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1.6 : 路易斯结构和形式电荷

路易斯符号可用于指示共价键的形成,共价键在路易斯结构中显示出来——描述分子和多原子离子中的键合的绘图。 元素周期表可用于预测原子中的价电子数量以及形成八位组的键的数量。 第 18 族元素,例如氩和氦,具有填充电子构型,因此很少参与化学键合。 然而,第 17 族原子,例如溴或碘,只需要一个电子即可到达八位组。 因此,属于第17族的原子可以形成单个共价键。 第 16 族原子需要两个电子才能达到八位组; 因此,它们可以形成两个共价键。 同样,属于第 14 族的碳需要另外四个电子才能达到八位字节; 因此,碳可以形成四个共价键。

考虑氯分子的路易斯结构:

Figure1

路易斯结构表明每个 Cl 原子具有三对不用于成键的电子(称为孤对电子)和一对共享电子(写在原子之间)。 破折号(或线)有时用于表示共享电子对:  Cl–Cl

单个共享电子对称为单键。 每个 Cl 原子与八个价电子相互作用:六个价电子为孤对电子,两个价电子为单键。 然而,一对原子可能需要共享不止一对电子才能实现所需的八位字节。

当一对原子之间共享两对电子时,例如 CH2O(甲醛)中的碳原子和氧原子之间共享双键,就会形成双键。

Figure2

当一对原子共享三个电子对时,就会形成三键,如一氧化碳 (CO)。

Figure3

分子中原子的形式电荷是当键中的电子均匀分布在原子之间时该原子将具有的假设电荷。 形式电荷可以通过中性原子的价电子数减去原子上的非键电子数和键数之和(或键合电子数的一半)来计算:

style="text-align: center">Formal charge = # valence shell electrons (free atom) − # lone pair electrons − # bonds

可以通过整个结构的形式电荷的总和来双重检查计算。 中性分子中所有原子的形式电荷之和必须为零; 离子中形式电荷的总和应等于离子的电荷。 请记住,为原子计算的形式电荷并不是分子中原子的实际电荷。 形式电荷只是一个有用的方法,并不表明形式电荷真的存在。

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Lewis StructuresFormal ChargesCovalent BondsLewis SymbolsBondingMoleculesPolyatomic IonsValence ElectronsOctet RuleGroup 18 ElementsGroup 17 ElementsGroup 16 ElementsCarbonChlorine MoleculeLone PairsShared Pair Of ElectronsSingle Bond

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