Tabla de Contenidos
Lewis yapıları, bu maddelerdeki değerlik elektronlarının dağılımını ve ayrıca atomların kimyasal bağlar oluşturmak için bu elektronları nasıl paylaştığını gösteren moleküllerin ve iyonik bileşiklerin temsilleridir. Lewis nokta sembollerine ve ayrıca bileşiğin parçası olan her bir elementin elektronik konfigürasyonuna dayanırlar.
Lewis yapılarında, kovalent bağlar, her biri bir bağ elektron çiftini temsil eden çizgilerle temsil edilirken, paylaşılmamış elektronlar, Lewis nokta sembollerinde yapıldığı gibi, her atomun etrafında bulunan noktalar olarak temsil edilir.
Bu yapılar, iki atom arasındaki kimyasal bağın çok basitleştirilmiş bir ilk tanımını yapmamızı sağlar. Bir bileşiğin Lewis yapısından, şekil ve moleküler geometri hakkında sonuçlar çıkarılabileceği gibi maddelerin polarite, erime ve kaynama noktaları ve hatta kimyasal reaktivite gibi özelliklerini de açıklayabilir.
Bu tür gösterimler, bir kimyasal reaksiyon meydana geldiğinde elektronların dağılımında meydana gelen değişiklikleri açıkça gözlemlememize izin verdiği ve dolayısıyla kimyasal reaksiyonların meydana geldiği mekanizmaları açıklamamıza izin verdiği organik kimyada özellikle yararlıdır.
Lewis yapısını oluşturan unsurlar
Yukarıda bahsedildiği gibi, Lewis yapıları Lewis nokta sembollerine dayanmaktadır. Bunlar, söz konusu atomun kimyasal sembolünden başlayarak, etrafına dağılmış değerlik elektronlarını nokta şeklinde çizerek yazılır.
Bir Lewis yapısında, iki atom arasında paylaşılmayan elektronlar, duruma göre kimyasal sembolün üstünde veya altında veya iki yanında yer alan noktalar olarak temsil edilir.
Öte yandan, bir kovalent bağın parçası olan her bir elektron çifti, iki bağlı atomun merkezini birleştiren düz bir çizgi ile bir Lewis yapısında temsil edilir.
Peki bir Lewis yapısını nasıl çizersiniz? Bunun göründüğünden çok daha basit olduğu ortaya çıkıyor ve yalnızca bir dizi sıralı adımı izlemeyi ve gerektiğinde biraz sağduyu uygulamayı içeriyor.
Lewis yapısını çizmek için kurallar
Lewis yapılarını yazmayı kolaylaştırmak için başlamadan önce bazı arka plan bilgilerine sahip olmalısınız:
- Bir iyon olması durumunda elektrik yükü dahil yapısını çizmek istediğiniz bileşiğin moleküler formülü . Örneğin nitrat iyonunun Lewis yapısını yazmak istiyorsak formülünün NO 3 – olduğunu bilmek gerekir .
- Moleküler formülde bulunan her bir atomun değerlik elektronlarının sayısı bilinmelidir . Örneğin nitrojen 5 değerlik elektronuna sahip bir elementken oksijen 6 değerlik elektronuna sahiptir. Temsili elementler için bu sayıyı bilmek çok kolaydır. Bir gruptaki tüm elementler aynı sayıda değerlik elektronuna sahip olduğundan, yalnızca hangi gruba ait olduğunu bilmek gereklidir.
- Formüldeki her bir atomun bağıl elektronegatiflikleri hakkında bir fikir sahibi olmak (kesinlikle gerekli olmasa da) genellikle yararlıdır . Burada önemli olan elektronegatifliğin değerinin ne kadar olduğunu bilmek değil, hangi elementin diğerlerinden daha fazla veya daha az elektronegatif olduğunu bilmektir.
Bu temel bilgiler toplandıktan sonra, Lewis yapısını yazmak için gerekli adımları açıklamaya devam ediyoruz.
Lewis yapıları adım adım
Aşağıdaki adımlar, kovalent veya nötr moleküler bileşikler, tek atomlu veya çok atomlu iyonlar veya iyonik tuzlar veya oksitler gibi uzatma iyonik bileşikler dahil olmak üzere herhangi bir kimyasal türe uygulanabilir.
Adım 1: Değerlik elektronlarının toplam sayısını sayın.
