CCL4 루이스 구조 공유 결합 화합물의 전자 구성을 나타내는 다이어그램입니다. 루이스 구조는 주어진 화학 화합물에서 원자 구조와 전자의 분포를 시각화하기위한 것입니다.
탄소 테트라 클로라이드 (CCL <서브> 4 )는 사면체 구조에서 4 개의 염소 원자로 둘러싸인 중앙 탄소로 구성된 공유 결합 화합물이다. 탄소 테트라클로라이드의 루이스 다이어그램은 다음과 같습니다.
탄소의 일반 원자는 외부 껍질에 4 개의 고독한 전자를 가지고 있습니다. 염소는 7 개의 전자를 가지며 외부 껍질을 완전히 채우지 못하는 1 개의 전자입니다. 따라서, 탄소 원자는 단일 염소 원자와 4 개의 외부 전자 각각을 공유하여 단일 탄소 원자와 4 개의 염소 원자에 전자의 전체 외부 껍질을 제공합니다. 생성 된 화합물에서, 각 요소는 외부 쉘에 8 개의 전자를 가짐으로써 안정적인 전자 구성을 달성했다.
루이스 구조 :기본
루이스 구조는 1916 년 미국 화학자 인 G.N Lewis에 의해 처음 소개되었습니다. 그 이후로, 그들은 화학적 결합을 이해하는 쉬운 방법으로 고등학교 및 대학 수준의 화학 과정에서 유비쿼터스가되었습니다.
.루이스 구조는 화합물의 원자 및 전자 구조를 나타 내기위한 것입니다. 화합물의 각 요소는 화학적 기호로 Lewis 구조로 표현되므로 수소의 경우 H, 탄소의 경우 C, 산소의 경우 O 등이 나타납니다. 요소의 전자 쉘의 구성은 화학 기호를 둘러싼 도트 패턴으로 표시됩니다. 공유 전자 쌍은 두 개의 결합 요소를 연결하는 단일 라인으로 표시됩니다. 고독한 쌍의 전자 (화학 결합에 참여하지 않는 전자)는 화학 기호 옆에 한 쌍의 고독한 도트로 표시됩니다.
기호 주위에 몇 개의 도트가 있어야하는지 요소의 원자가 번호 에 의해 결정됩니다. - 외부 껍질의 전자 수. 예를 들어, 산소는 외부 껍질에 6 개의 전자가 있기 때문에 원자가 수가 6입니다. 대부분의 요소는 외부 껍질을 완전히 채우고 있으며, 8 개의 전자의 전체 외부 쉘에 해당하는 원자가 번호가 8이 될 때까지 다른 요소와 결합됩니다. 화합물의 원소가 8 개의 전자의 전체 원자가 쉘을 갖도록하는 경향은 옥트 규칙 이라고합니다. . 옥트 규칙에 대한 고독한 예외는 수소입니다. 수소는 전자 2 개만있는 외부 껍질 전체가 있으며 전자 2 개가있을 때까지 결합을 형성합니다.
예를 들어, 물 (h 2 o)는 단일 산소 원자와 2 개의 수소 원자로 구성된 화학 화합물이다. 산소는 6 개의 원자가 전자를 가지며, 수소는 1 개의 원자가 전자를 갖는다. 물은 수소 원자에서 단일 고독한 전자와 외부 껍질에있는 2 개의 고독한 전자를 공유하는 산소 원자에 의해 형성된다. 따라서 물의 루이스 구조는 다음과 같이 표현 될 수 있습니다
수소 원자를 산소 원자에 연결하는 2 개의 실선은 이들과 2 쌍의 고독한 도트 사이의 공유 전자 쌍을 나타냅니다. 수소의 원자가 수는 1이고 산소의 원자가 수는 6이므로 함께 추가하면 1 (2) +1 (6) =8을 제공합니다. 따라서 우리의 다이어그램에는 8 개의 총 전자가 있습니다.
루이스 구조 제작 규칙
Lewis 구조는 화합물 구성 요소의 구성을 파악하는 데 매우 유용한 도구입니다. 다음 단계에 따라 화학 화합물에 대한 루이스 다이어그램을 구성 할 수 있습니다.
1 단계. 다이어그램에서 총 원자가 전자 수를 식별합니다.
루이스 다이어그램에서 총 원자가 전자의 총 수는 화합물을 구성하는 개별 요소의 원자가 수의 합과 같습니다. ccl 4 사용 예를 들어, 우리의 다이어그램의 총 전자 수는 탄소의 원자가 수와 염소의 각 원자에 대한 원자가 수와 같습니다. 탄소는 원자가 수가 4이고 4 개의 염소 원자 각각은 각각의 원자가 수가 7입니다. 따라서 CCL
1 (4) +4 (7) = 32 전자 .
2 단계. 화합물의 원자 구조의 골격을 스케치하십시오.
다음은 화합물의 원자 조직을 파악하는 것입니다. 화합물이 규조적 인 경우 (두 개의 원자로 만 구성됨), 이것은 쉬운 일입니다. 원자 구조는 직선으로 서로 옆에 앉아있는 두 원자 일뿐입니다. 3 개 이상의 원자가있는 화합물에서는 상황이 조금 더 복잡해집니다. 3 개 이상의 원자가있는 대부분의 화합물에서, 다중 원자와 결합을 공유하는 중심 원자 (또는 원자)가있는 경향이있다. 중앙 원자는 화합물의 가장 전기 음성 요소 인 경향이 있습니다.
우리의 경우, 탄소는 염소보다 전기 음성이 적기 때문에 탄소는 중심 원자입니다. 우리는 다음과 같이 4 개의 염소 원자로 둘러싸인 중앙 탄소 원자로 다이어그램을 스케치 할 수 있습니다.
3 단계. 각 결합 된 원자 쌍 사이에 단일 결합을 놓습니다.
이제 전자로 다이어그램을 채울 시간입니다. 한 줄은 하나의 공유 전자 쌍을 나타냅니다. 원자는 전자를 공유함으로써 공유 화합물을 형성하므로 모든 원자는 하나의 전자 쌍의 전자를 다른 원자와 공유해야합니다. 이전 다이어그램에서 각 원자에 단일 결합을 추가하면 다음과 같이됩니다.
각 라인은 2 개의 전자에 대해 계산되므로 8 개의 전자를 사용했습니다. 즉, 우리는 여전히 32 ~ 8 = 24 전자 를 가지고 있음을 의미합니다 다이어그램에 배치 할 왼쪽.
4 단계. 외부 원자에서 시작하여 각 외부 원자가 옥트 규칙을 충족 할 때까지 전자 쌍을 채우십시오 (수소 제외, 2를 얻는)
.원자는 외부 껍질을 전자로 채우려 고하므로 다른 결합을 형성하기 전에 그렇게하려고 시도합니다. 모든 터미널 원자가 8 개의 원자로 둘러싸 일 때까지 전자 쌍 (도트)으로 다이어그램을 채 웁니다. 공유 원자 쌍은 각 원자에 대한 총 원자가 전자 수에 계산됩니다. 우리의 다이어그램을 채우면 우리에게 다음과 같습니다.
방금 12 개의 전자 쌍을 배치 했으므로 24-12 (2) = 0 전자 가 있습니다. 왼쪽으로. 우리는 그들 모두를 배치했습니다!
5 단계. 전자 쌍이 남아 있으면 중앙 원자 옆에 놓을 때까지
말단 원자가 전체 옥셋을 가지면, 모든 여분의 전자는 갈 곳이 없지만 중앙 원자로 돌아갑니다. 중앙 원자에 전체 옥셋이있을 때까지 중앙 원자 주위에 남은 전자 쌍을 놓습니다. 이 쌍은 고독한 쌍으로 존재합니다 그것은 결합되지 않은 채로 남아 있습니다.
우리의 경우, 우리는 남은 전자가없고 다이어그램의 모든 원자는 옥트 규칙을 만족시킵니다.
6 단계. 중앙 원자에 여전히 외부 쉘이 완전하지 않으면 기존 전자 쌍을 함께 이동하여 double 을 형성합니다. 또는 트리플 본드.
모든 터미널 원자에 전체 쉘이 있으면 더 이상 여분의 전자 쌍이 배치되지 않으며 중앙 원자 여전히 외부 껍질이 완전하지 않으므로 원자는 약간 창의적이어야합니다. 터미널 원자의 기존 전자 쌍은 공유 전자 쌍의 전자 쌍을 이동하여 이중 또는 삼중 결합을 형성합니다. 이중 결합은 본질적으로 4 개의 전자를 공유하는 터미널 원자 및 중앙 원자, 3 트리플 결합에 대해 6입니다. 이중 결합은 이중 선 (=) 또는 트리플 라인 (≡)으로 표시됩니다.
이 단계에 따라 다수의 공유 결합 화합물에 대한 루이스 다이어그램을 구성 할 수 있습니다. 우리의 경우 CCL 4 의 최종 루이스 다이어그램 IS :
루이스 다이어그램의 제한
Lewis 다이어그램은 주요 그룹 요소로 구성된 화합물의 전자 구성을 결정하기에 충분히 유용하고 정확하지만 일부 단점이 있습니다. 모든 화합물이 위에서 설명한 정확한 결합 규칙을 따르는 것은 아닙니다. 어떤 규칙과 마찬가지로, 예외가 있습니다. 예를 들어, 전이 금속은 종종 옥트 규칙을 따르지 않고 대신 12 개의 전자로 외부 쉘을 채 웁니다. 일부 화합물의 경우, 적절한 다이어그램이 없으므로 이들 화합물의 전자 구성은 여러 루이스 다이어그램의 하이브리드로 설명됩니다. 이를 공명 구조라고합니다 .
Lewis 다이어그램은 또한 원자의 3 차원 기하학적 방향에 관한 많은 정보를 제공하지 않으며, 이는 화합물의 극성 및 분자간 결합 거동을 설명하는 데 중요합니다. VESPR 이론은 분자의 3 차원 모양과 전자 쌍의 정전기 반발에서 그 모양이 어떻게 발생하는지를 설명하는 화학 모델링 방법입니다. 전자는 서로를 반발시켜 분자가 전자 쌍 사이의 반발을 최소화하는 형상을 취하는 경향이 있습니다. 이 정보는 주어진 화합물의 기하 구조를 예측하는 데 사용될 수 있습니다.
또한 Lewis 다이어그램은 why 을 설명하지 않습니다 또는 How 전자는 그들이하는 결합을 형성합니다. 그것은 전자 궤도가 전자의 파도와 같은 특성으로 어떻게 결합되는지를 설명하는 수학 기술 인 분자 궤도 이론 (MO 이론)에 남겨진 질문입니다.
요약하면 Lewis 다이어그램은 공유 결합 화합물의 전자 구성을 설명하는 유용하고 간단한 방법입니다. 루이스 다이어그램은 전자가 화합물에 어떻게 분포되는지 알 수 있으며 해당 분포를 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 루이스 다이어그램은 구성하기 쉽고 간단한 규칙 세트를 따라 만들 수 있습니다. 2 ~ 7 기간부터 주요 그룹 요소로 형성된 대부분의 화합물의 루이스 구조는 위의 규칙 세트를 따라 구성 할 수 있습니다.
