Jaký je formální poplatek na každém atomu v CO_2?

Jaký je formální poplatek na každém atomu v CO_2?
Anonim

Aby bylo možné určit formální nálože atomů v molekule oxidu uhličitého, musíte vzít v úvahu skutečnost, že # "CO" _2 # má tři rezonanční struktury, které vypadají takto:

SIDE POZNÁMKA: Skutečná struktura molekuly oxidu uhličitého je hybridem mezi těmito třemi strukturami, ale ukážu vám, že každá z nich je oddělena, protože nechci, aby byla odpověď příliš dlouhá..

Molekula oxidu uhličitého má celkem 16 valenční elektrony - 4 z atomu uhlíku a 6 z každého ze dvou atomů kyslíku, z nichž všechny jsou zahrnuty ve třech výše uvedených Lewisových strukturách.

Nejjednodušší způsob, jak přiřadit formální náboj na atom, je porovnat počet valenčních elektronů, které má atom s tím, kolik elektronů „dostane“ v molekule - za předpokladu, že vazební elektrony jsou sdíleny rovnoměrně po celou dobu bez ohledu na elektronegativita.

Začněme s první Lewisovou strukturou. Uhlíkové formy 4 dluhopisy, což znamená, že se dostane 4 elektrony - 1 z každé vazby. Protože uhlík má 4 valenční elektrony, jeho formální poplatek bude nula.

Totéž platí pro oba atomy kyslíku. Obě formy 2 dluhopisy, což znamená, že se dostanou 2 elektrony. Kromě těchto elektronů, oba mají 2 osamocené páry; to přináší celkový počet elektronů, ke kterým se dostane atom kyslíku 6 (2 + 4). Vzhledem k tomu, že kyslík má 6 valenčních elektronů, bude mít a nula formální poplatek.

Přechod na druhou Lewisovu strukturu. Uhlík je ve stejné pozici, v jaké byl dříve - tvoří 4 dluhopisy #-># nula formální poplatek. Nicméně, věci se změnily pro atomy kyslíku. Všimněte si, že kyslík na levé straně se tvoří 3 dluhopisy s uhlíkem a má 1 osamocený pár místo 2.

To znamená, že se dostane 5 elektronů - 3 z vazeb a 2 z osamoceného páru; nyní má o něco méně elektronu než „potřebuje“, tj. o jeden méně než jeho valenční elektrony. Výsledkem bude a (+1) formální poplatek.

Kyslík ve správných formách 1 vazba s uhlíkem a má 3 osamocené páry, celkem 7 elektronů; protože má ještě jeden elektron, než potřebuje, bude automaticky mít a (-1) formální poplatek.

Třetí stavba je identická s druhou strukturou vzhledem k formálním nábojům, ale tentokrát dostane kyslík na levé straně a (-1) formální poplatek a ten vpravo a (+1) formální poplatek.