3 spôsoby kreslenia Lewisových bodových štruktúr

Kreslenie Lewisových bodových štruktúr (známych aj ako Lewisove štruktúry alebo Lewisove diagramy) môže byť mätúce, najmä pre začínajúcich študentov chémie. Tieto štruktúry sú však užitočné pri pochopení väzbových a valenčných elektrónových konfigurácií rôznych atómov a molekúl. Zložitosť nákresu sa bude líšiť v závislosti od toho, či vytvárate Lewisovu bodovú štruktúru pre dvojatómovú (2-atómovú) kovalentnú molekulu, väčšiu kovalentnú molekulu alebo molekuly s iónovou väzbou.

Metóda 1 z 3:Kreslenie kovalentných štruktúr diatomov


Napíšte atómový symbol pre každý atóm. Napíšte vedľa seba 2 atómové symboly. Tieto symboly predstavujú atómy prítomné v kovalentnej väzbe. Uistite sa, že ste medzi atómami nechali dostatok priestoru na nakreslenie elektrónov a väzieb.[1]

  • Kovalentné väzby majú spoločné elektróny a vo všeobecnosti sa vyskytujú medzi 2 nekovmi.


Určite stupeň väzby medzi 2 atómami. Atómy môžu byť spojené jednoduchou, dvojitou alebo trojitou väzbou. Vo všeobecnosti to bude diktovať oktetové pravidlo alebo snaha každého atómu dosiahnuť plný valenčný obal s 8 elektrónmi (alebo v prípade vodíka s 2 elektrónmi). Ak chcete určiť, koľko elektrónov bude mať každý atóm, zistite, koľko valenčných elektrónov je v molekule, vynásobte to číslom 2 (každá väzba zahŕňa 2 elektróny) a potom pripočítajte počet nezdieľaných elektrónov.[2]

  • Napríklad O2 (plynný kyslík) má 6 valenčných elektrónov. Vynásobte 6 číslom 2, čo sa rovná 12.
  • Ak chcete určiť, či bolo splnené oktetové pravidlo, použite bodky na znázornenie valenčných elektrónov okolo každého atómu. V prípade O2 má jeden kyslík 8 elektrónov (takže oktetové pravidlo je splnené), ale druhý má len 6 (takže oktetové pravidlo nie je splnené). To znamená, že medzi 2 kyslíky je potrebná viac ako 1 väzba. Na vytvorenie dvojitej väzby medzi atómami sú teda potrebné 2 elektróny, takže pravidlo oktetu je splnené pre oba atómy.


Pridajte do výkresu svoje väzby. Každá väzba je znázornená čiarou medzi dvoma atómami. V prípade jednoduchej väzby by ste jednoducho nakreslili 1 čiaru od prvého atómu k druhému. Pre dvojitú alebo trojitú väzbu by ste nakreslili 2, resp. 3 čiary.[3]

  • Napríklad N2 (plynný dusík) má trojitú väzbu spájajúcu 2 atómy dusíka. Jeho väzba sa teda v Lewisovom diagrame zaznamená ako 3 rovnobežné čiary spájajúce 2 atómy N.


Nakreslite neviazané elektróny. Niektoré valenčné elektróny v jednom alebo oboch atómoch nemusia byť zapojené do väzby. V takom prípade by ste mali každý zostávajúci elektrón znázorniť bodkou okolo príslušného atómu. Vo väčšine prípadov by ani jeden z atómov nemal mať viazaných viac ako 8 elektrónov. Svoju prácu si môžete skontrolovať tak, že každú bodku budete počítať ako 1 elektrón a každú čiaru ako 2 elektróny.[4]

  • Napríklad O2 (plynný kyslík) má 2 rovnobežné čiary spájajúce atómy, pričom na každom atóme sú 2 páry bodov (známe ako osamelé páry elektrónov).

Metóda 2 z 3: Vytváranie Lewisových štruktúr pre väčšie kovalentné molekuly


Určite, ktorý atóm je centrálnym atómom. Tento atóm je zvyčajne najmenej elektronegatívny. Ako taký je najviac schopný vytvárať väzby s mnohými inými atómami. Pojem „centrálny atóm“ sa používa preto, lebo všetky ostatné atómy v molekule sú viazané práve na tento atóm (ale nie nevyhnutne na seba navzájom).[5]

  • Atómy ako fosfor a uhlík sú často centrálnymi atómami.
  • V niektorých zložitejších molekulách môžete mať viac centrálnych atómov.
  • Všimnite si, že v periodickej tabuľke sa elektronegativita zvyšuje zľava doprava a znižuje zhora nadol.


