Struktura acetonu Lewisa: szczegółowe wyjaśnienia

Struktura kropek Lewisa daje wyobrażenie o najbardziej zewnętrznych orbitach elektronów atomu. Ten artykuł omawia strukturę i wyjaśnienia Lewisa acetonu.

Struktura acetonu Lewisa jest zapisana symbolem atomowym atomów w cząsteczce. Elektrony na orbicie zewnętrznej danego atomu są oznaczone symbolami kropkowymi wokół tego konkretnego atomu.

Elektrony te mogą tworzyć wiązania z elektronami zewnętrznej powłoki znajdującego się obok atomu. Lub niektóre z tych elektronów nie biorą udziału w tworzeniu wiązań, pozostają jako elektrony niewiążące.

Wzór strukturalny cząsteczki acetonu

Aceton jest cząsteczką w karbonyl rodzina. Jest to najmniejsza cząsteczka ketonu o wzorze cząsteczkowym C3H6O lub (CH3)2CO. Tak więc cząsteczka acetonu zawiera trzy atomy węgla, sześć atomów wodoru i jeden atom tlenu.

Rysunek struktury Lewisa acetonu

Aby narysować struktura Lewisa acetonu, najpierw obliczane są wszystkie elektrony z orbity zewnętrznej tych atomów. Węgiel jest pierwiastkiem „grupy 14”, tlen jest pierwiastkiem „grupy 16”, a wodór jest pierwiastkiem „grupy 1” w Układ okresowy.

Obliczanie elektronów na orbicie zewnętrznej

Elektroniczna Konfiguracja atomu węgla: 1s2 2s2 2p2. Elektroniczna konfiguracja atomu tlenu: 1s2 2s2 2p4. Konfiguracja elektronowa atomu wodoru: 1s1.

Stąd liczba najbardziej zewnętrznych elektronów powłoki w atomie węgla wynosi cztery. Dla atomu tlenu jest sześć, a dla atomu wodoru jest jeden.

W cząsteczce acetonu całkowita liczba elektronów zewnętrznej powłoki dla trzech atomów węgla wynosi (4×3) = 12. Dla sześciu atomów wodoru ta liczba elektronów będzie wynosić (1×6) = 6. Dla tego jednego atomu tlenu całkowity najbardziej zewnętrzny elektron powłoki liczba będzie (6×1) = 6.

Tak więc w cząsteczce acetonu całkowita liczba elektronów na zewnętrznej orbicie atomów wynosi 24.

Obliczanie liczby par elektronów

W wiązaniu tworzącym się między dwoma atomami obok siebie zaangażowane są dwa elektrony (para elektronów).

Możemy ustalić, ile par elektronów uczestniczy w wiązaniu w cząsteczce acetonu, dzieląc liczbę 24 przez 2, a liczba wyniesie 12. Ponieważ w cząsteczce acetonu znajdują się 24 elektrony na orbicie zewnętrznej.

Całkowita liczba par elektronów biorących udział w tworzeniu cząsteczki = całkowita liczba elektronów powłoki zewnętrznej w cząsteczce ÷ 2.

Układ atomów w strukturze Lewisa acetonu

w acetonie struktura Lewisa, układ atomów zachodzi w taki sposób, że generalnie atom o mniej elektroujemnym charakterze będzie centralnym atomem w cząsteczce.

Tutaj wodoru jest mniej elektroujemny atom. Aby być centralnym atomem, musi przynajmniej łączyć się z dwoma innymi atomami. Wodór ma tylko jeden elektron, więc nie może być centralnym atomem.

Węgiel staje się centralnym atomem w cząsteczce acetonu. Atomy wodoru i tlenu są umieszczone wokół atomów węgla. Elektrony pary wiążącej są pokazane liniami prostymi między dwoma atomami.

Na razie w struktura Lewisa, w tworzenie wiązań zaangażowanych jest łącznie osiemnaście elektronów (dziewięć par elektronów).

Ponieważ wodór jest pierwiastkiem „grupy 1”, nie ma wolnego orbitalu dla niewiążących elektronów. Trzy niewspółdzielone pary elektronów są zapisane nad atomem tlenu cząsteczki.

Formalna kalkulacja opłaty

Teraz formalne ładunki atomów acetonu muszą obliczyć, aby prawidłowo rozłożyć elektrony między atomami.

Opłata formalna atomu w cząsteczce = (elektrony powłoki zewnętrznej – elektrony niewiążące – (1/2×elektrony wiążące))

Ładunek formalny atomu węgla związanego z atomami wodoru = (4 – 0 – (1/2×8)) = 0.

Ładunek formalny atomu węgla związanego z atomem tlenu = (4 – 0 – (1/2×6)) = +1.

Formalny ładunek atomu wodoru = (1-0 – (1/2×2)) = 0.

Ładunek formalny atomu tlenu = (6 – 6 – (1/2×2)) = -1.

Rozważenie stabilności z formalną opłatą

Struktura nie jest stabilna, ponieważ zarówno tlen, jak i centralny atom węgla mają ładunki formalne.

Aby uzyskać stabilną cząsteczkę acetonu ustrukturyzuj opłaty trzeba zneutralizować. Można tego dokonać, przekształcając niepodzielone elektrony w tworzenie wiązań między atomem tlenu a centralnym atomem węgla.

acetonowa struktura Lewisa
Formalna opłata za aceton struktura Lewisa

Ostateczna struktura Lewisa acetonu

W strukturze acetonu Lewisa powstaje obligacja pi (wiązanie podwójne) między centralnym atomem węgla a atomem tlenu. Oprócz tego cząsteczka ma dziewięć wiązań sigma ( wiązanie pojedyncze).

Atom tlenu cząsteczki acetonu ma cztery niepodzielone elektrony. Te elektrony są zapisane jako para kropki nad atomem tlenu.

Teraz, jeśli policzymy elektrony zewnętrznej powłoki każdego atomu w acetonie struktura Lewisaodkryliśmy, że każda zewnętrzna orbita atomów jest pełna elektronów. Jest to główny warunek stabilnej konfiguracji zgodnie z Reguła oktetu.

Przeczytaj także: