|
Strona 5 z 6
1.1.3. ładunki formalne.
Przy takim podejsciu do wzorów strukturalnych pojawia się pewien problem. Powróćmy do struktury jonu azotanowego(V), zapisanej przy użyciu wiązań kowalencyjnych (tak jak jest to w rzeczywistości):
Obydwa, zaznaczone, atomy tlenu niczym się nie różnią, więc na obydwu powinniśmy umieścić ładunek ujemny. Ale wiemy, że jon azotanowy(V) NO3- jest jednoujemny. Musi gdzieś być jeszcze ładunek dodatni. Możemy umieścić go na atomie azotu (atomie donora) i otrzymamy w końcu poprawny wzór anionu azotanowego(V), a po dodaniu jonu wodorowego do jednego z atomów tlenu, kwasu azotowego(V).
Zauważmy, że we wzorach Lewisa każdy atom dostarcza pewną ilość elektronów, równą ilości elektronów walencyjnych. Te elektrony widoczne są w postaci wiązań kowalencyjnych i wolnych par elektronowych. Całkowity ładunek cząsteczek można łatwo określić porównując liczbę elektronów walencyjnych jaką dostarczył każdy atom by tę cząsteczkę utworzyć z liczbą elektronów obecnych w cząsteczce. Innymi słowy należy przeprowadzić bilans elektronów dla cząsteczki typu ma - powinna mieć. Przeprowadźmy taki bilans dla jonu siarczanowego(IV):
 |
bilans elektronowy dla tlenu:
bilans dla siarki:
Razem:
posiada (kazda kreska - 2 e): |
3x6e=18e
6e
24e
13x2e=26e |
Cząsteczka posiada 2 elektrony za dużo, a więc jej całkowity ładunek wynosi -2. ładunek całkowity cząsteczki można też obliczyć ze wzoru:
ładunek całkowity= l. e. walencyjnych wnoszonych przez atomy - l. e. obecnych w cząsteczce.
Czasami bilans elektronów warto przeprowadzić w celu napisania poprawnego wzoru strukturalnego Lewisa. Często wzór kwasu azotowego(III) spotyka się w następującej postaci:  . Cząsteczka jest obojętna, a więc liczba elektronów walencyjnych wnoszona przez poszczególne atomy musi być równa liczbie elektronów obecnych w cząsteczce. W celu utworzenia cząsteczki kwasu, każdy atom wnosi: 2x6e+5e+1e=18e. W cząsteczce widzimy tylko 8x2e=16e. Czyli brakuje nam dwóch elektronów, musimy je dopisać (na atomie azotu):  otrzymując dopiero poprawny wzór kwasu azotowego(III) Zachodzi tylko pytanie - na których atomach rozmieszczone są ładunki? Na to pytanie również łatwo można odpowiedzieć porównując liczbę elektronów jaką każdy atom wnosi do cząsteczki (liczę elektronów walencyjnych) z liczbą elektronów jaką rzeczywiście atom posiada. Mówimy, że liczymy ładunek formalny atomu. Dla naszego jonu siarczanowego(IV) siarka wnosi do cząsteczki 6e, a posiada również 6, ładunek formalny=0 (w rzeczywistości z pary elektronów wiążących tylko połowa należy do siarki, a druga połowa do tlenu). Tlen związany z siarką wiązaniem podwójnym: 6e walencyjnych, posiada 6e, ładunek formalny=0. Pozostałe atomy tlenu: 6e walencyjnych, a posiadają 7e, (nadmiar jednego elekrtonu) ładunek formalny=-1.
ładunek formalny można również obliczyć z prostego wzoru:
ładunek formalny = l. e. wal. atomu - l. e. niewiążących - liczba wiązań
Zauważmy, że ładunek całkowity cząsteczki jest równy sumie ładunków formalnych.
Cząsteczka związku organicznego rysowana jest w postaci wzoru strukturalnego, w którym obecna jest duża ilość wiązań (kresek), zaznacza się też elektrony niewiążące (również kreski). Atomy obdarzone ładunkiem są najczęściej centrami reaktywnymi. Aby szybko znaleźć centra reaktywne i by przypadkiem ich nie przeoczyć, muszą się one jakoś wyróżniać. Dlatego ładunki rysuje się w kółku:  Czy dla związku składającego się z kilkudziesięciu atomów musimy przprowadzić podane wyżej obliczenia dla każdego atomu?
|
Chemia Nieorganiczna 
