Jak rysować wzory elektronowe cząsteczek ?

0. To jest dobre miejsce na algorytm, abyś niczym nie musiał się martwić.

Do tematu podejdziemy dość podobnie jak do redoksów, z którymi wiecznie jest problem   − Uniwersalna metoda bilansowania reakcji redoks

Oto jedna z metod rysowania wzorów elektronowych, krok po kroku.

1. Policz elektrony walencyjne w całej cząsteczce/jonie

Liczymy wszystkie elektrony walencyjne − to one są przecież zaangażowane w tworzenie wiązań. Uważaj na jony, aby wówczas odpowiednio skorygować tą liczbę elektronów.  

Mam nadzieję, że wiesz jak sobie z tym poradzić. Poniżej krótkie ćwiczenie w formie tabelki. Spróbuj na podstawie wzoru sumarycznego obliczyć liczbę elektronów walencyjnych w całej cząsteczce czy też jonie.

CząsteczkaNO2N2O4C3H5ClOBH4PH4+
Liczba elektronów
walencyjnych
17343088
Ćwiczymy obliczanie elektronów walencyjnych.

2. Ustaw atomy w odpowiedniej kolejności

Ten krok to kwestia dosłownie kilku minut wprawy. Przykładowo dla cząsteczki wody (H2O) , możemy atomy ustawić na dwa różne sposoby :  (H   H   O )  lub  (H   O   H) , jednak tylko drugi sposób ma sens, ponieważ w pierwszym przypadku pogrubiony atom wodoru musiałby mieć dwa wiązania, co przecież jest niemożliwe (wodór może utworzyć tylko jedno wiązanie).

➦ Generalnie atomy, które mogą tworzyć tylko jedno wiązanie ustawiamy zawsze z brzegu, to ma sens.

➦ Drugą ważną wskazówką jest to, by pierwiastek o najmniejszej elektroujemności ustawiać w środku (jako tak zwany atom centralny). Istnieją oczywiście od tego wyjątki, chociażby w wodzie, gdzie najbardziej elektroujemny atom tlenu jest na środku. 

To ćwiczymy układanie atomów w odpowiedniej kolejności. Poniżej będziemy mieć wzory sumaryczne trzec cząsteczek, spróbuj odpowiednio poustawiać atomy.

N2H4

H2SO4

SOCl2

Poprawne rozmieszczanie atomów. Zwróć uwagę, że wodory są zawsze z brzegu (mogą stworzyć tylko jedno wiązanie) i z reguły atom o najmniejszej elektroujemności jest w środku = tak zwany atom centralny.

3. Czas porozdawać atomom elektrony − najpierw wiązania

To, że zaczynamy od wiązań jest jak najbardziej logiczne. Przecież atomy muszą się jakoś ze sobą trzymać, inaczej nie będzie cząsteczki. Nie możemy zatem zacząć naszego socjalistycznego rozdawnictwa od wrzucania elektronów do pojedynczych atomów, tylko najpierw musimy je ze sobą połączyć.

Krok 3 Porozdzielaj obliczone wcześniej elektrony walencyjne pomiędzy atomy tak, aby miały oktet elektronowy[1] (dublet w przypadku wodoru). Rozpocznij od stworzenia wiązania (,,włożenia” pary elektronowej pomiędzy każde dwa atomy). Te elektrony, które zostaną rozdzielamy w postaci wolnych par elektronowych

Ogólna wskazówka : zacznij dawać wolne elektrony najpierw na te atomy z brzegu[2], a na samym końcu na atom centralny.

Tego kroku nie będziemy już osobno ćwiczyć, bo od razu za chwilkę zabierzemy się za rysowanie całego wzoru cząsteczki!

4. Jeśli nie ma oktetu, to rób wiązania podwójne (=) lub potrójne (≡)

Jeśli jakiemuś atomowi dalej brakuje elektronów do oktetu, to zacznij tworzyć wiązania podwójne/potrójne (wielokrotne). W tym celu zabierz wolną parę elektronową z atomu ,,brzegowego” i zrób z niej wiązanie wielokrotne, aż wszystkie atomy będą miały oktet. 

Już, spokojnie, za chwilę to poćwiczymy!

5. Sprawdź elektrony Ty cholero jedna!

Pierwszy i ostatni krok są zawsze pomijane. Jesteśmy leniwymi bułami i dosłownie każdy z nas jest tego winny. Bardzo często po prostu nam się nie chce policzyć tych elektronów walencyjnych na samym początku, więc z automatu nie sprawdzamy naszego wyniku. A szkoda, bo naprawdę sporo błędów idzie wyłapać.

Pójdźmy na kompromis. Z pewnością na samym początku nauki warto to robić, bo nie są to jakieś banalne sprawy. Potem jak nabierzesz wprawy to sobie rób jak Ci się podoba, ale na maturze, gdzie każdy punkt będzie ważny, to policz sobie te elektrony, ok ?

Maturalny kompromis, dżentelmeńska umowa zawarta między mną, a Tobą.

6. Rysowanie wzorów elektronowych cząsteczek, krok po kroku

Szalejemy, na przykładzie CO2 oraz kationu amonowego, czyli NH4+ .

Rysowanie wzorów elektronowych krok po kroku – schemat działania.

Ćwiczymy dalej – narysuj wzór elektronowy dla 1) cząsteczki wody 2) chlorku fosforu (III), 3) tellurowodoru , 4) tlenku siarku (IV)


[1] W modelu Lewisa wiązanie chemiczne jest podziałem (wiązanie kowalencyjne) lub transferem (wiązanie jonowe) elektronów, jako wyraz dążenia atomów do uzyskania stabilnej konfiguracji elektronowej gazu szlachetnego. Z tego wzięła się praktyczna reguła oktetu elektronowego, która jest zwykłą obserwacją, bardzo, bardzo ułatwiającą nam życie (kosztem tego, że trzeba to niestety zapamiętać).  

[2] Ładnie takie atomy nazywa się terminalnymi. Są one na samym końcu, tak samo jak na końcu drogi życiowej znajduje się pacjent terminalny.

Leave a Reply

%d bloggers like this: