Résumé
Dans certains cas, il existe apparemment plus d’une structure LEWIS valide pour les molécules et les ions polytomiques. Le concept de charges formelles peut être utilisé pour aider à prédire la structure Lewis la plus appropriée lorsqu’il y a plus d’une structure raisonnable.
Calcul de la charge formelle
la charge formelle d’un atome Une molécule est la charge hypothétique que l’atome aurait si les électrons des liaisons sont répartis uniformément entre les atomes. Alternativement, la charge formelle résulte lorsque le nombre d’électrons de valence d’un atome neutre, les électrons nagonniers sont réduits pour la première fois, suivis de la soustraction du nombre de liens connectés à cet atome de la structure Lewis.
Par conséquent, la charge formelle est calculée comme suit:
Les calculs Des charges formelles peuvent être vérifiées deux fois en déterminant la somme des charges formelles de toute la structure. La somme des charges formelles de tous les atomes d’une molécule doit être nulle; La somme des charges formelles dans un ion doit être égale à la position de l’ion. N’oubliez pas que la charge formelle calculée pour un atome n’est pas la charge réelle de l’atome dans la molécule. La charge formelle n’est qu’une procédure de comptabilité utile; Cela n’indique pas la présence de charges réelles.
Calcul de la charge formelle des structures Lewis
Les étapes suivantes sont suivies pour attribuer des charges formelles à chaque atome de l’ICL d’ions interhalogènes4 -.
Étape 1. Divisez les paires d’électrons union équitablement pour toutes les liaisons I CL:
Étape 2. Attribuez des paires solitaires électroniques à vos atomes. Chaque atome de chlore a maintenant sept électrons assignés et l’atome d’iode a huit.
Étape 3. Soustrayez ce nombre de Nombre d’électrons Valencia pour l’atome neutre: Iode: 7 – 8 = -1
Chlore : 7 – 7 = 0
La somme des charges formelles de tous les atomes est égale à -1, identique à la charge d’ions (-1).
Utilisation de la charge formelle pour prédire la Structure moléculaire
La disposition des atomes dans une molécule ou des ions s’appelle sa structure moléculaire. Dans de nombreux cas, les étapes à suivre pour écrire des structures Lewis peuvent conduire à plus d’une structure moléculaire possible: plusieurs liens différents et placements électroniques à couple solitaires ou des agencements différents d’atomes, par exemple. Certaines directives impliquant une charge formelle peuvent être utiles pour décider que des structures possibles sont plus susceptibles pour une molécule ou une ione particulière:
- une structure moléculaire dans laquelle toutes les charges formelles sont nulles sont préférables à une personne dans laquelle Certaines accusations formelles ne sont pas nulles.
- Si la structure Lewis doit avoir des accusations officielles non nulles, l’accord avec les plus petites charges officielles non nulles est préférable.
- Les structures Lewis sont préférables lorsque les charges formelles adjacentes sont zéro ou le signe opposé.
- en choisissant entre plusieurs structures de Lewis avec des distributions similaires de charges formelles, la structure avec des charges formelles négatives sur les atomes plus électronégatives est préférable.
Pour voir comment ces directives sont appliquées, considérez certaines structures possibles pour le dioxyde de carbone, CO2. On sait que l’atome le moins électronégatif occupe normalement la position centrale, mais des charges formelles aident à comprendre pourquoi cela se produit. Trois possibilités pour la structure peuvent être dessinées: carbone au centre avec deux doubles liaisons, carbone au centre avec une seule et triple liaison et oxygène dans le centre avec une double connexion.
Lorsque vous comparez les trois charges formelles, la structure à gauche peut être identifiée comme préférable car elle n’a que des charges formelles de zéro. .
Comme autre exemple, l’ion tionocyanate, un ion formé à partir d’un atome de carbone, d’un atome d’azote et d’un atome de soufre, pourrait avoir trois structures moléculaires différentes: NCS -, SNC ou CSN -. Les charges formelles présentes dans chacune de ces structures moléculaires peuvent aider à choisir la disposition la plus probable des atomes. Les structures possibles de Lewis et les charges formelles pour chacune des trois structures possibles pour l’ion de Tiocyanate sont: carbone au centre avec double liaison, azote au centre avec doubles liaisons et soufre au centre avec double liaison.
Veuillez noter que la somme des charges formelles dans chaque cas est égale à la charge d’ions ( -1). Cependant, le premier arrangement des atomes de carbone est préféré au centre car il comporte le moins d’atomes avec des charges formelles non nulles.De plus, placez l’atome moins électronégatif dans le centre et la charge négative dans l’élément le plus électronégatif.
Ce texte est adapté de OpenStax, Chimie 2e, Chapitre 7.4 Frais formels et résonance.