NO2 (이산화 질소) 루이스 도트 구조

이산화 질소 (NO <서브> 2 )는 산소 원자에 결합 된 중심 질소 원자 및 다른 산소 원자와의 이중 결합으로 구성된 공유 화합물이다.  실온에서 질소 이산화 질소는 밀도가 1.8 g/dm 인 적갈색 가스입니다. 인체에 반응하는 경향이 있고 내부 구조물을 손상시킬 수있는 질소와 산소의 반응성 종을 생성하는 경향이 있기 때문에 인간에게 약간 독성이 있습니다.

이산화 질소는 비교적 이상한 전자 구성으로 인해 단일 루이스 구조가 없습니다. 이중 결합의 위치는 시간이 지남에 따라 변화하는데, 어느 시점에서나 산소 원자 중 하나가 질소 원자와 이중 결합을 가질 수 있음을 의미합니다. 따라서, 이산화 질소는 공명 루이스 구조로 표시됩니다.

이산화 질소는 전자 구성이 두 형태 사이에서 지속적으로 진동하기 때문에 공명 루이스 구조를 필요로합니다. 이산화 질소의 "진정한"전자 구성은 위에 주어진 두 개의 공명 구조의 평균으로 간주됩니다. 이산화 질소의 루이스 구조는 또한 중앙 질소 원자에 단일 짝을 이루지 않은 원자가 전자가 있기 때문에 흥미 롭습니다. 짝을 이루지 않은 전자를 가진 화합물을 때때로 "자유 라디칼"이라고합니다. 이 짝을 이루지 않은 전자는이 개방 된 전자 지점을 채우려는 강한 욕구가 있기 때문에 이산화 질소의 반응성 행동을 설명합니다.

한 걸음 물러서서 루이스 구조를 그리는 규칙을 살펴 보겠습니다. 우리는 대부분의 주 그룹 화합물, 이산화 질소가 포함 된 루이스 구조를 어떻게 구성 할 수 있는지 알아보기 위해 단계별로 갈 것입니다.

루이스 구조 :기본

간단히 말해서, 루이스 구조는 원자 구조 및 원자 또는 화합물의 전자 구성의 그림 표현입니다. 단일 원자는 고유 한 화학 기호로 표시되며, 전자는 단일 도트로 표시되며, 공유 전자 쌍의 전자 쌍은 단일 쌍의 단일 대시 ( -), 더블 쌍의 경우 이중 막대 (=), 트리플 쌍의 트리플 바 (≡)로 표시됩니다.

루이스 구조의 목적은 전자가 원자 또는 화합물에 어떻게 배열되는지 보는 것입니다. 루이스 구조는 옥트 규칙에 기초합니다. 이는 원자가 8 개의 전자의 완전한 원자가 쉘을 가질 때까지 결합을 형성하는 경향이 있다는 경험적 관찰입니다. 옥트 규칙에 대한 유일한 예외는 수소이며, 이는 2 개의 원자가 전자가있을 때까지 결합 만 형성합니다.

원자가 전자는 도트 쌍으로 표시되며, 각 점은 단일 전자를 나타냅니다. 원자는 원자가 전자를 다른 원자와 공유함으로써 공유 결합을 형성합니다. 예를 들어, 단일 염소 원자에는 7 개의 원자가 전자가 있습니다. 3 쌍과 1 개의 자유 전자. 2 개의 염소 원자는 짝을 이루지 않은 전자를 공유하여 각 원자는 전자의 전체 옥셋을 갖도록 염소 분자를 형성합니다 (Cl ₂ ). 일반적으로 이것은 공유 결합의 작동 방식입니다. 원자는 각 원자가 전체 옥셋을 가질 때까지 원자가 전자를 공유합니다. 모든 원자가 전자가 쌍을 이루지 만 원자에 여전히 옥틴이 없으면 전자 쌍이 이동하여 이중 및 삼중 결합을 형성합니다. 루이스 구조에서 전자의 총량은 개별 원자의 원자가 전자 수의 합과 같습니다.

루이스 구조는 원자 또는 화합물의 원자 배열 및 전자 분포에 대해 알려줍니다. 루이스 구조만으로는 분자의 3D 기하학에 대한 명시적인 정보를 제공하지 않지만 루이스 구조를 작성하는 규칙은 분자 지오메트리를 제어하는 ​​규칙과 결합하여 화합물이 가질 수있는 형태를 예측할 수 있습니다.

루이스 구조 제작 규칙

테스트 예로 이산화 질소를 사용하여 루이스 구조를 만드는 규칙을 살펴 보겠습니다.

1 단계. 원자가 전자의 총량을 결정합니다.

첫 번째 단계는 다이어그램이 얼마나 많은 전자를 가져야하는지 파악하는 것입니다. 루이스 구조의 총 전자 수는 각 개별 원자의 원자가 전자의 합과 같아야합니다. 원소의 원자가 전자 수는 주기율표에서 그룹 번호를 보면 결정할 수 있습니다. 일반적으로, 그룹 1 및 2 요소는 각각 1 및 2 원자가 전자를 갖는다. 그룹 13-18 요소는 각각 3, 4, 5, 6, 7 및 8 원자가 전자를 갖는다. 그룹 3-12 요소는 다른 양의 원자가 전자를 가질 수있는 전이 금속입니다

우리의 경우, 이산화 질소는 1 질소 원자와 2 개의 산소 원자로 구성됩니다. 질소는 그룹 15 원소이며 5 개의 원자가 전자를 갖는 반면, 그룹 16 산소에는 6 개의 원자가 전자가 있습니다. 두 개의 산소 원자가 있으므로 우리의 다이어그램의 총 원자가 전자 양은 다음과 같습니다.