Lewis yapısı, molekülde bulunan tüm elementlerin tüm değerlik elektronlarını içermeli ve elektrik yüklerinin dengesinin sağlanmasını sağlamalıdır. Toplam elektron sayısını bulmak için, formüldeki her bir elementin atom sayısı ile değerlik elektronlarının sayısını toplayın ve sonunda varsa elektrik yükünü çıkarın. Formül:
Örnek:
1 N, 3 O ve –1 yüklü nitrat iyonunun (NO 3 – ) Lewis yapısını yazıyorsak , o zaman toplam değerlik elektron sayısı:
Adım 2: Molekülün temel yapısını yazın.
Bu, hangi atomun başka hangi atomla bağlanacağını belirtmekten oluşur (buna molekülün bağlanırlığı denir). Yani molekülün temel iskeleti kurulmuş olacaktır.
Bu adımı gerçekleştirirken akılda tutulması gereken bazı genel kurallar şunlardır:
- Merkez atom neredeyse her zaman en az elektronegatif olanıdır.
- Hidrojen atomları her zaman uçlarda bulunur, asla merkezde olmaz. Aynısı, oksijene bağlı olmadıkları çoğu bileşikteki halojenler için de geçerlidir.
- Birden fazla olası yapı önerilebilir. Daha sonra hangisinin daha olası olduğu belirlenir.
Örnek – Nitrat iyonu
Yukarıda sunulan tüm adımların açıklayıcı bir örneği, kovalent bağlarla birbirine bağlanan üç oksijen ve bir nitrojenden oluşan çok atomlu bir iyon olan nitrat iyonu ile temsil edilir. Bu durumda, en az elektronegatif element nitrojendir, bu nedenle merkeze yerleştirilir ve üç oksijen yanlara dağıtılır:
Adım 3: Birbirine bağlı tüm atomlar arasında tek bir kovalent bağ çizin.
Bu aşamadan sonra bileşik molekül şeklini almaya başlar. Son bağlar ikili veya üçlü olabilir, ancak hepsi tekli bağlar olarak başlar.
nitrat iyonu devam ediyor
Adım 4: En elektronegatif olandan başlayarak, kalan valans elektronlarıyla sekizlileri doldurun.
Bağların bir parçası olan elektronları indirgedikten sonra, kalan elektronlar sekizlilerini tamamlamak için en elektronegatif elementlerin etrafına çiftler halinde eklenir (hidrojen hariç).
nitrat iyonu devam ediyor
Adım 5: Gerekirse birden çok bağlantı oluşturun.
Değerlik elektronlarının sonunda bir atom tamamlanmamış oktetiyle bırakılırsa, bir çift bağ oluşturmak için komşu bir atomdan ortaklanmamış bir çift elektron veya gerekirse üçlü bir bağ oluşturmak için iki çift kullanın.
nitrat iyonu devam ediyor
Adım 6: Resmi ücretleri hesaplayın (isteğe bağlı).
5. adım tamamlandığında, molekülün yapısı tamamen çizilir. Geriye sadece varsa elektrik yüklerini eklemek kalır. Bu noktada iki farklı şekilde ilerleyebilirsiniz. Birincisi, net bir yük varsa (bir iyon durumunda), tüm yapıyı köşeli parantez içine alırsınız ve yükü bir üst simge olarak eklersiniz. İkincisi (tercih edilir), yapının her bir atomu üzerindeki formal yükün (CF) belirlenmesinden oluşur.
Bu, aşağıdaki formül aracılığıyla yapılır:
nitrat iyonu devam ediyor
Nitrat iyonu durumunda, nitrojen atomunun resmi yükü:
Mevcut iki oksijen türünün resmi yükleri şunlardır:
Resmi yükler hesaplandıktan sonra, bunlar nötr olmayan her atomun yanına yerleştirilir, tüm yüklerin toplamının iyonun net yükünü (veya molekül nötr ise sıfırı) verdiği doğrulanır. Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi tüm yüklerin toplamı +1-2=-1’dir.
Lewis yapılarına örnek
Yukarıda bahsedildiği gibi, herhangi bir kimyasal türün Lewis yapıları yazılabilir. Aşağıda, farklı bileşik türlerinin yapılarına ilişkin bazı örnekler verilmiştir:
Nötr moleküler bileşikler – Etilen
Basit İyonik Bileşikler – Sodyum Klorür
Daha Karmaşık İyonik Bileşikler – Sodyum Nitrat ve Amonyum Nitrat
Referanslar
Çiçekler, P., Theopold, K., Langely, R., Robinson, WR, & O. (2019). Kimya 2e (2. baskı ). : OpenStax .
Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC). (2014). IUPAC – Lewis formülü (elektron noktası veya Lewis yapısı) (L03513). https://goldbook.iupac.org/terms/view/L03513 adresinden alındı.
