La temele de chimie, ni se cere să desenăm structura Lewis a $ \ ce {N3-} $ .
Răspunsul meu:
- Azotul are în mod obișnuit cinci electroni în valența sa; $ \ ce {N -} $ are șase. Acest lucru face un total de 16 electroni în general.
- Dacă așezăm sarcina negativă pe atomul central, vom obține o structură de $ \ ce {N = N ^ – = N} $
- Aceasta are o taxă formală de $ (- 1) $ pe fiecare dintre atomii de azot laterali și $ (2) $ pe atomul central de azot odată ce ați luat în considerare electronul suplimentar , deci taxele oficiale se anulează numai atunci când contează electronul adăugat.
- Acest răspuns este susținut de o grămadă de surse online ( 1 , 2 ).
Răspunsul software-ului pentru teme:
- C răspunsul orrect este $ \ ce {N # N + -N ^ 2 -} $
Asta este tot ceea ce spune. Înțelegerea mea despre de ce acest lucru este valabil este că aceasta oferă o taxă formală de $ (0) $ pentru fiecare atom, spre deosebire de medierea la asta.
Presupun că a doua formă are sens, deoarece este „o sarcină formală mai mică pe atomul central. Dacă da, de ce resursele online preferă prima? Există ceva rezonanță aici și structura reală are ordine de obligațiuni de $ \ frac52 $ și $ \ frac32 $ ?
Comentarii
- Dacă plasați sarcina negativă pe atomul central al structurii dvs., ' veți depăși octetul. În schimb, s-ar putea să doriți să plasați acolo o sarcină pozitivă .
- @IvanNeretin De ce voi depăși un octet? Azotul are în mod normal cinci electroni în valența sa; adăugarea unui electron îi conferă șase . Face o legătură dublă cu fiecare parte a azotului și dă electroni pentru a-și umple valențele în acea versiune.
-
chemistry.stackexchange.com/questions/19904/… chimie .stackexchange.com / questions / 33101 / …
Răspuns
Structura propusă este greșită. Azotul nu depășește octetul în niciunul dintre compușii săi cunoscuți (și chiar dacă $ \ ce {NF5} $ va fi descoperit, nu va depăși octetul în funcție de tot ce știu acum). Cu toate acestea, dacă aveți o sarcină negativă formală, înseamnă că un electron suplimentar adăugat la 5 azot are de obicei; dacă patru dintre acești șase electroni sunt folosiți pentru a construi legăturile duble, există încă o pereche solitară pe azot pentru un total de 10 electroni.
Dacă aveți probleme la determinarea structurilor Lewis, există patru calcule rapide pe care îl puteți efectua pentru a vă ajuta:
-
Adăugați toți electronii de valență pe care atomii îi aduc în compus.
Fiecare azot are cinci electroni, plus există o sarcină negativă (suplimentară electron) deci:$$ 3 \ times5 + 1 = 16 \ tag {1} $$
-
Adăugați câți electroni de valență ar fi necesari, astfel încât fiecare atom să aibă un octet (pentru hidrogen: dublet) propriu.
Fiecare azot ar dori opt electroni, astfel încât:$$ 3 \ times8 = 24 \ tag {2} $$
-
Ia $ (2) – (1) $ . Acesta reprezintă numărul de electroni pe care atomii trebuie să-l împartă, adică numărul de legături.
$$ 24-16 = 8 \ tag {3} $$
-
Luați $ (1) – (3) $ . Acesta reprezintă numărul de electroni care nu trebuie să ia parte la legături; acestea trebuie apoi distribuite ca perechi izolate.
$$ 16-8 = 8 \ tag {4} $$
Apoi, începeți să desenați, dar asigurați-vă că aveți la fel de multe perechi solitare și electroni care leagă cât stările de ecuații. Ignorând perechile izolate, putem obține următoarele structuri posibile pentru $ \ ce {N3 -} $ :
$$ \ ce {N # NN} \ qquad \ qquad \ ce {N = N = N} \ qquad \ qquad \ ce {NN # N} $$
( Exercițiul de a distribui patru perechi solitare în cele trei azoturi astfel încât fiecare să aibă opt electroni de valență este lăsat la îndemâna cititorului deoarece sunt prea leneș să deschid ChemDraw pentru a desena structurile .)
După ați făcut acest lucru, trebuie să aruncați o privire asupra eventualelor taxe formale. Pentru aceasta, împărțiți fiecare legătură omogen (adică dați fiecărui atom unul dintre electronii de legătură) și numărați. Comparați acest număr cu ceea ce ar trebui să aibă un atom; diferența corespunde sarcinii formale a atomului.(Deoarece electronii sunt negativi, un electron suplimentar corespunde unei taxe de $ – 1 $ .) Când am terminat pentru aceste trei structuri, ajungem la:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} #N} $$
În fiecare dintre aceste cazuri, taxele formale însumează suma totală a ionului molecular ( $ – 1 $ ) ceea ce indică faptul că am făcut-o corect. (Din nou, am lăsat cu gâfâială perechile izolate; puteți folosi taxele mele oficiale pentru a determina unde ar fi trebuit să fie și câte.)
Nu există niciun principiu al taxelor formale zero. Cu toate acestea, atunci când se dezbate între diferite structuri, o structură cu taxe mai puțin formale este adesea (nu întotdeauna!) Mai „favorabilă”. (Termenul real ar trebui să fie „contribuie mai mult la imaginea de ansamblu”, dar acest lucru poate confunda prea mult în această etapă.)
Dar care dintre cele trei este corect? Toți sunt! De fapt, aceasta este ceea ce este cunoscut sub numele de mezomerie: avem o serie de structuri (de rezonanță) care explică puțin compusul real, dar niciunul nu deține adevărul absolut. Pentru a arăta acest lucru, săgețile de rezonanță sunt desenate de obicei între reprezentări:
$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N} < – > \ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N} < – > \ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} # N} $$
Diferența cheie între structurile corecte și propunerea dvs. este că atomul central de azot nu poate purta niciodată o sarcină formală negativă, deoarece trebuie să acomodeze patru legături cu vecinii săi, ceea ce este doar posibil pentru $ \ ce {N +} $ .
În ceea ce privește răspunsul dat în răspunsul la teme: Nu este strict corect deoarece este incomplet . Toate cele trei structuri ar trebui marcate ca fiind corecte – până când conceptul de rezonanță a fost introdus formal, moment în care ar trebui să existe doar o combinație a celor trei.
Comentarii
- Dar … dar … nu aveți ' nu aveți nevoie de ChemDraw când se poate face cu el3g4nt sintaxa MathJax: $$ \ ce {: \! \! N # \ overset {+} {{N}} – \ overset {2 -} {\ overset {\ Large. \! \ !.} {\ underset {\ Large. \! \ !.} {N}}} \! \ !:} $$ * Alcoolic prea încrezător *
- @andselisk De fapt, mă gândeam să le desenez cu MathJax, dar apoi am decis că astăzi nu este ziua pentru asta gaura de iepure. Dar mulțumesc pentru un râs copios! = D
- Bine, văd unde am greșit cel puțin. Rezonanța a fost introdusă în clasă, ceea ce face ca o serie de probleme cu temele să devină și mai grave, deoarece există mai multe răspunsuri la fel de corecte.