Die Lewis-Struktur des Oxalat-Ions wird in diesem Tutorium Schritt für Schritt gezeichnet. Das Konzept der Gesamtwertigkeitselektronen wird verwendet, um die Lewis-Struktur von C2O42- zu zeichnen. Nach der Fertigstellung der Lewis-Struktur von C2O42- sollte es eine -2-Ladung und eine Stabilität geben. Du wirst diese Dinge in diesem Tutorium lernen.
Oxalat-Ion | C2O42-
Das Carbonat-Ion hat eine -2 Ladung. Im Oxalat-Ion befinden sich zwei Kohlenstoffatome.
C2O42- Lewis-Struktur
Zwei Kohlenstoffatome sind mit einem Kohlenstoffatom verbunden. Ebenso sind die beiden anderen Sauerstoffatome mit dem anderen Kohlenstoff verbunden. In der Lewis-Struktur des C2O42-Ions ist das Ion symmetrisch um die C-C-Bindung herum angeordnet.
Schritte zum Zeichnen der Lewis-Struktur von C2O42-
Die folgenden Schritte sind erforderlich, um die Lewis-Struktur von C2O42- zu zeichnen, und sie werden in diesem Tutorium ausführlich erklärt.
- Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Elektronen in den Valenzschalen der Kohlenstoff- und Sauerstoffatome. Dies wird verwendet, um die Anzahl der Bindungen und der einsamen Paare um die Atome herum zu bestimmen.
- Gesamte Elektronenpaare um die Atome herum
- Atome entsprechend der maximalen Valenz auswählen
- Atome mit einsamen Paaren versehen
- Die Stabilität überprüfen und die Ladungen der Atome minimieren, um die stabilste Struktur aufzubauen, indem einsame Paare in Bindungen umgewandelt werden.
Nach diesen Schritten sind folgende Fakten wichtig, um die Lewis-Struktur zu zeichnen.
Sauerstoff sollte in der Lewis-Struktur negative Ladungen halten, weil Sauerstoff gerne Elektronen behält als Kohlenstoffatom.
Die Elektronegativität von Sauerstoff ist höher als die von Kohlenstoff.
Das Zeichnen der korrekten Lewis-Struktur ist wichtig, um die Resonanzstrukturen von CO32- richtig zu zeichnen.
Gesamtzahl der Elektronen der Valanzschalen von C2O42-
Kohlenstoff befindet sich in der Gruppe 4 im Periodensystem. Kohlenstoff hat also vier Elektronen in seiner Valenzschale. Sauerstoff befindet sich in der 6. Gruppe. Es hat sechs Elektronen in der Valenzschale.
- Gesamte Valenzelektronen des Kohlenstoffatoms = 4 * 2 = 8
Es gibt vier Sauerstoffatome im C2O42- Ion, daher
- Gesamte Valenzelektronen des Sauerstoffatoms = 6 * 4 = 24
Es gibt -2 Ladungen im C2O42- Ion. Daher gibt es zwei weitere Elektronen, die zu den Valenzelektronen beitragen.
- Gesamte Valenzelektronen = 8 + 24 + 2 = 34
Gesamte Valenzelektronenpaare
Gesamte Valenzelektronenpaare = σ-Bindungen + π-Bindungen + einsame Paare an Valenzschalen
Die Gesamtzahl der Elektronenpaare wird ermittelt, indem man die Gesamtzahl der Valenzelektronen durch zwei teilt. Für das C2O42-Ion beträgt die Gesamtzahl der Elektronenpaare 17.
Zentralatom des C2O42-Ions
Um das Zentralatom zu sein, ist die Fähigkeit, eine höhere Wertigkeit zu haben, wichtig. Kohlenstoff hat die größte Chance, das Zentralatom zu sein (siehe Abbildung), weil Kohlenstoff eine Wertigkeit von 4 aufweisen kann. Die höchste Wertigkeit von Sauerstoff ist 2. So, jetzt können wir eine Skizze von C2O42- Ion erstellen.
Einzelne Atompaare
- In der obigen Skizze gibt es vier C-O-Bindungen und eine C-C-Bindung, also fünf Bindungen. Es bleiben also nur zwölf (17-5 = 12) Valenzelektronenpaare übrig.
- Zunächst markieren Sie diese zwölf Valenzelektronenpaare als einsame Paare an Außenatomen (an Sauerstoffatomen). Ein Sauerstoffatom nimmt nach der Oktalregel (Sauerstoffatom kann nicht mehr als acht Elektronen in seiner Valenzschale behalten) drei einsame Paare auf.
- Bei vier Sauerstoffatomen sind zwölf Elektronenpaare verbraucht. Nach der Markierung der einsamen Paare an den Sauerstoffatomen (außerhalb der Atome) gibt es nun keine einsamen Paare mehr an den Kohlenstoffatomen zu markieren.
Ladungen an den Atomen
Nach der Markierung der Elektronenpaare an den Atomen (in diesem Fall nur an den Sauerstoffatomen) sollten wir die Ladungen der einzelnen Atome markieren, wenn es eine Ladung gibt. Die Markierung der Ladungen ist wichtig, da sie zur Bestimmung der besten Lewis-Struktur des Ions verwendet wird. Nach der Markierung der Ladungen wirst du sehen, dass jedes Sauerstoffatom eine -1 Ladung und beide Kohlenstoffatome eine +1 Ladung erhalten.
Diese Struktur ist sehr instabil, weil überall im Ion Ladungen vorhanden sind.
Prüfe die Stabilität und minimiere die Ladungen an den Atomen, indem du einsame Paare in Bindungen umwandelst
- Sauerstoffatome sollten negative Ladungen tragen, weil die Elektronegativität des Sauerstoffatoms höher ist als die des Kohlenstoffatoms. Andernfalls können wir sagen, dass die Fähigkeit, negative Ladungen zu halten, bei Sauerstoffatomen größer ist als bei Kohlenstoffatomen.
- Die gezeichnete Struktur ist nicht stabil, weil alle Atome eine Ladung haben (die Lewis-Struktur sollte eine stabile Struktur mit weniger Ladungen sein).
- Nun sollten wir versuchen, Ladungen zu minimieren, indem wir einsame Paare in Bindungen umwandeln. Also ein einsames Paar eines Sauerstoffatoms in eine C-O-Bindung umwandeln.
- Jetzt gibt es eine Doppelbindung zwischen einem Kohlenstoffatom und einem Sauerstoffatom (eine C=O-Bindung). Jetzt gibt es drei Einfachbindungen zwischen dem Kohlenstoffatom und den anderen drei Sauerstoffatomen (zwei C-O-Bindungen).
In der neuen Struktur sind die Ladungen der Atome geringer als in der vorherigen Struktur. Ein Sauerstoffatom und ein Kohlenstoffatom sind jetzt nicht mehr geladen. Aber es gibt immer noch Ladungen an drei Sauerstoffatomen (mit -1 negativen Ladungen) und am anderen Kohlenstoffatom. Sie verstehen nun, dass diese Struktur von C2O42- stabiler ist als die vorherige Struktur. Aber wir versuchen, die Ladungen so weit wie möglich zu reduzieren.
Die Ladungen können weiter reduziert werden
Das einsame Paar eines anderen Sauerstoffatoms kann wie folgt in eine C-O-Bindung umgewandelt werden.
Lewis-Struktur des C2O42- (Carbonat)-Ions
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