5 (1) + 6 (2) = 17 전자

우리의 다이어그램에는 총 17 개의 전자가 있어야합니다.

2 단계 :화합물의 원자 구조 을 스케치하십시오

이제 우리는 원자가 전자의 수를 확보 했으므로 다이어그램을 구성 할 수 있습니다. 화합물이 규조토 (2 개의 원자) 인 경우 구조는 쉽습니다. 원자는 나란히 배치 할 수 있습니다. 3 개 이상의 원자를 갖는 화합물의 경우, 일반적으로 말단 원자와 다중 결합을 공유하는 중심 원자가있다. 일반적으로 삼중 원 또는 강판 화합물의 경우 중심 원자는 가장 전기 음성 요소입니다.

우리의 경우, 우리는 삼중 학적 화합물을 가지고 있으므로 우리의 구조는 아마도 여러 말단 원자에 결합 된 중심 원자를 가질 가능성이 높습니다. 질소는 산소보다 전기 음성이 적으므로 (3.04 <3.44) 질소는 우리의 중심입니다. 기호를 놓으면 우리에게 다음과 같이됩니다.

3 단계 :모든 원자가 하나 이상의 단일 결합을 갖도록 전자 쌍을 배치하여

다음으로 우리는 모델에 전자를 배치하기 시작할 수 있습니다. 먼저, 우리는 각 원자 사이에 단일 결합을 통과하여 단일 결합을 배치합니다. 2 개의 전자에 대한 모든 단일 결합 수는 전체 금액에서 해당 전자를 빼기 위해 전자를 빼고 배치 한 수를 얻습니다.

우리의 경우, 우리는 각 원자 사이에 하나의 단일 결합을 배치합니다.

우리는 2 쌍을 배치했기 때문에 총 4 개의 전자를 배치했습니다. 이제 17-4 = 13 가 있습니다 더 많은 전자가 배치.

4 단계 :터미널 원자에서 시작하여 각각이 전체 옥셋을 가질 때까지 전자 쌍을 배치합니다. 

다음으로 나머지 전자를 배치합니다. 말단 원자로 시작하여 각 원자에 총 8 개의 원자가 전자가있을 때까지 점을 채 웁니다. 남은 원자가있는 경우 중앙 원자에 쌍이나 고독한 전자로 놓습니다.

말단 산소부터 먼저, 우리는 각각 6 개의 전자를 배치하여 전체 옥셋을 갖도록합니다. 우리가 질소 원자에 배치하는 남은 전자. 각 산소 원자에 6 개의 전자를 추가하는 것은 총 12이므로 나머지 단일 전자를 질소 원자에 배치합니다.

이 13 개의 전자를 배치 한 후 이제 13-13 = 0 전자 가 있습니다. 왼쪽으로. 그러나, 우리의 중앙 원자가 여전히 전체 옥셋이 없기 때문에 우리는 아직 끝나지 않았으며, 현재 질소에는 현재 5 개의 전자 만 있습니다. 2 쌍과 단일 짝을 이루지 않은 전자.

5 단계 :전자 쌍을 이동하여 각 원자에 옥셋이 있거나 옥셋에 도달 할 수있는만큼 가깝습니다. 

모든 전자가 배치되고 일부 원자가 여전히 전체 옥셋을 갖지 않으면 화합물은 이중 및 삼중 결합을 형성하여 모든 원자가 가능한 한 8 개의 전자에 가깝게되도록합니다. 전자 쌍을 말기 원자에서 이동하여 이중 및 삼중 결합을 만듭니다.

우리의 경우, 우리는 모든 전자를 구매 질소에 5 개의 원자가 전자 만 가지고 있습니다. 산소 원자 중 하나에서 비공개 전자 쌍을 움직이면 질소와 이중 결합이 생겨 7 개의 전자가 제공됩니다. 더 이상 전자 쌍을 옮기면 질소는 8 개 이상의 전자를 줄 수 있으므로 우리는 가능한 한 멀리 갔고 루이스 구조는 다음과 같습니다.

공명 구조

루이스 다이어그램을 그리는 마지막 단계에서는 이중 결합을 만들기 위해 전자 쌍을 선택해야했습니다. 우리는 왼쪽 산소 원자를 골랐지만 이와 같은 것을 얻기 위해 오른쪽 산소 원자를 골랐습니까? :

대답은 그렇습니다. 이것은 또한 이산화 질소에 유효한 루이스 구조입니다. 그러나이 구조는 이전의 구조에 대해 분명히 다릅니다. 이중 채권은 왼쪽 대신 오른쪽에 있습니다. 두 루이스 구조가 합법적이라면, 이산화 질소의 "실제"루이스 구조는 어느 것입니까? 대답은 다음과 같습니다. 둘 다.

화합물에 대해 합법적 인 루이스 구조가 둘 이상인 경우 전체 루이스 구조는 다중 구조의 평균으로 표시됩니다. 이 구조는 공명 구조로 알려져 있습니다 그리고 전자 구성을 단일 고유 루이스 다이어그램으로 완전히 표현할 수없는 화합물에 사용됩니다. 이산화 질소의 두 다이어그램에 대한 공명 구조는 다음과 같습니다.