Uvažujte o valenčných elektrónoch centrálneho atómu. Všeobecným (ale nie výlučným) pravidlom je, že atómy sú obklopené 8 valenčnými elektrónmi (pravidlo oktetu). Keď sa centrálny atóm viaže s ostatnými atómami, konfigurácia s najnižšou energiou je tá, ktorá bude spĺňať oktetové pravidlo (vo väčšine prípadov). To vám môže pomôcť určiť počet väzieb, ktoré budú medzi centrálnym atómom a ostatnými atómami, pretože každá väzba predstavuje 2 elektróny.[6]

  • Niektoré veľké atómy, ako napríklad fosfor, môžu pravidlo oktetu porušiť.
  • Napríklad oxid uhličitý (CO2) má 2 kovalentne dvojviazané oxygény s centrálnym atómom uhlíka. To umožňuje splniť pravidlo oktetu pre všetky 3 atómy.
  • Pentachlorid fosforitý (PCl5) porušuje oktetové pravidlo tým, že má okolo centrálneho atómu 5 väzbových párov. Táto molekula má 5 atómov chlóru kovalentne viazaných na centrálny atóm fosforu. Pravidlo oktetu je splnené pre každý z 5 atómov chlóru, ale pre atóm fosforu je prekročené.


Napíšte symbol vášho centrálneho atómu. Pri väčších kovalentných molekulách je najlepšie začať kreslenie centrálnym atómom. Odolajte nutkaniu napísať všetky atómové symboly naraz. Okolo centrálneho atómu si nechajte dostatok miesta na umiestnenie ďalších symbolov po určení ich miesta.[7]


Ukážte geometriu elektrónov centrálneho atómu. Pre každý nezdieľaný elektrónový pár nakreslite 2 malé bodky tesne vedľa seba okolo centrálneho atómu. Pre každú samostatnú väzbu nakreslite čiaru smerujúcu od atómu. Pri dvojitých a trojitých väzbách namiesto 1 čiary nakreslite 2, resp. 3. Týmto sa zmapuje, kde sa ostatné molekuly môžu viazať na centrálny atóm.[8]


Pridajte zostávajúce atómy. Každý zostávajúci atóm v molekule sa pripojí k jednej z väzieb pochádzajúcich z centrálneho atómu. Napíšte symbol pre každý z týchto atómov na koniec 1 z väzieb, ktoré ste umiestnili okolo centrálneho atómu. To znamená, že elektróny sú zdieľané medzi týmto atómom a centrálnym atómom.[9]


Doplňte zostávajúce elektróny. Každú väzbu počítajte ako 2 elektróny (dvojitú a trojitú väzbu ako 4, resp. 6 elektrónov). Potom pridávajte elektrónové páry okolo každého atómu, kým nebude pre daný atóm splnené pravidlo oktetu. Svoju prácu si môžete skontrolovať tak, že každú bodku budete počítať ako 1 elektrón a každú väzbu ako 2 elektróny. Súčet by mal byť 8.[10]

  • Samozrejme, medzi výnimky patria atómy, ktoré prekračujú pravidlo oktetu, a vodík, ktorý má vždy len 0 alebo 2 valenčné elektróny.
  • Keď je molekula vodíka kovalentne viazaná s iným atómom, nebude mať okolo seba žiadne ďalšie nezdieľané elektróny.

Metóda 3 z 3:Vytváranie Lewisových štruktúr pre ióny


Napíšte atómový symbol. Atómový symbol pre ión bude rovnaký ako atómový symbol pre atóm, ktorý ho vytvoril. Na papieri nechajte okolo symbolu dostatok miesta, aby ste mohli neskôr pridať elektróny a zátvorky. V niektorých prípadoch sú ióny mnohoatómové (viac ako 1 atóm) molekuly a označujú sa napísaním atómového symbolu pre všetky atómy v molekule.[11]

  • Ak chcete vytvoriť symbol pre mnohoatómové ióny (napríklad NO3- alebo SO42-), postupujte podľa pokynov pre „Vytváranie Lewisových štruktúr pre veľké kovalentné molekuly“ vo vyššie uvedenej metóde.


Doplňte elektróny. Vo všeobecnosti sú atómy neutrálne a nenesú kladný ani záporný náboj. Keď však atóm stráca alebo získava elektróny, rovnováha kladného a záporného náboja v atóme sa mení. Potom sa z atómu stane nabitá častica známa ako ión. Do Lewisovej štruktúry pridajte všetky elektróny navyše a odstráňte všetky odovzdané elektróny.[12]

  • Pri kreslení elektrónov majte na pamäti pravidlo oktetu.
  • Pri strate elektrónov vzniká kladný ión (tzv. katión). Napríklad lítium pri ionizácii stráca svoj jediný valenčný elektrón. Jeho Lewisova štruktúra by bola len „Li“ bez bodiek okolo neho.
  • Keď sa získajú elektróny, vzniká záporný ión (známy ako anión). Chlór má 7 valenčných elektrónov a počas ionizácie získa 1 elektrón, čím získa plný obal s 8 elektrónmi. Jeho Lewisova štruktúra by bola „Cl“ so 4 pármi bodiek okolo neho.

  • Označte náboj iónu. Počítanie bodiek na každom atóme by bolo zdĺhavým spôsobom, ako určiť, či má daný atóm náboj. Aby sa štruktúry ľahšie čítali, musíte ukázať, že vaša štruktúra je ión s určitým nábojom. Na znázornenie nakreslite okolo atómového (alebo mnohoatómového) symbolu zátvorky. Potom napíšte náboj mimo zátvorky v pravom hornom rohu.[13]

    • Napríklad ión horčíka by mal prázdny vonkajší obal a zapísal by sa ako [Mg]2+.
  • Odkazy