Estructura de Lewis: diferència entre les revisions

Les '''estructures de Lewis''' són diagrames que mostren l'[[enllaç químic|enllaç]] entre els [[àtom]]s de la [[molècula]] i els parells d'[[electró|electrons]] que ja existeixen enhi ellaha <ref>[http://goldbook.iupac.org/L03513.html Definició IUPAC de la fórmula de Lewis]</ref><ref>Zumdahl, S. (2005) ''Chemical Principles'' Houghton-Mifflin (ISBN 0-618-37206-7)</ref><ref>Miessler, G. L., Tar, D. A., (2003) "Inorganic Chemistry" 2nd ed. Pearson Prentice-Hall (ISBN 0-130-35471-6)</ref>. Es pot dibuixar una estructura de Lewis per a cada molècula [[enllaç covalent|enllaçada covalentment]], així com per a [[complex (química)|compostos de coordinació]]. Les estructures de Lewis reben el seu nom de [[Gilbert Newton Lewis]], que les introduí en el seu article de 1916 ''L'Àtom i la molècula''<ref>Lewis, G. N. The Atom and the Molecule. ''J. Am. Chem. Soc.'' '''1916''', ''38'', 762-785. {{DOI|10.1021/ja02261a002}}</ref> Són similars a diagrames electrònics de punts on els electrons de valència en parells solitaris estan representats per punts, però també poden contenir línies que representin parells compartits en un enllaç químic (simple, doble, triple, etc.).

Les estructures de Lewis mostren cada àtom i la seva posició a l'estructura de la molècula fent servir el seu símbol químic. Les línies es dibueixendibuixen entre àtoms enllaçats entre si (es poden fer servir també parells de punts). Els electrons en excés que formen parells solitaris estan representats per parells de punts col·locats al costat dels àtoms.

Malgrat que molts electrons reaccionin guanyant, perdent o compartint electrons fins que han aconseguit una capa de valència amb un octet (8) complet d'electrons, hi ha moltes exepcionsexcepcions a la 'regla de l'octet'. L'hidrogen (H) forma una regla del duet on omple la seva primera (i més exterior) capa amb només dos electrons o la buida completament. Alguns compostos com el triflorur de bor tenen orbitals incomplets emntrementre que d'altres com l'hexaflorur de sobre tenen capes de valència amb més de vuit electrons.

La [[regla de l'octet]] determina que els àtoms amb vuit electrons a la seva capa de valència seran estables, independenmentindependentment que aquests electrons siguin enllaçants o antienllaçants. La regla s'aplica bé als compostos acidificats. La [[regla dels 18 electrons]] és operativa en àtoms des del període 4, on han d'aconseguir 18 electrons pels seus orbitals i aconseguir una configuració estable que tengui la mateixa configuració electrònica d'un [[gas noble]]. De manera semblant, des del període 6, els àtoms han d'aconseguir 32 electrons per omplir els seus orbitals.

S'ha proposat un mètode més simple per contruirconstruir estructures de Lewis eliminant la necessitat de comptar electrons: els àtoms són dibuixtasdibuixats mostrant els electrons de valència, els enllaços són doncs formats per parells d'electrons de valència dels àtoms involucrats en el procés d'enllaç i els anions i cations són formats per addició o retirada d'electrons dels àtoms apropiats. <ref>''Simplified Lewis Structure Drawing for Non-science Majors'' Miburo, Barnabe B. [[J. Chem. Educ.]] '''1993''' 75 317. [http://www.jce.divched.org/Journal/Issues/1998/Mar/abs317.html Link]</ref>

* <math>N_v</math> representa el nombre d'electrons de valència en un electroelectró lliure de l'element.

L'ió nitrat (NO₃^-), per tant, ha de formar un enllaç doble entre el nitrogen i un dels o´xigens per satisfer la regla de l'octet pel nitrogen. Malgrat tot, com que la molècula és simètrica, no importanimportant ''quin'' dels oxígens forma l'enllaç doble. En aquest cas, hi ha tres possibles estructures de ressonància. Expressar la ressonància dibuixant les estructures de Lewis es pot fer o bé dibuixant cada una de les possibles formes de ressonància i col·locant dobles fletxes entre elles o bé fent servir línies discontínues per representar els enllaços parcials.

*'''Segon pas: Compteu electrons de valència.''' el nitrogen té 5 electrons de valència; cada oxígenoxigen en té 6, per tant hi ha un total de (6 × 2) + 5 = 17. L'ió té una càrrega de −1, que indica un electró de més, així que el nombre total d'electrons és 18.

*'''Tercer pas: Col·loqueu parells iònics.''' Cada oxígenoxigen ha d'estar enllaçat amb el nitrogen, que fa servir quatre elctronselectrons — dos a cada enllaç. Els altres 14 electrons ha de ser col·locats en principi com a 7 parells solitaris. Cada oxígenoxigen ha de tenir un màxim de tres parells d'electrons solitaris, pel que cada oxígenoxigen ha de tenir 8 electrons amb el parell enllaçant. El setè parell enllaçant ha d'estar col·locat a l'àtom de nitrogen.

*'''Quart pas: Feu complir la regla de l'octet.''' Ambdós àtoms d'oxígenoxigen actualment tenen 8 electrons assignats. L'àtom de nitrogen té només 6 electrons assignats. Un dels parells solitaris de l'àtom d'oxígenoxigen ha de formar un enllaç doble. Per tant, tendrem una estructura de ressonància.

*'''Cinquè pas''' S'han de dibuixar dues estructures de Lewis: una per cada àtom d'oxígenoxigen doblement enllaçat a l'àtom de nitrogen. El segon àtom d'oxígenoxigen en cada estructura serà unit amb un enllaç simple a l'àtom de nitrogen. Col·loqueu claudàtors a cada estructura, i afegiu-hi la càrrega (−) al costat superior dret fora dels claudàtors. Dibuixeu una doble flexafletxa entre les dues formes de ressonància.

Un altre diagrama estructural és la [[fórmula esquelètica]]. En les fórmules esquelètiques, els àtoms de carboni no es representanrepresenten pel símbol C, sinó pels [[vèrtex]]s de les línies. Els àtoms d'hidrogen enllaçats al carboni no es mostren i s'assumeix que tenen quatre enllaços en total, així que els enllaços no dibuixats són, implícitament, àtoms d'hidrogen.

Altres diagrames poden ser més complexos que les estructures de Lewis, mostranti enllaçosmostrar enenllaços 3Dtridimensionals en diferents formes.