Hvad er den formelle afgift på hvert atom i CO_2?

Hvad er den formelle afgift på hvert atom i CO_2?
Anonim

For at bestemme formelle afgifter for atomerne i carbondioxidmolekylet skal du tage højde for det faktum at # "CO" _2 # har tre resonansstrukturer, der ser ud som dette:

SIDE NOTE: den egentlige struktur af kuldioxidmolekylet er en hybrid mellem disse tre strukturer, men jeg vil bare vise dig hver af dem adskille, fordi jeg ikke vil have svaret til at blive for lang.

Kuldioxidmolekylet har i alt 16 valenselektroner - 4 fra carbonatomet og 6 fra hvert af de to oxygenatomer, som alle er regnet med i de tre Lewis-strukturer ovenfor.

Den nemmeste måde at tildele en formel afgift på et atom på er at sammenligne antallet af valenceelektroner, som atom har med hvor mange elektroner det "får" i et molekyle - forudsat at bindelektroner deles lige så længe, uanset elektronegativitet.

Lad os starte med den første Lewis-struktur. Carbonformer 4 obligationer, hvilket betyder, at det bliver 4 elektroner - 1 fra hver obligation Da carbon har 4 valenselektroner, vil dens formelle ladning være nul.

Det samme gælder for begge oxygenatomer. Begge former danner 2 obligationer, hvilket betyder at de får 2 elektroner. Ud over disse elektroner har de begge 2 ensomme par; dette bringer det samlede antal elektroner et iltatom kommer til 6 (2 + 4). Da ilt har 6 valenceelektroner, vil det have a nul formelle afgift.

Flytter videre til anden Lewis struktur. Carbon er i samme position det var tidligere - det danner 4 obligationer #-># nul formelle afgift. Men tingene er ændret for oxygenatomer. Bemærk iltet til venstre udgør nu 3 bindinger med kulstof og har 1 ensomme par i stedet for 2.

Det betyder, at det vil få 5 elektroner - 3 fra obligationerne og 2 fra det ensomme par; nu har den en mindre elektron end den "har brug for", dvs. en mindre end dens valenselektroner. Dette vil resultere i a (+1) formelle afgift.

Oxygen til højre danner 1 obligation med kulstof og har 3 ensomme par, for i alt 7 elektroner; da den har en ekstra elektron end den har brug for, vil den automatisk have a (-1) formelle afgift.

Den tredje struktur er identisk med den anden med hensyn til formelle ladninger, men denne gang vil iltet til venstre få en (-1) formelle afgift og den til højre a (+1) formelle afgift.