Sur un devoir de chimie, on nous « demande de dessiner la structure de Lewis de $ \ ce {N3-} $ .
Ma réponse:
- Lazote a généralement cinq électrons dans sa valence; $ \ ce {N -} $ en a six. Cela fait un total de 16 électrons.
- Si nous plaçons la charge négative sur latome central, nous obtenons une structure de $ \ ce {N = N ^ – = N} $
- Cela a une charge formelle de $ (- 1) $ sur chacun des atomes dazote latéraux et $ (2) $ sur latome dazote central une fois que vous « avez pris en compte lélectron supplémentaire , donc les frais formels sannulent uniquement lorsque vous tenez compte de lélectron ajouté.
- Cette réponse est appuyée par un tas de sources en ligne ( 1 , 2 ).
Réponse du logiciel de devoirs:
- Le c La réponse correcte est $ \ ce {N # N + -N ^ 2 -} $
Cest tout ce quil dit. Ma compréhension de pourquoi ceci est valide est que cela donne une charge formelle de $ (0) $ pour chaque atome, par opposition à la moyenne à cela.
Je suppose que la deuxième forme a du sens, car cest une charge formelle inférieure sur latome central. Si oui, pourquoi les ressources en ligne préfèrent-elles la première? la structure actuelle a des ordres dobligations de $ \ frac52 $ et $ \ frac32 $ ?
Commentaires
- Si vous placez la charge négative sur latome central de votre structure, vous ' dépasserez loctet. Au lieu de cela, vous voudrez peut-être y placer une charge positive .
- @IvanNeretin Pourquoi vais-je dépasser un octet? Lazote a normalement cinq électrons dans sa valence; ajouter un électron lui donne six Il fait une double liaison avec chaque côté azote et donne des électrons pour remplir leurs valences dans cette version.
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chemistry.stackexchange.com/questions/19904/… chimie .stackexchange.com / questions / 33101 / …
Réponse
Votre structure proposée est incorrecte. Lazote ne dépasse loctet dans aucun de ses composés connus (et même si $ \ ce {NF5} $ sera découvert, il ne dépassera pas loctet selon tout ce que nous savoir maintenant). Cependant, si vous avez une charge négative formelle, cela signifie quun électron supplémentaire ajouté au 5 azote a généralement; si quatre de ces six électrons sont utilisés pour construire les doubles liaisons, il y a toujours une paire isolée sur lazote pour un total de 10 électrons.
Si vous avez du mal à déterminer les structures de Lewis, il y a quatre calculs rapides que vous pouvez effectuer pour vous aider:
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Additionnez tous les électrons de valence que les atomes introduisent dans le composé.
Chaque azote a cinq électrons plus il y a une charge négative (supplémentaire électron) donc:$$ 3 \ times5 + 1 = 16 \ tag {1} $$
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Additionnez le nombre délectrons de valence nécessaires pour que chaque atome ait un octet (pour lhydrogène: dublet) qui lui est propre.
Chaque azote voudrait huit électrons donc:$$ 3 \ times8 = 24 \ tag {2} $$
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Prenez $ (2) – (1) $ . Cela représente le nombre délectrons que les atomes doivent partager, cest-à-dire le nombre de liaisons.
$$ 24-16 = 8 \ tag {3} $$
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Prenez $ (1) – (3) $ . Cela représente le nombre délectrons qui nont pas à participer aux liaisons; ceux-ci doivent ensuite être distribués sous forme de paires isolées.
$$ 16-8 = 8 \ tag {4} $$
Ensuite, commencez à dessiner, mais assurez-vous davoir autant de paires isolées et délectrons de liaison que létat des équations. En ignorant les paires isolées, nous pouvons obtenir les structures possibles suivantes pour $ \ ce {N3 -} $ :
$$ \ ce {N # NN} \ qquad \ qquad \ ce {N = N = N} \ qquad \ qquad \ ce {NN # N} $$
( Lexercice de distribution de quatre paires isolées sur les trois azotes afin que chacun ait finalement huit électrons de valence est laissé au lecteur car je suis trop paresseux pour ouvrir ChemDraw pour dessiner les structures .)
Après que vous avez fait cela, vous devez examiner les frais formels potentiels. Pour cela, divisez chaque liaison de manière homogène (cest-à-dire donnez à chaque atome lun des électrons de liaison) et comptez. Comparez ce nombre à ce quun atome devrait avoir; la différence correspond à la charge formelle de l’atome.(Parce que les électrons sont négatifs, un électron supplémentaire correspond à une charge de $ – 1 $ .) Une fois fait pour ces trois structures, nous arrivons à:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} #N} $$
Dans chacun de ces cas, les charges formelles se résument à la charge globale de lion moléculaire ( $ – 1 $ ), ce qui indique que nous lavons fait correctement. (Encore une fois, jai laissé de côté les paires isolées, vous pouvez utiliser mes frais formels pour déterminer où ils auraient dû être et combien.)
Il ny a pas de principe de zéro frais formels. Cependant, lors de débats entre différentes structures, une structure avec des charges moins formelles est souvent (pas toujours!) Plus «favorable». (Le terme réel devrait être «contribue davantage à l’image d’ensemble», mais cela peut trop semer la confusion à ce stade.)
Mais lequel des trois est correct? Ils le sont tous! En fait, cest ce quon appelle la mésomérie: nous avons un certain nombre de structures (de résonance) qui expliquent toutes un peu le composé réel, mais aucune ne détient la vérité absolue. Pour le montrer, des flèches de résonance sont généralement dessinées entre les représentations:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N} < – > \ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N} < – > \ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} # N} $$
La principale différence entre des structures correctes et votre proposition est que latome dazote central ne peut jamais porter une charge formelle négative car il doit accueillir quatre liaisons à ses voisins, ce qui nest que possible pour $ \ ce {N +} $ .
Quant à la réponse donnée dans la réponse aux devoirs: elle nest pas strictement correcte car incomplète . Les trois structures doivent être marquées comme correctes – jusquà ce que le concept de résonance ait été formellement introduit, auquel cas seule une combinaison des trois devrait lêtre.
Commentaires
- Mais… mais… vous navez ' pas besoin de ChemDraw quand cela peut être fait avec la syntaxe el3g4nt MathJax: $$ \ ce {: \! \! N # \ overset {+} {{N}} – \ overset {2 -} {\ overset {\ Large. \! \ !.} {\ underset {\ Large. \! \ !.} {N}}} \! \ !:} $$ * Alcoolique trop confiant *
- @andselisk Jenvisageais en fait de les dessiner avec MathJax mais jai alors décidé que ce nétait pas le jour pour ça trou de lapin. Mais merci pour un rire chaleureux! = D
- Daccord, je vois au moins où je me suis trompé. La résonance a été introduite en classe, ce qui rend un certain nombre de ces problèmes de devoirs encore plus épineux car il y a plus dune réponse tout aussi correcte.