Tutorial per disegnare le strutture di LEWIS

Trattazione valida per le specie che rispettano le regola dell’ottetto

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).

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 O, Cl, F.

Nelle formule chimiche del tipo ABn, A è l’atomo centrale.

NH3, CO2 H2O

Nelle formule chimiche il primo elemento è quello centrale (per esempio CO2, NH3, PO43- ) 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 H2SO4

lo zolfo, che sta al centro della formula è centrale anche nella struttura.

H 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.

1. Conoscere lo scheletro della molecola e quindi come sono connessi gli atomi

ESEMPI DI SCHELETRI DELE STRUTTURE:

CH2ClF HNO3 NH3 H2Se H2SO4

H C F

Cl

H H

N OO

O

H O S O H

O

O

H Se HN HH

H

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 elettronicacomplete. Si ottiene NC

c) Determinare quante coppie di legame (NL) ci sono:

NL = (NC-NV)/2

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).

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 formazionedi legami multipli secondo il criterio:

2 elettroni in meno un doppio legame3 elettroni in meno un triplo o due doppi legami

Gli elettroni di legame dei legami multipli sono dati da coppie di elettroni degliatomi laterali. Atomi che formano spesso legami multipli sono C N O S

Per esempio nel composto HNO3, 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 O è 8 mentre per H sarà 2. Possiamo quindi calcolare NC:

NC= 2(un idrogeno) + 8(un azoto) + 8x3(tre ossigeni) = 34

ELEMENTI NELLA FORMULA

N ELETTRONI PER L’OTTETTO PER ATOMO

N ELETTRONI TOTALI

N ELETTRONI DI VALENZA PER ATOMO

N ELETTRONI DI VALENZA TOTALI

H 2 2*1=2 1 1*1=1

N 8 8*1=8 5 5*1=5

O 8 8*3=24 6 6*3=18

TOTALI 34 24

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.

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 HNO3 ==> scheletro

2) Numero di legami = 5 ==>

3) Elettroni rimanenti= 14

Ogni elemento ha 8 elettroni (sia di legame che doppietti)

H

N OOO

H

N OO

O

H

N OO

O

ESEMPIO PER CO2

CO2 e per l’ottetto e di valenzaTVe

1 C 1•(8)= 8 1•(4) = 4

2 O 2•(8)=16 2•(6)=1224 16

(24- 16) = 8 = 4 legami

2 2

Elettroni rimanenti

16 - 8 = 8

Quindi avremo 4 legami e 8 elettroni non impegnati nel legame (che corrsipondono a 4 coppie solitarie)

O C OSistemiamo le rimanenti 4 coppie sugli atomi esterni

Calcolo del numero di legami

Tracciamo i 4 legami

O C OO C O

Ogni elemento della formula avrà otto elettroni (4 coppie) che possono essere di legame o solitarie.

Esempio NH3

elettroni di valenza

scheletro

Numero di legami = (14-8)/2 = 3

coppie di elettroni non impegnati in legami

attribuzione coppie sull’ atomo centrale

5+13=8

H N H

H

H-N-H

H

H-N-H

H

elettroni per l’ottetto

18+32=14

= (8-6)/2 = 1