Am găsit un site cu această formulă dacă vreți,
Taxă formală = [Număr de electroni de valență pe atom] – [electroni fără legătură + număr de legături]
Nu cred că îl folosesc corect în găsirea taxelor formale ale fiecărui atom în $ \ ce {SO_4 ^ {2 -}} $. $ \ ce {S} = 2 $, $ \ ce {O} = – 1 $ și celălalt $ \ ce {O} = 0 $ și dacă le adăugați împreună nu primesc taxa totală de -2.
Cum rezolvați taxele formale?
Răspuns
Formula dvs. este corectă. Dacă $ V $ este numărul de electroni de valență atribuiți inițial unui atom, $ N $ este numărul de electroni fără legătură și $ B $ este numărul de legături ($ \ frac {1} {2} $ din numărul de legând electronii pentru a fi mai precis), atunci taxa formală $ FC $ este:
$$ FC = V – (B + N) $$
Ionul sulfat are două structuri valide pe care l-ați putea desena, unul cu sulf având o sarcină formală zero și unul cu sulf având o sarcină formală de +2. Structurile de mai jos (din pagina Wikipedia , lansate în domeniul public) urmează convenția enervantă, dar admisibilă, de înlocuire a perechilor solitare cu bare.
Dacă structura din stânga (# 1) este corectă, atunci atomul de sulf ($ V = 6 $) are șase obligațiuni ($ B = 6 $) și fără perechi izolate ($ N = 0 $). Doi atomi de oxigen (V = 6) au două legături ($ B = 2 $) și două perechi solitare ($ N = 4 $), în timp ce ceilalți doi atomi de oxigen au o legătură ($ B = 1 $) și trei perechi solitare ($ N = 6 $). Atomul de sulf și cei doi atomi de oxigen au $ FC = 0 $, iar ceilalți doi atomi de oxigen au $ FC = -1 $ pentru o încărcare totală a ionului de $ -2 $.
$$ FC_ { \ ce {S}} = 6- (6 + 0) = 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {1,2}}} = 6- (2 + 4) = 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {3,4}}} = 6- (1 + 6) = – 1 $$
Dacă structura din dreapta (# 2) este corectă, atunci atomul de sulf ($ V = 6 $) are patru obligațiuni ($ B = 4 $) și nu are perechi izolate ($ N = 0 $). Toți cei patru atomi de oxigen (V = 6) au o legătură ($ B = 1 $) și trei perechi izolate ($ N = 6 $). Atomul de sulf are $ FC = + 2 $ iar atomii de oxigen au $ FC = -1 $ pentru o încărcare totală a ionului de -2 $ $. $$ FC _ {\ ce {S}} = 6- (4 + 0) = + 2 $$ $$ FC _ {\ ce {O}} = 6- (1 + 6) = – 1 $$
Dar, așteaptă! O întrebare mai fundamentală ar putea fi „Cum poate ionul sulfat să aibă două structuri foarte diferite care pun sarcini formale diferite asupra atomilor de sulf și oxigen?”
Încărcarea formală este un mecanism frumos de contabilitate, dar nu are nicio relație validă experimental cu încărcătura reală de pe niciun atom din majoritatea moleculelor sau ionilor. Încărcarea formală este egală cu încărcarea efectivă a speciilor monoatomice. Încărcarea formală se încadrează în categoria modelelor pe care le folosim în chimie care sunt 1) utile, 2) produc răspunsul corect atunci când sunt utilizate corect și 3) complet fals. Alte modele din această categorie includ numărul de oxidare, VSEPR, rezonanță și electronegativitate. Dovezile experimentale sugerează că structura reală a sulfatului combină trăsături atât ale structurii # 1, cât și ale structurii # 2, dar ar fi dificil să tragem folosind formalismele pe care le-am adoptat:
- Toți cei patru $ \ ce { Obligațiunile SO} $ au lungimea egală (# 2).
- Lungimea obligațiunilor $ \ ce {SO} $ este mai mică decât o obligațiune normală $ \ ce {SO} $ normală și mai lungă decât o normal $ \ ce {SO} $ dublu (# 1).
- Atomul de sulf are o sarcină parțială pozitivă (# 2) (rețineți că sarcinile parțiale, spre deosebire de sarcinile formale, au o bază experimentală).
- Cei patru atomi de oxigen au sarcini negative parțiale echivalente (# 2).
- Sarcinile negative parțiale ale atomilor de oxigen se adaugă la mai mult de $ -2 $, dar nu aproape de -4 $ $ (# 1).
Răspuns
Răspunsul lui Ben Norris „este excelent. Voi colabora cu un procedură mai vizuală, deci poate oferi un punct de vedere diferit.
Modul în care l-am învățat, numerele de oxidare pot fi determinate aici, electronii de legătură ar presupune că legăturile sunt 100% ionice, în timp ce sarcinile formale pot fi determinate calculând unde ar fi electronii dacă legătura ar fi 100% covalentă.
În loc să aplicați direct o ecuație, desenați structura Lewis a compusului. Acum tăiați toate legăturile covalente în mod homolitic, adică distribuind uniform cei doi electroni între atomii de legătură. Acum numărați numărul de electroni atașați la fiecare atom și scădeți numărul de electroni de valență pe care îi are atomul liber. Numărul pe care îl obțineți va fi un „exces de electroni”, care este opusul sarcinii formale, deci doar înmulțiți cu -1. Aici s-a rezolvat exemplul dvs.
