Tutorial per disegnare le struttura di LEWIS. Trattazione valida per le specie che rispettano le regola dell ottetto

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1 Tutorial per disegnare le struttura di LEWIS Trattazione valida per le specie che rispettano le regola dell ottetto

2 Le formule di Lewis sono rappresentazioni bidimensionali delle formule di struttura che mostrano esplicitamente sia le coppie leganti che quelle non leganti. Esse non danno informazioni sulla forma tridimensionale della molecola. Gli step da seguire per la costruzione sono: Determinare gli elettroni di valenza per ogni elemento che partecipa al composto in esame (dalla configurazione elettronica di valenza) Conoscere lo scheletro della molecola e quindi come sono connessi gli atomi Determinare il numero di legami nel composto Calcolare il numero di elettroni non impegnati nei legami Completare la struttura di Lewis collegando gli atomi con i legami e sistemando gli elettroni non impegnati nei legami in modo che ciascun atomo raggiunga l ottetto (per l idrogeno si devono avere 2 elettroni).

3 Per poter scrivere la formula di Lewis di una molecola è necessario conoscere il suo scheletro cioè come sono connessi fra loro gli atomi. Nelle formule chimiche molecole di piccole dimensioni o ioni poliatomici sono costituiti da un atomo centrale (meno elettronegativo) attorno al quale sono legati atomi a più alta elettronegatività, come, Cl, F. Nelle formule chimiche del tipo AB n, A è l atomo centrale per esempio nei composti N 3, NCl 3, N 2 l azoto è l atomo centrale nella struttura. Nelle formule chimiche il primo elemento è quello centrale (per esempio C 2, N 3, P 4 3- ) ad eccezione di quando il primo elemento è l idrogeno o il fluoro. In tal caso l atomo centrale è il secondo: per esempio in 2 S 4 lo zolfo, che sta al centro della formula è centrale anche nella struttura. e F sono sempre terminali (non sono mai l'atomo centrale) Negli ossiacidi gli idrogeni sono sempre legati all ossigeno Molecole con formule simmetriche hanno in genere uno scheletro simmetrico.

4 ESEMPI DI SCELETRI DELE STRUTTURE: C 2 ClF N 3 N 3 2 Se 2 S 4 Cl C F N N Se S

5 Trattazione valida per le specie che rispettano le regola dell ottetto Una volta noto lo scheletro della molecola la sua formula di Lewis può essere disegnata sulla base della seguente procedura. 1) Contare il numero totale di elettroni di valenza sommando gli elettroni di valenza di ogni atomo e tenendo conto della carica per uno ione poliatomico. 2) Disegnare lo scheletro della molecola rappresentando un legame con una coppia di punti o con un trattino 3) Assegnare gli elettroni agli atomi che circondano l'atomo centrale (o gli atomi centrali) in modo da soddisfare la regola dell'ottetto 4) Assegnare gli elettroni rimanenti all'atomo centrale (o gli atomi centrali) sottoforma di coppie solitarie. La presenza di meno di otto elettroni sull'atomo centrale suggerisce la formazione di legami multipli secondo il criterio: 2 elettroni in meno un doppio legame 3 elettroni in meno un triplo o due doppi legami Gli elettroni di legame dei legami multipli sono dati da coppie di elettroni degli atomi laterali. Atomi che formano spesso legami multipli sono C N S

6 Per determinare il numero di legami nel composto bisogna fare la differenza tra il numero il numero di elettroni teorici necessari affinchè tutti gli atomi raggiungano l ottetto (doppietto per l idrogeno) e il numero totale di elettroni di valenza. Tale differenza si divide per 2 dando così il numero di legami nella molecola. Per esempio nel composto N 3, il numero di elettroni teorico per N ed è 8 mentre per sarà 2. Possiamo quindi calcolare: ELEMENTI NELLA FRMULA N ELETTRNI PER L TTETT PER ATM N ELETTRNI TTALI N ELETTRNI DI VALENZA PER ATM N ELETTRNI DI VALENZA TTALI 2 2*1=2 1 1*1=1 N 8 8*1=8 5 5*1=5 8 8*3=24 6 6*3=18 TTALI I questo caso la differenza tra il numero il numero di elettroni teorici necessari affinchè tutti gli atomi raggiungano l ottetto (doppietto per l idrogeno) e il numero totale di elettroni di valenza è pari a 10 (34-24) che bisogna dividere per due. I legami sono 5.

7 Il numero di elettroni non impegnati in un legame sarà la differenza tra il numero totale di elettroni di valenza e quelli impegnati nei legami. Nell esempio del composto N 3, il numero di elettroni impegnati nei legami è 10 mentre quelli di valenza sono 24. Quindi gli elettroni non impegnati nei legami è 24-10=14. A questo punto possiamo mettere insieme tutte le informazioni 1) Formula N 3 ==> scheletro N 2) Numbero di legami = 5 ==> 3) Elettroni rimanenti= 14 N gni elemento ha 8 elettroni (sia di legame che doppietti) N

8 ESEMPI PER C 2 Calcolo del numero di legami C 2 e per l ottetto e di valenzatve 1 C 1 (8)= 8 1 (4) = (8)=16 2 (6)= Elettroni rimanenti (24-16) = 8 = 4 legami = 8 Quindi avremo 4 legami e 8 elettroni non impegnati nel lagame (che corrsipondono a 4 coppie solitarie) C C Tracciamo i 4 legami C Sistemiamo le rimanenti 4 coppie sugli atomi esterni gni element della formula avrà otto elettroni (4 coppie) che possono essere di legame o solitarie.

9 N scheletro Esempio N 3 elettroni per l ottetto =14 elettroni di valenza 5+1 3=8 -N- Numero di legami = (14-8)/2 = 3 coppie di elettroni non impegnati in legami = (8-6)/2 = 1 -N- attribuzione coppie sull atomo centrale

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