この質問を調べても理解できませんでした。なぜ、 $ \ ce {SO4 ^ 2-} $ は、4つの酸素が二重結合を作成しないようにします。
その場合、すべての酸素の形式電荷は0になります。硫黄は-2になります。
私が見たところ、2つの酸素だけが二重結合を形成し、硫黄は形式電荷を持たず、2つの酸素は-1の形式電荷を持ち、他の2つの酸素は形式電荷を持ちません。
比較すると硫黄の形式電荷-2は、形式電荷がまったくない場合よりも実際に安定性が低いため、最も一般的な共鳴構造である必要があります。しかし、どこを見てもそうではありませんでした。 $ \ ce {SO4 ^ 2-} $ は2つの二重結合しか作成しなかったので、理由がわかりません。酸素が硫黄との配位結合を作成することはできませんか？
コメント
- 単一原子に1より大きい形式電荷があると、それを拡散するよりも安定性が低くなる傾向があります。また、酸素は硫黄よりも電気陰性であるため、より多くの負の電荷が期待されます。硫黄よりも酸素に存在する形式電荷。@ guesting
- 実際には、二重結合はありません。
- この回答を参照してください。 $ \ ce {Sについての議論O3 ^ 2-} $は基本的に同じですが、酸素が不足しているため（したがって、硫黄孤立電子対）
回答
あなたが見たものは、現在受け入れられている理論による結合状況の正確な描写ではありません。以下に示す硫酸塩の正しい構造は、二重結合がまったくありません。 Martin は、密接に関連する亜硫酸イオン（硫黄上で孤立電子対につながる酸素が1つ少ない）で計算を実行し、π型結合軌道がゼロであることを示しています。 。残念ながら、クイック検索で硫酸塩の構造の計算は見つかりませんでしたが、それが亜硫酸塩の論理的な拡張になるので安心してください。
この構造では、オクテット則で予測されるように、硫黄は正確に8つの価電子に囲まれています。原子の近くにオクテット則で許可されているよりも多い電子があるメイングループの化合物の描写に出くわした場合、この描写は単純化されている可能性があります（たとえば、4-を描く）。電子3中心結合は、2つの単一結合であるかのように）、不安定な反応中間体または完全に正しくありません。
硫黄は、4つを超える従来の2電子2中心結合（二重結合は利用可能な軌道が不足しているため、2つの結合、3つの結合としての3つの結合）。非常に基本的で一般的で単純化されたレベルでは、このような（局所的な）2e2c結合は、各原子の軌道が重なり合うときに形成され、結合性軌道と反結合性軌道をもたらします。硫黄には結合に利用できるそのような軌道が4つ（1つは3s、3つは3p）しかないため、最初の8つを超える電子は反結合性軌道に配置する必要がありますが、結合次数は増加するのではなく減少します。
歴史的に、あなたが与えた硫酸塩の描写は、結合に3d軌道を使用する硫黄によって「説明」されていました。これらの軌道は仮想（空いている）ですが、数学的には存在します。ただし、それらのエネルギーは高すぎて、意味のある結合を形成できません。このような化合物へのd軌道の関与は非常に低く、 $よりもはるかに低いと計算できます（そして、現時点ではこのサイトのどこかで見つけることができません）。 \ mathrm {sp ^ 3d} $ または
回答
硫酸イオン硫酸分子に由来します：
化学反応を起こすと、通常、両方の水素を $ \ ce {H +} $ イオンとして提供します。これにより、硫酸イオンが残ります。 $$ \ ce {H2SO4- > 2H + + SO4 ^ 2-} $$ いつ $ \ ce {H ^ +} $ イオンが出発すると、電子が残ります。そのため、どこかに移動する必要があります（ $ \ ce {O} $ アトム）。
仮に
形式電荷理論では、実際には、個々のFCを可能な限りゼロに近づけようとするだけでなく、オクテット則を可能な限り破らないようにすることを目的としています。 。 硫酸イオンは非常に安定しています。何かがイオンであるからといって、それが不安定であるとは限りません。 実際、多くの場合、非荷電分子よりもはるかに安定しています。