Transcript 計算粒子內所有原子的價電子總數

第一章物質的構造與特性
1-4 分子的路易斯結構式的畫法
【本節學習目標】
• 能知道路易斯結構式只適用於單中心原
子。
• 能根據路易斯結構式排列出分子中各原子
的相對位置。
• 能計算分子或離子的總價電子數。
• 能畫出分子或離子的路易斯結構式。
• 能舉出不符合八隅體的情況。
【八隅體法則】
(1)美國化學家路易士認為，惰性氣體性質安
定→與價殼層全填滿有關。(除He外，其他
鈍氣皆填滿s2p6)
(2)1916 年路易斯提出「八隅體法則」，認為
原子間的作用是要使每一個原子最外層的
電子排列，改變成類似惰性氣體的排列。
【路易士結構式表示法】
1.將分子內共用的電子對，即
鍵結電子對，以「．．」或
「－」表示，畫在形成化學
鍵的兩原子間。
2.未參與鍵結的價電子則以兩兩為一對畫在該
原子周圍(又稱孤對電子，lone pair)。
【路易結構式畫法】
1.先決定原子的相對位置，一般電負度最小的原子作為
中心原子(氫原子除外)，電負度較大的原子在外圍。
2.計算粒子內所有原子的價電子總數，若為離子需注意
所帶電荷。
3. 先用單鍵(兩個電子)連結中心原子與外圍原子。
4.將剩餘的價電子先分配給外圍原子，使其滿足八隅體
(氫只需二個電子)。
5.再將所剩的電子分配給中心原子。
6.若中心原子不足八隅體，則由外圍原子再將電子與中
心原子共用形成雙鍵或參鍵。
【電負度的大小】
一、電負度由大至小排列
F＞O＞N＞Cl＞Br＞S＞C
二、氫原子(H)永遠只能當週圍原子。
【氨(NH3)的路易士結構式】
H
：
5.再將所剩的電子分配給中心原子。
1.先決定原子的相對位置，一般電負度最小的原子
2.計算粒子內所有原子的價電子總數，若為離子需
3.鍵結共價鍵數，最多為4，先用單鍵(兩個電子)連
4.將剩餘的價電子先分配給外圍原子，使其滿足八
作為中心原子(氫原子除外)，電負度較大的原子
注意所帶電荷。
結中心原子與外圍原子。
隅體(氫只需二個電子)。
在外圍。
N
H
總價電子數
5+1+1+1=8
2
H
0
【四氯化碳(CCl4)的路易士結構式】
：
1.先決定原子的相對位置，一般電負度最小的原子
2.計算粒子內所有原子的價電子總數，若為離子需
3.鍵結共價鍵數，最多為4，先用單鍵(兩個電子)連
4.將剩餘的價電子先分配給外圍原子，使其滿足八
5.再將所剩的電子分配給中心原子。
作為中心原子(氫原子除外)，電負度較大的原子
注意所帶電荷。
結中心原子與外圍原子。
隅體(氫只需二個電子)。
在外圍。
C
：Cl：
：：
：Cl
：
：：
：Cl：
Cl：
總價電子數
4+7×4=32
24
0
【二氧化碳(CO2)的路易士結構式】
：O
C
總價電子數
4+6+6=16
：：
：：
2.計算粒子內所有原子的價電子總數，若為離子需
3.鍵結共價鍵數，最多為4，先用單鍵(兩個電子)連
4.將剩餘的價電子先分配給外圍原子，使其滿足八
5.再將所剩的電子分配給中心原子。
6.若中心原子不足八隅體，則由外圍原子再將電子
1.先決定原子的相對位置，一般電負度最小的原子
注意所帶電荷。
結中心原子與外圍原子。
隅體(氫只需二個電子)。
與中心原子共用形成雙鍵或參鍵。
作為中心原子(氫原子除外)，電負度較大的原子
在外圍。
O：
12
0
【氰化氫(HCN)的路易士結構式】
1.先決定原子的相對位置，一般電負度最小的原子
2.計算粒子內所有原子的價電子總數，若為離子需
3.鍵結共價鍵數，最多為4，先用單鍵(兩個電子)連
4.將剩餘的價電子先分配給外圍原子，使其滿足八
6.若中心原子不足八隅體，則由外圍原子再將電子
5.再將所剩的電子分配給中心原子。
作為中心原子(氫原子除外)，電負度較大的原子
注意所帶電荷。
結中心原子與外圍原子。
隅體(氫只需二個電子)。
與中心原子共用形成雙鍵或參鍵。
在外圍。
C
： ：
H
總價電子數
1+4+5=10
N：
6
0
【臭氧(O3)的共 振 結 構】
雙鍵
單鍵
雙鍵
單鍵
1
1 鍵
2
共 振 式
實際研究發現，中
心的 O 原子與左、
右 2 個 O 原子間
的鍵長及鍵能均相
等
皆介於單鍵(O－O)
與雙鍵(O＝O)之間
1
1
鍵
應為 2
。
2–
O
O
C
O
2–
：O：
O
C
2–
：O：
：
O
C
：
【碳酸根(CO32–)共振結構】
O
O
【例題—硝酸根，NO3－】
【元素的鍵級】
鍵結數： （一般來說）
(1)H原子→1
(2)鹵素→1
(3)O原子→2
(4)N原子→3
(5)C原子→4
【不符合八隅體化合物】
(1) 總價電子數為奇數的分子
例：NO，NO2
(2) 缺少電子的化合物：IA、IIA、IIIA族
例：BeF2
例：BF3
(3) 中心為第三週期後之ⅤA、ⅥA、ⅦA族
例：SF6
例：PCl5
【例題】
試寫出氰離子(CN－)及一氧化氮(NO)的路易
斯結構。
【例題】
下列氮的氧化物中，何者不符合八隅體規則？
(A)NO2； (B)NO2－； (C)NO3－
科學家小傳-路易斯
• Gilbert Newton Lewis, 1875~1946,
美國
• 路易斯以價電子及惰性氣體的電子
組態解釋元素的週期性。並提出著
名的「八隅體規則」。
• 路易斯的貢獻還包括將熱力學及路易斯酸鹼理論引
進化學領域，並於1931年成功地將重水(D2O)濃縮，
分離出氫的同位素－氘。