Wissenschaft

Beispiel für eine formale Gebühr Problem

Resonanzstrukturen sind alle möglichen Lewis-Strukturen für ein Molekül. Die formale Ladung ist eine Technik, um zu identifizieren, welche Resonanzstruktur die korrektere Struktur ist. Die korrekteste Lewis-Struktur ist die Struktur, bei der die formalen Ladungen gleichmäßig im Molekül verteilt sind. Die Summe aller formalen Ladungen sollte der Gesamtladung des Moleküls entsprechen.
Die formale Ladung ist die Differenz zwischen der Anzahl der Valenzelektronen jedes Atoms und der Anzahl der Elektronen, denen das Atom zugeordnet ist. Die Gleichung hat folgende Form:

  • FC=e V – e N – e B / 2

wo

  • e V=Anzahl der Valenzelektronen des Atoms, als ob es aus dem Molekül isoliert wäre
  • e N=Anzahl der ungebundenen Valenzelektronen am Atom im Molekül
  • e B=Anzahl der Elektronen, die von den Bindungen an andere Atome im Molekül geteilt werden

Die beiden Resonanzstrukturen im obigen Bild beziehen sich auf Kohlendioxid. CO 2 . Um festzustellen, welches Diagramm das richtige ist, müssen die formalen Ladungen für jedes Atom berechnet werden.

Für Struktur A:

  • e V für Sauerstoff=6
  • e V für Kohlenstoff=4

Um e N zu finden , zählen Sie die Anzahl der Elektronenpunkte um das Atom.

  • e N für O 1=4
  • e N für C=0
  • e N für O 2=4

Um e B zu finden , zählen Sie die Bindungen zum Atom. Jede Bindung wird von zwei Elektronen gebildet, von denen eines von jedem an der Bindung beteiligten Atom abgegeben wird. Multiplizieren Sie jede Bindung mit zwei, um die Gesamtzahl der Elektronen zu erhalten.

  • e B für O 1=2 Bindungen=4 Elektronen
  • e B für C=4 Bindungen=8 Elektronen
  • e B für O 2=2 Bindungen. 4 Elektronen

Verwenden Sie diese drei Werte, um die formale Ladung an jedem Atom zu berechnen.

  • Formale Ladung von O 1=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von O 1=6 – 4 – 4/2
  • Formale Ladung von O 1=6 – 4 – 2
  • Formale Ladung von O 1=0
  • Formale Ladung von C=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von C 1=4 – 0 – 4/2
  • Formale Ladung von O 1=4 – 0 – 2
  • Formale Ladung von O 1=0
  • Formale Ladung von O 2=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von O 2=6 – 4 – 4/2
  • Formale Ladung von O 2=6 – 4 – 2
  • Formale Ladung von O 2=0

Für Struktur B:

  • e N für O 1=2
  • e N für C=0
  • e N für O 2=6
  • Formale Ladung von O 1=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von O 1=6 – 2 – 6/2
  • Formale Ladung von O 1=6 – 2 – 3
  • Formale Ladung von O 1=+1
  • Formale Ladung von C=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von C 1=4 – 0 – 4/2
  • Formale Ladung von O 1=4 – 0 – 2
  • Formale Ladung von O 1=0
  • Formale Ladung von O 2=e V – e N – e B / 2
  • Formale Ladung von O 2=6 – 6 – 2/2
  • Formale Ladung von O 2=6 – 6 – 1
  • Formale Ladung von O 2=-1

Alle formalen Ladungen in Struktur A sind gleich Null, wobei die formalen Ladungen in Struktur B zeigen, dass ein Ende positiv und das andere negativ geladen ist. Da die Gesamtverteilung von Struktur A Null ist, ist Struktur A die korrekteste Lewis-Struktur für CO 2 .

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