Struktura kwasu węglowego Lewisa: rysunek i szczegółowe wyjaśnienia

by

W tym artykule pokrótce omówiono „strukturę Lewisa kwasu węglowego”, rysunek struktury Lewisa kwasu węglowego oraz odpowiednie szczegółowe wyjaśnienia.

Kwas węglowy jest słabym kwasem składający się z dwóch rodzajów jonów, jonu wodorowego (H+) i jonu węglanowego (CO32-). Wodór, węgiel i tlen mają odpowiednio 1, 6 i 8 elektronów. Wśród nich wokół odpowiednich atomów pokazane są tylko elektrony falbany i niezwiązane.

W artykule skupiono się na definicji, metodach rysowania struktury Lewisa z formalnym obliczeniem ładunku oraz struktury Lewisa kwasu węglowego.

Co to jest struktura Lewisa?

Struktura Lewisa, znana również jako struktura kropki Lewisa, jest jednym z rodzajów specjalnej reprezentacji strukturalnej dowolnego rodzaju cząsteczki, w której elektrony walencyjne są zasadniczo pokazane wokół odpowiednich atomów wraz z wiązaniami (jonowymi i kowalencyjnymi) zaangażowanymi w tę konkretną cząsteczkę.

Ten szczególny rodzaj reprezentacji został po raz pierwszy wprowadzony przez wielkiego naukowca Gilberta. N. Lewis poprzez swój artykuł zatytułowany „Atom i cząsteczka” w roku 1916.

Struktura kropki Lewisa ma ogromne znaczenie w chemii nieorganicznej. Całkowitą liczbę elektronów nieuczestniczących w wiązaniu można łatwo wyznaczyć ze struktury kropek Lewisa, a liczbę elektronów walencyjnych można również obliczyć ze struktury szkieletowej kropek Lewisa. Ta nowa koncepcja daje również wyjście z obliczania formalnego ładunku każdego atomu obecnego w tej konkretnej cząsteczce.

Metody rysowania struktury Lewisa

Poniżej wyjaśniono kilka punktów, o których należy pamiętać, aby narysuj lewisa struktura kropki-

  • Ponieważ elektrony walencyjne odgrywają znaczącą rolę w rysowanie struktury kropki Lewisa tak więc elektrony najbardziej zewnętrznej powłoki muszą zostać zidentyfikowane i policzone jako pierwsze, aby przejść do dalszych etapów.
  • Powłoka walencyjna większości atomów innych niż gaz szlachetny nie jest wypełniona elektronami. Potrzebują określonej liczby elektronów, aby wypełnić powłokę walencyjną i osiągnąć konfigurację elektronową gazu szlachetnego. Nazywa się to regułą oktetu, aż atomy znajdują się w 2nd okres.
  • Teraz następnym krokiem jest obliczenie całkowitej liczby elektronów uczestniczących w potwierdzeniu wiązania kowalencyjnego lub jonowego.
  • Są to główne parametry, które należy najpierw określić, aby narysować struktura szkieletowa kropki Lewisa dowolnej cząsteczki.
struktura Lewisa kwasu węglowego
Struktura kropki Lewisa HOBr.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons.

W powyższym struktura Lewisa HOBr, wokół nich pokazane są niewiążące elektrony tlenu i bromu. Tlen ma osiem elektronów z sześcioma elektronami walencyjnymi, a brom ma siedem elektronów walencyjnych. Wśród nich dwa elektrony z tlenu biorą udział w tworzeniu wiązań z wodorem i bromem.

Spośród siedmiu najbardziej zewnętrznych elektronów powłoki w bromie tylko jeden elektron uczestniczy w tworzeniu wiązania kowalencyjnego z tlenem. Reszta z sześciu elektronów pozostaje w postaci niezwiązanych par elektronów.

Wodór ma tylko jeden elektron i jest używany do tworzenia wiązań kowalencyjnych z tlenem. Zatem żadne elektrony nie pozostają jako elektrony niezwiązane.

Przeczytaj Więcej  BI3 Struktura Lewisa

Kwas węglowy Struktura Lewisa

Kwas węglowy to słaby kwas dwuzasadowy o wzorze chemicznym H2CO3. Jest wytwarzany z reakcji między dwutlenkiem węgla (CO2) i wodą (H2O) mającą masa cząsteczkowa 62.03 g/mol i temperatura topnienia -800 C.

Struktura Lewisa kwasu węglowego
Węglowy Kwasowa struktura Lewisa

Wodór, węgiel i tlen to trzy atomy obecne w kwasie węglowym. Węgiel jest centralnym atomem i ma liczbę atomową sześć (1s2 2s2 2p2). Spośród tych sześciu elektronów cztery elektrony zajmują powłokę walencyjną (elektrony walencyjne). Węgiel wykorzystuje swoje cztery elektrony powłoki walencyjnej do tworzenia wiązań kowalencyjnych. W ten sposób żadne elektrony nie są pozostawione jako niewiążące pary elektronów.

W tlenie sześć elektronów to najbardziej zewnętrzne elektrony powłoki spośród wszystkich ośmiu elektronów. Spośród tych sześciu elektronów dwa elektrony biorą udział w tworzeniu wiązania z wodorem i węglem (jedno wiązanie pojedyncze z wodorem i drugie wiązanie kowalencyjne z węglem). Pozostałe cztery elektrony są pokazane jako niewiążące pary elektronów wokół atomu tlenu.

W końcu wodór ma tylko jeden elektron i jeden elektron powłoki walencyjnej. Ten jeden elektron jest używany do tworzenia wiązania kowalencyjnego z tlenem i nie ma elektronu jako elektronu niewiążącego.

Formalne obliczanie ładunku kwasu węglowego

Jedną z istotnych ról struktury Lewisa jako ładunku formalnego można obliczyć z tej reprezentacji strukturalnej.

JPEG z kwasem węglowym
Kwas węglowy.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons
  • Ładunek formalny = całkowita liczba elektronów walencyjnych – liczba elektronów pozostaje niezwiązanych – (liczba elektronów biorących udział w tworzeniu wiązania/2)
  • Ładunek formalny atomu centralnego, węgiel = 4 – 0 – (8/2) = 0
  • Ładunek formalny tlenu podwójnie związanego z atomem węgla = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Ładunek formalny tlenu połączony pojedynczym wiązaniem z węglem i wodorem = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Ładunek formalny wodoru = 1 – 0 – (2/2) = 0

Z formalnego obliczenia ładunku każdego atomu w kwasie węglowym wnioskuje się, że kwas węglowy jest cząsteczką obojętną.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Czy kwas węglowy jest rozpuszczony w wodzie?

Odpowiedź: Tak, kwas węglowy rozpuszcza się w wodzie. Dysocjuje w roztworze wodnym i tworzy H+ jon i jon wodorowęglanowy (HCO3-).

Jakie są zastosowania kwasu węglowego?

Odpowiedź: Kwas węglowy ma różne zastosowania w różnych dziedzinach, na przykład do przygotowywania napojów bezalkoholowych i innych napojów. Poza tym jest jednym z ważne elementy krwi, która odprowadza dwutlenek węgla z organizmu.

Przeczytaj także: