Lewis-strukturer

Kemi A · STX · A-niveau · Kemiske bindinger

🧪 Lewis-strukturer

Lewis-strukturer (Gilbert N. Lewis, 1916) viser valenselektroner og bindinger med prikker og streger.

Procedure:

1. Tæl total antal valenselektroner. Brug + ekstra ved anion, − ved kation.

2. Tegn skelet — placér mindst elektronegativ atom som central (UNDTAGEN H, der altid er terminal).

3. Forbind atomer med enkeltbindinger.

4. Fordel resterende elektroner som ensomme par så hvert atom opfylder oktett-reglen (8 valenselektroner — undtagelse: H med 2).

5. Hvis ikke nok elektroner — lav dobbelt- eller tredobbelte bindinger.

Eksempel — H₂O: O har 6 valens, 2 H har 1 hver = 8 i alt. Skelet H-O-H. To bindinger = 4 elektroner. 4 tilbage på O som 2 ensomme par.

Eksempel — CO₂: C=O=C dobbelt bindinger på begge sider. C har 4 valens, 2 O har 6 hver = 16 i alt. To dobbeltbindinger = 8 elektroner. 8 tilbage som 2 ensomme par på hver O.

Eksempel — NH₃: N har 5, 3 H har 1 = 8. 3 N-H bindinger = 6. 2 elektroner tilbage på N som 1 ensomt par.

Resonans-strukturer: når én Lewis-struktur ikke fanger virkeligheden, og man tegner FLERE strukturer der bidrager til den faktiske. Eksempel: O₃ (ozon) — to ækvivalente strukturer med dobbeltbindings-position skiftet. SO₂, NO₃⁻, CO₃²⁻, benzen.

Formelle ladninger: hjælper at vælge mest realistiske resonansstruktur. Formel ladning = valens-elektroner − ikke-bindende elektroner − ½(bindende elektroner).

Undtagelser fra oktett-reglen:

1. Mindre end oktett: BF₃ (B har kun 6).

2. Mere end oktett: PCl₅ (P har 10), SF₆ (

Læringsmål

• Tegne Lewis-strukturer for molekyler og ioner ud fra valenselektrontælling
• Anvende oktett-reglen og identificere undtagelser (BF₃, PCl₅, SF₆)
• Forklare og tegne resonansstrukturer (fx O₃, CO₃²⁻)
• Beregne formelle ladninger og bruge dem til at vurdere den mest realistiske resonansstruktur
• Anvende Lewis-strukturer som grundlag for at bestemme molekylgeometri med VSEPR

Sådan kan du arbejde med emnet

• Tegn Lewis-strukturen for et molekyle med både enkelt- og dobbeltbindinger
• Forklar, hvad de prikker i en Lewis-struktur repræsenterer
• Brug Lewis-strukturer til at forklare, hvorfor et molekyle er polært eller upolært

Eksperiment-forslag

• Tegn Lewis-strukturer for H₂O, CO₂, NH₃ og CH₄, og tjek at oktett-reglen er opfyldt for hvert atom.
• Tegn de to resonansstrukturer for ozon (O₃), og forklar hvorfor den faktiske struktur er en mellemting.
• Beregn formelle ladninger for atomerne i NO₃⁻, og afgør hvilken resonansstruktur der er mest sandsynlig.
• Tegn Lewis-strukturer for BF₃, PCl₅ og SF₆, og forklar hvorfor de bryder oktett-reglen.

Brobygning

Lewis-strukturer er udgangspunktet for VSEPR-modellen, der forudsiger molekylers 3D-geometri i næste emne.