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Charge formelle et structure de Lewis

Les liaisons covalentes dans une molécule et la charge globale d’une molécule peuvent être visualisées avec des structures de points de Lewis.

objectifs D’apprentissage

calculer les charges formelles sur les atomes dans un composé

points clés

points clés

  • Les structures de Lewis, également appelées diagrammes de points de Lewis, modélisent la liaison covalente entre les atomes. Ces diagrammes utilisent des points autour des atomes pour signifier les électrons et les lignes pour signifier les liaisons entre les atomes.,
  • Les structures de Lewis incorporent la charge formelle d’un atome, qui est la charge sur un atome dans une molécule, en supposant que les électrons dans une liaison chimique sont partagés également entre les atomes.
  • Lorsque plusieurs structures de Lewis peuvent représenter le même composé, les différentes formules de Lewis sont appelées structures de résonance.

termes clés

  • charge formelle: la charge attribuée à un atome dans une molécule, en supposant que les électrons dans une liaison chimique sont partagés également entre les atomes. Cela aide à déterminer laquelle de quelques structures de Lewis est la plus correcte.,
  • règle de l’octet: les atomes perdent, gagnent ou partagent des électrons afin d’avoir une coquille de valence complète de huit électrons.
  • structure de résonance: une molécule ou un ion polyatomique qui a plusieurs structures de Lewis parce que la liaison peut être montrée de plusieurs façons.

structures de Lewis

Les représentations picturales sont souvent utilisées pour visualiser les électrons, ainsi que toute liaison qui peut se produire entre les atomes d’une molécule. En particulier, les chimistes utilisent des structures de Lewis (également connues sous le nom de diagrammes de points de Lewis, diagrammes de points d’électrons ou structures d’électrons) pour représenter des composés covalents., Dans ces diagrammes, les électrons de valence sont représentés par des points qui se trouvent autour de l’atome; toutes les liaisons que les atomes partagent sont représentées par des lignes simples, doubles ou triples.

La structure des points de Lewis du carbone: une structure de Lewis typique du carbone, avec les électrons de valence dénotés comme des points autour de l’atome.

généralement, la plupart des structures de Lewis suivent la règle de l’octet; elles partageront les électrons jusqu’à ce qu’elles atteignent 8 électrons dans leur coquille de valence la plus externe., Cependant, il existe des exceptions à la règle de l’octet, comme le bore, qui est stable avec seulement 6 électrons dans sa coquille de valence. Les éléments hydrogène (H) et hélium (He) suivent la règle du duo, qui dit que leur coquille de valence la plus extérieure est pleine de 2 électrons.

dessiner une Structure de Lewis

pour dessiner une structure de Lewis, le nombre d’électrons de valence sur chaque atome du composé doit être déterminé. Le nombre total d’électrons de valence dans l’ensemble du composé est égal à la somme des électrons de valence de chaque atome dans le composé., Les électrons de non-valence ne sont pas représentés lors du dessin des structures de Lewis.

Les électrons de Valence sont placés sous forme de paires isolées (deux électrons) autour de chaque atome. La plupart des atomes peuvent avoir un octet incomplet d’électrons. Cependant, les atomes peuvent partager des électrons entre eux pour répondre à cette exigence d’octet. Une liaison qui partage deux électrons est appelée une liaison unique et est signifiée par une ligne droite et horizontale.

Si la règle de l’octet n’est toujours pas satisfaite, les atomes peuvent former une liaison double (4 électrons partagés) ou triple (6 électrons partagés)., Parce que la paire de liaison est partagée, l’atome qui avait la paire Solitaire a toujours un octet, et l’autre atome gagne deux électrons ou plus dans sa coquille de valence.

par exemple, le CO2 est une molécule neutre avec 16 électrons de valence totale. Dans la structure de Lewis, le carbone doit être lié à deux atomes d’oxygène.

La structure de Lewis pour le dioxyde de carbone: Ce diagramme montre les phases conceptuelles du dessin de la structure de Lewis d’une molécule de dioxyde de carbone (CO2).

Les structures de Lewis peuvent également être dessinées pour les ions., Dans ces cas, toute la structure est placée entre parenthèses et la charge est écrite en exposant en haut à droite, à l’extérieur de la parenthèse.

la structure de Lewis pour l’ion hydroxyde: dans L’ion hydroxyde (OH–), toute la structure est entourée d’un support et la charge est placée à l’extérieur du support.

détermination de la Charge formelle

bien que nous sachions combien d’électrons de valence sont présents dans un composé, il est plus difficile de déterminer autour de quels atomes les électrons résident réellement., Pour résoudre ce problème, les chimistes calculent souvent la charge formelle de chaque atome. La charge formelle est la charge électrique qu’un atome aurait si tous les électrons étaient partagés de manière égale.

la charge formelle d’un atome peut être déterminée par la formule suivante:

FC = V – (N + \frac{b}{2})

dans cette formule, V représente le nombre d’électrons de valence de l’atome isolé, N est le nombre d’électrons de valence non liés et B est le nombre total d’électrons en liaisons covalentes avec,

par exemple, calculons la charge formelle sur un atome d’oxygène dans une molécule de dioxyde de carbone (CO2):

FC = 6 électrons de valence – (4 électrons de valence non liés + 4/2 électrons dans les liaisons covalentes)

FC = 6-6 = 0

l’atome d’oxygène dans le dioxyde de carbone a une charge formelle

structures de résonance

parfois, plusieurs structures de Lewis peuvent être dessinées pour représenter le même composé. Ces structures équivalentes sont connues sous le nom de structures de résonance et impliquent le déplacement d’électrons et non d’atomes réels., Selon le composé, le déplacement des électrons peut entraîner une modification des charges formelles. Le plus souvent, les structures de Lewis sont dessinées de manière à minimiser la charge formelle de chaque atome.

structures de résonance: deux des structures contributives du dioxyde d’azote (NO2). Les deux formules représentent le même nombre d’atomes et d’électrons, juste dans une conformation légèrement différente.

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