Kemian kotitehtävissä pyydetään piirtämään $ \ ce {N3-} Lewisin rakenne $ .
Vastaukseni:
- Typen valenssissa on tavallisesti viisi elektronia; $ \ ce {N -} $ : lla on kuusi. Tämä tekee yhteensä 16 elektronia.
- Jos asetamme negatiivisen varauksen keskiatomiin, saadaan $ \ ce {N = N ^ – = N} $
- Tämän muodollinen veloitus on $ (- 1) $ kummallakin puolella olevasta typpiatomista ja $ (2) $ keskeisestä typpiatomista kun olet ottanut huomioon ylimääräisen elektronin , joten viralliset maksut perutaan vain, kun otat huomioon lisätyn elektronin.
- Tätä vastausta tukee joukko verkkolähteitä ( 1 , 2 ).
Kotitehtävien ohjelmistovaste:
- c tai oikea vastaus on $ \ ce {N # N + -N ^ 2 -} $
Siinä kaikki sanotaan. Ymmärrän miksi tämä on pätevä, että tämä antaa muodollisen varauksen $ (0) $ jokaisesta atomista, toisin kuin keskiarvo siihen.
Oletan, että toisella muodolla on järkeä, koska se ”muodostaa pienemmän muodollisen varauksen keskiatomille. Jos näin on, miksi online-resurssit suosivat ensimmäistä? Onko täällä jonkin verran resonanssia, ja todellisessa rakenteessa on joukkolainatilauksia $ \ frac52 $ ja $ \ frac32 $ ?
Kommentit
- Jos asetat negatiivisen varauksen rakennesi keskiatomiin, ' ylität oktetin. Sen sijaan haluat ehkä sijoittaa sinne positiivisen varauksen.
- @IvanNeretin Miksi ylitän oktetin? Typen valenssissa on yleensä viisi elektronia; lisäämällä elektroni antaa sille kuusi . Se muodostaa kaksoissidoksen kummallekin puolelle typpeä ja lahjoittaa elektroneja valenssiensa täyttämiseksi kyseisessä versiossa.
-
chemistry.stackexchange.com/questions/19904/… kemia .stackexchange.com / questions / 33101 / …
Vastaa
Ehdotettu rakenne on väärä. Typpi ei ylitä oktettia missään sen tunnetussa yhdisteessä (ja vaikka löydettäisiinkin $ \ ce {NF5} $ , se ei ylitä oktettia kaiken tietää nyt). Kuitenkin, jos sinulla on muodollinen negatiivinen varaus, se tarkoittaa, että 5 typpiin lisätty elektroni on yleensä; Jos kaksoissidosten rakentamiseen käytetään neljää näistä kuudesta elektronista, typellä on edelleen yksinäinen pari, yhteensä 10 elektronia.
Jos sinulla on vaikeuksia määrittää Lewisin rakenteita, on neljä nopeaa laskutoimitusta jonka voit suorittaa auttaaksesi sinua:
-
Lisää yhteen kaikki valenssielektronit, joita atomit tuovat yhdisteeseen.
Jokaisessa typessä on viisi elektronia ja yksi negatiivinen varaus (ylimääräinen elektroni), niin:$$ 3 \ kertaa5 + 1 = 16 \ tag {1} $$
-
Lisää kuinka monta valenssielektronia tarvittaisiin, jotta jokaisella atomilla olisi oma oktetti (vedyn osalta: dubletti).
Jokainen typpi haluaisi kahdeksan elektronia, niin:$$ 3 \ times8 = 24 \ tag {2} $$
-
Ota $ (2) – (1) $ . Tämä edustaa elektronien määrää, jonka atomien on jaettava, eli sidosten lukumäärää.
$$ 24-16 = 8 \ tag {3} $$
-
Ota $ (1) – (3) $ . Tämä edustaa elektronien määrää, joiden ei tarvitse osallistua sidoksiin; nämä on sitten jaettava yksinäisinä pareina.
