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

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Beatrice Bartolini
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1 Tutorial per disegnare le strutture di LEWIS Trattazione valida per le specie che rispettano le regola dell ottetto

2 Gli step da seguire per la costruzione sono: 1. Conoscere lo scheletro della molecola e quindi come sono connessi gli atomi 2. Determinare il numero di legami nel composto 3. Collegare gli atomi con i legami 4. Calcolare il numero di elettroni non impegnati nei legami e sistemarli in modo che ciascun atomo raggiunga l ottetto (per l idrogeno si devono avere 2 elettroni).

1. Conoscere lo scheletro della molecola e quindi come sono connessi gli atomi Nelle formule chimiche molecole di piccole dimensioni o ioni poliatomici sono costituiti da un atomo centrale (meno

3 1. Conoscere lo scheletro della molecola e quindi come sono connessi 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. N 3, C 2 2 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 2. Determinare il numero di legami nel composto 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. a) 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. Si ottiene NV b) Calcolare il numero di elettroni necessari a raggiungere la configurazione elettronica complete. Si ottiene NC c) Determinare quante coppie di legame (NL) ci sono: NL = (NC-NV)/2 3. Collegare gli atomi con i legami

6 4. Calcolare il numero di elettroni non impegnati nei legami e sistemarli in modo che ciascun atomo raggiunga l ottetto (per l idrogeno si devono avere 2 elettroni). 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. Assegnare gli elettroni rimanenti all'atomo centrale 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

7 Per esempio nel composto N 3, in numero di elettroni di valenza è: NV= 1(un idrogeno) + 5(un azoto) + 6x3(tre ossigeni) = 24 Il numero di elettroni teorico per N ed è 8 mentre per sarà 2. Possiamo quindi calcolare NC: NC= 2(un idrogeno) + 8(un azoto) + 8x3(tre ossigeni) = 34 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.

8 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) Numero di legami = 5 ==> N 3) Elettroni rimanenti= 14 gni elemento ha 8 elettroni (sia di legame che doppietti) N

C 2 ESEMPI PER C 2 Calcolo del numero di legami e per l ottetto e di valenzatve 1 C 1 (8)= 8 1 (4) = 4 2 2 (8)=16 2 (6)=12 24 16 legami Elettroni rimanenti (24-16) = 8 = 4 2 2 16-8 = 8 Quindi avremo

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

10 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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