硫酸イオンの形式電荷を計算する方法は？

数式は正しいです。 $ V $が最初に原子に割り当てられた価電子の数である場合、$ N $は非結合電子の数であり、$ B $は結合の数です（$ \ frac {1} {2} $の数より正確には電子を結合する）、形式電荷$ FC $は次のようになります。

$$ FC = V-（B + N）$$

硫酸イオンには2つの有効な構造があります1つは形式電荷がゼロの硫黄、もう1つは形式電荷が+2の硫黄です。以下の構造（パブリックドメインにリリースされたウィキペディアページから）は、孤立電子対をバーに置き換えるという厄介ですが許容される規則に従います。

左側の構造（＃1）が正しい場合、硫黄原子（$ V = 6 $）には6つあります結合（$ B = 6 $）および孤立電子対なし（$ N = 0 $）。 2つの酸素原子（V = 6）には2つの結合（$ B = 2 $）と2つの孤立電子対（$ N = 4 $）があり、他の2つの酸素原子には1つの結合（$ B = 1 $）と3つの孤立電子対があります（$ N = 6 $）。硫黄原子と2つの酸素原子は$ FC = 0 $で、残りの2つの酸素原子は$ FC = -1 $で、イオン全体の電荷は$ -2 $です。

$$ FC_ { \ ce {S}} = 6-（6 + 0）= 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {1,2}}} = 6-（2 + 4）= 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {3,4}}} = 6-（1 + 6）=-1 $$

右側の構造（＃2）が正しい場合、硫黄原子（$ V = 6 $）には4つの結合（$ B = 4 $）があり、孤立電子対はありません（$ N = 0 $）。 4つの酸素原子（V = 6）はすべて、1つの結合（$ B = 1 $）と3つの孤立電子対（$ N = 6 $）を持っています。硫黄原子は$ FC = + 2 $で、酸素原子は$ FC = -1 $で、イオン全体の電荷は$ -2 $です。 $$ FC _ {\ ce {S}} = 6-（4 + 0）= + 2 $$ $$ FC _ {\ ce {O}} = 6-（1 + 6）=-1 $$

でも、待って！より基本的な質問は、「硫酸イオンが、硫黄原子と酸素原子に異なる形式電荷を与える2つの非常に異なる構造を持つことができるのか」ということかもしれません。

形式電荷は優れた簿記メカニズムですが、ほとんどの分子またはイオンの原子の実際の電荷と実験的に有効な関係はありません。形式電荷は、単原子種の実際の電荷にのみ等しくなります。形式電荷は、化学で使用するモデルのカテゴリに分類されます。これらは、1）役立つ、2）正しく使用すると正しい答えを生成する、3）完全に偽物です。このカテゴリの他のモデルには、酸化数、VSEPR、共鳴、および電気陰性度が含まれます。実験的証拠は、硫酸塩の実際の構造が構造＃1と構造＃2の両方の特徴を組み合わせていることを示唆していますが、採用した形式を使用して描くのは難しいでしょう。

• 4つすべての$ \ ce { SO} $結合の長さは同じです（＃2）。
• $ \ ce {SO} $結合の長さは、通常の$ \ ce {SO} $単一結合よりも短く、通常の$ \ ce {SO} $ double（＃1）。
• 硫黄原子には部分的な正電荷（＃2）があります（形式電荷とは異なり、部分電荷には実験的な根拠があることに注意してください）。
• 4つの酸素原子は同等の部分負電荷を持っています（＃2）。
• 酸素原子の部分負電荷は$ -2 $を超えますが、$-4の近くにはありません。 $（＃1）。

ベンノリス “の回答は素晴らしいです。私は”と協力しますより視覚的な手順なので、異なる視点を提供する可能性があります。

私が学んだ方法では、酸化数はwを計算することで決定できます。ここで、結合電子は結合が100％イオン性であると想定しますが、正式な電荷は、結合が100％共有結合である場合に電子がどこにあるかを把握することで決定できます。

方程式を直接適用する代わりに、化合物のルイス構造。次に、すべての共有結合をホモリティックに切断します。つまり、結合原子間で2つの電子を均等に分配します。次に、各原子に結合している電子の数を数え、自由原子が持っている価電子の数を引きます。得られる数は「電子過剰」になります。これは形式電荷の反対なので、-1を掛けるだけです。これがあなたの例です。