$$ 16-8 = 8 \ tag {4} $$
Aloita sitten piirtäminen, mutta varmista, että sinulla on yhtä monta yksinäistä paria ja sidoselektronia kuin yhtälöt ilmoittavat. Ohittaa yksinäiset parit, voimme saada seuraavat mahdolliset rakenteet $ \ ce {N3 -} $ :
$$ \ ce {N # NN} \ qquad \ qquad \ ce {N = N = N} \ qquad \ qquad \ ce {NN # N} $$
( Neljän yksinäisen parin jakaminen kolmen nitrogeenin välillä siten, että kummassakin on viime kädessä kahdeksan valenssielektronia, jätetään lukijan tehtäväksi. , koska olen liian laiska avaamaan ChemDrawia piirtämään rakenteita .)
Kun olet tehnyt sen , sinun on tarkasteltava mahdollisia virallisia maksuja. Tätä varten jaa kukin sidos homogeenisesti (ts. Anna jokaiselle atomille yksi sitoutumiselektroneista) ja laske. Vertaa tätä määrää siihen, mitä atomilla pitäisi olla; ero vastaa atomin muodollista varausta.(Koska elektronit ovat negatiivisia, ylimääräinen elektroni vastaa varausta $ – 1 $ .) Kun olet valmis näille kolmelle rakenteelle, saavutamme:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} #N} $$
Kummassakin tapauksessa muodolliset varaukset summautuvat molekyyli-ionin kokonaispanokseen ( $ – 1 $ ), mikä osoittaa, että olemme tehneet sen oikein. (Jälleen olen jättänyt kiihkeästi pois yksinäiset parit; voit käyttää virallisia syytteitäni määrittämään, missä heidän olisi pitänyt olla ja kuinka monta.)
Muodollisten syytteiden nollan periaatetta ei ole. Eri rakenteiden välisessä keskustelussa rakenne, jolla on vähemmän muodollisia maksuja, on usein (ei aina!) ”Suotuisampi”. (Varsinaisen sanan tulisi olla vaikuttaa enemmän kokonaiskuvaan, mutta se voi tässä vaiheessa aiheuttaa hämmennystä.)
Mutta mikä kolmesta on oikea? Ne kaikki ovat! Itse asiassa tätä kutsutaan mesomeryksi: meillä on useita (resonanssi) rakenteita, jotka kaikki selittävät todellisen yhdisteen hieman, mutta kumpikaan ei pidä ehdottoman totuutta. Tämän osoittamiseksi resonanssinuolet piirretään yleensä kuvausten väliin:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N} < – > \ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N} < – > \ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} # N} $$
Keskeinen ero oikeiden rakenteiden ja ehdotuksesi välillä on se, että keskeisellä typpiatomilla ei voi koskaan olla negatiivista muodollista varausta, koska sen täytyy sijoittaa naapureilleen neljä sidosta, mikä on vain mahdollista kohteelle $ \ ce {N +} $ .
Mitä tulee kotitehtävissä annettuun vastaukseen: Se ei ole ehdottomasti oikea, koska se on puutteellinen . Kaikki kolme rakennetta on merkittävä oikeiksi – kunnes resonanssin käsite on virallisesti otettu käyttöön, jolloin vain näiden kolmen yhdistelmän tulisi olla.
Kommentit
- Mutta… mutta… et tarvitse ' et tarvitse ChemDraw-sovellusta, kun se voidaan tehdä el3g4nt MathJax-syntaksilla: $$ \ ce {: \! \! N # \ overset {+} {{N}} – \ overset {2 -} {\ overset {\ Large. \! \ !.}} {\ underset {\ Large. \! \ !.} {N}}}!!!!!}} $$ * Liian itsevarma alkoholisti *
- @andselisk Ajattelin itse asiassa piirtää heidät MathJaxin kanssa, mutta päätin sitten tänään, ettei se ole tämän päivän päivä jäniksenkolo. Mutta kiitos runsasta naurua! = D
- Okei, näen ainakin minne menin pieleen. Resonanssi on otettu käyttöön luokassa, mikä tekee useista näistä kotitehtäviin liittyvistä ongelmista vieläkin pään raapimisen, koska yhtä oikeaa vastausta on enemmän kuin yksi.