Wie hoch ist die Ladung jedes Atoms in CO_2?

Wie hoch ist die Ladung jedes Atoms in CO_2?
Anonim

Um die Ladungen der Atome im Kohlendioxidmolekül zu bestimmen, müssen Sie die Tatsache berücksichtigen, dass # "CO" _2 # hat drei Resonanzstrukturen, die folgendermaßen aussehen:

RANDNOTIZ: Die tatsächliche Struktur des Kohlendioxidmoleküls ist eine Mischung aus diesen drei Strukturen, aber ich zeige Ihnen nur, dass jede von ihnen getrennt ist, weil ich nicht möchte, dass die Antwort zu lang wird.

Das Kohlendioxidmolekül hat insgesamt 16 Valenzelektronen - 4 vom Kohlenstoffatom und 6 von jedem der zwei Sauerstoffatome, von denen alle in den drei obigen Lewis-Strukturen berücksichtigt werden.

Der einfachste Weg, einem Atom eine formale Ladung zuzuordnen, besteht darin, die Anzahl der Valenzelektronen zu vergleichen, die das Atom mit der Anzahl der Elektronen hat, die es in einem Molekül "bekommt". unter der Annahme, dass Bindungselektronen zu jeder Zeit unabhängig voneinander gleich sind Elektronegativität.

Beginnen wir mit der ersten Lewis-Struktur. Kohlenstoff bildet sich 4 Anleihenwas bedeutet, dass es bekommt 4 Elektronen - 1 von jeder Bindung. Da Kohlenstoff 4 Valenzelektronen hat, wird seine formale Ladung sein Null.

Gleiches gilt für beide Sauerstoffatome. Beide bilden sich 2 Anleihenwas bedeutet, dass sie bekommen 2 Elektronen. Zusätzlich zu diesen Elektronen haben beide zwei freie Paare; Dadurch wird die Gesamtzahl der Elektronen erreicht, die ein Sauerstoffatom erhält 6 (2 + 4). Da Sauerstoff 6 Valenzelektronen hat, hat er a Null formale Ladung.

Weiter zur zweiten Lewis-Struktur. Kohlenstoff ist in der gleichen Position wie zuvor - er bildet 4 Bindungen #-># Null formale Ladung. Bei den Sauerstoffatomen hat sich jedoch etwas geändert. Beachten Sie, dass sich der Sauerstoff links bildet 3 Anleihen mit dem kohlenstoff und hat 1 einzelnes Paar anstelle von 2.

Dies bedeutet, dass es erhalten wird 5 Elektronen - 3 aus den Anleihen und 2 aus dem einsamen Paar; jetzt hat es ein Elektron weniger, als es "braucht", d. h. ein Elektron weniger als seine Valenzelektronen. Dies führt zu einer (+1) formale Ladung.

Der Sauerstoff rechts bildet sich 1 Bindung mit dem kohlenstoff und hat 3 einsame Paare, Für insgesamt 7 Elektronen; da es ein Elektron mehr hat, als es braucht, wird es automatisch ein (-1) formale Ladung.

Die dritte Struktur ist hinsichtlich der Ladungen identisch mit der zweiten, aber diesmal erhält der Sauerstoff links eine (-1) formelle Anklage und rechts eine (+1) formale Ladung.