결정할 수 있는 예로 고려합니다.

1. 분자 또는 이온에서 총 기준수(외부 쉘) 전자를 결정한다.

SiH_4와같은 분자의 경우 분자의 각 원자에 대한 원자 전자의 수가 추가됩니다.

= [4 valence e^-/ Si 원자 × 1 Si 원자] + + [ 1 valence e^-/ H 원자 × 4 H 원자] = 8 valence e^-

CHO₂^–

CHO_2와같은 음의 이온의 경우, 원자에 대한 원자의 원자 전자의 수가 이온에 대한 음전하수에 추가됩니다(각 음전하에 대해 하나의 전자가 얻어짐):

= [4 valence e^-/C 원자 × 1 C 원자] + [ 1 valence e^-/ H 원자 × 1 H 원자] + [6 원자 e^-/ O 원자 × 2 O 원자] + [1 추가 e⁻] = 18 valence e^-

아니오⁺

NO+와 같은 양성 이온의 경우, 이온의 원자에 대한 원자 전자의 수가 추가되고, 이온에 대한 양전하 의 수를 빼는 다음(단일 양전하에 대해 1개의 전자가 손실됩니다)의 총 수에서 발롱 전자의 총 수에서 다음을 추가합니다.

= [5 valence e^-/ N 원자 × 1 N 원자] + [ 6 valence e^-/ O 원자 × 1 O 원자] + [−1 e⁻] = 10 valence e^-

_2의 

중성 분자인_2의, 원자 전자의 수는 단순히 추가됩니다:

= [6 valence e^-/ O 원자 × 1 O 원자] + + [7 valence e^-/ F 원자 × 2 F 원자] = 20 valence e^-

2. 분자 또는 이온의 골격 구조를 그리고 중앙 원자 주위의 원자를 배열하고 각 원자를 중앙 원자에 단일 (1 전자 쌍) 결합으로 연결합니다. (이온은 구조 주위에 괄호로 표시되고, 브래킷 외부의 이온 전하:)
   
   원자의 여러 배열이 가능한 경우, CHO₂^-실험 증거는 올바른 하나를 선택하는 데 사용됩니다. 일반적으로 전기음이 적은 요소는 중앙 원자일 가능성이 높습니다. CHO₂^-덜 전기 음이음 탄소 원자는 그것을 둘러싼 산소와 수소 원자와 중앙 위치를 차지한다. 다른 예로는 POCl_3의P, SO_2의S, ClO_4의Cl^-.  예외는 수소가 거의 중앙 원자가 아니다. 가장 전기음이 음수 요소인 불소는 중앙 원자가 될 수 없습니다.
3. 나머지 전자를 말단 원자(수소 제외)에 고독한 쌍으로 나누어 원자 껍질에 전자의 옥텟으로 원자 껍질을 완성합니다. (SiH_4에남은 전자가 없기 때문에 구조는 변경되지 않습니다.)
   
4. 나머지 전자를 중앙 원자에 놓습니다.
   • SiH_4,CHO₂^-및 NO⁺, 남은 전자가 없습니다. OF_2의경우, 남은 16개의 전자 중 12개가 배치되어 중앙 원자에 4개의 전자를 배치합니다.
     
5. 외부 원자의 전자를 재배열하여 중앙 원자와 여러 결합을 하고 가능한 한 옥텟을 얻습니다.
   • SiH₄: Si는 이미 옥텟을 가지고 있으므로 아무 것도 할 필요가 없습니다.
     
   • CHO₂^-: 원자 전자는 산소 원자에 외로운 쌍으로 분포하지만, 탄소 원자는 옥텟이 부족합니다.
     
   • 따라서, 전자의 한 쌍은 이중 결합을 형성하는 탄소 원자에 산소 중 하나에서 기증된다. 어떤 산소 원자가 전자를 기증하느냐에 따라 공진 구조라고 도용된 두 가지 가능한 구조가 있을 수 있다.
   • NO⁺: 이이온의 경우 8 개의 원자 전자가 추가되지만 원자에는 옥텟이 없습니다. 총 전자가 이미 사용되었기 때문에 추가 전자를 추가할 수 없습니다. 이 시나리오에서는 전자를 이동하여 여러 결합을 형성해야 합니다. 질소 원자는 전자의 두 개의 외로운 쌍을 가지고 있으며 산소 원자에는 하나가 있습니다.
     
   • 이것은 여전히 옥텟을 생성하지 않으므로 다른 쌍은 트리플 본드를 형성하기 위해 이동해야합니다.
      
   • OF_2에서각 원자에는 이미 옥텟이 있기 때문에 아무 것도 변경되지 않습니다.
     

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 7.3: 루이스 기호 및 구조에서 적용됩니다.