高中化學/路易斯電子點圖
本章將探討另一種表示價電子的速記方法。本課中探討的方法將是對價電子的直觀表示。我們將，正如我們在上一課中觀察到的那樣，以考察這種直觀表示如何在元素週期表中呈規律性變化來結束本課。
- 解釋電子點圖的含義。
- 繪製給定元素的電子點圖。
- 描述元素週期表中電子點圖的規律。
如本章前面所述，核心電子是除價電子以外的所有電子，而價電子則是最外層電子層中的電子。價電子是負責化學反應的電子。以下是鈉的電子構型。
電子構型是：1s22s22p63s1。核心電子是1s22s22p6。價電子是3s1。吉爾伯特·N·路易斯提出了一種直觀地表示該價電子方法。這些直觀表示被稱為路易斯電子點圖。路易斯認為，由於價電子負責化學反應而核心電子不參與，因此我們應該使用一個僅顯示原子價電子的圖。
要繪製鈉的路易斯電子點圖，你可以想象鈉的符號在一個有四個邊的盒子裡。盒子的每一側代表原子最外層電子層中的s軌道或三個p軌道之一。第一個和第二個價電子放在代表s軌道的邊上，接下來的電子放在p軌道上。就像在軌道表示中電子在成對之前是單獨放置的，所以在電子點式中它們也是一個一個地放在p軌道上。一個點代表一個價電子。因此，鈉的路易斯點式是
看一下鎂的電子構型。鎂是元素#12。
要繪製路易斯電子點圖，我們在腦海中想象 Mg 的符號在一個盒子中，裡面包含所有核心電子（即1s22s22p6）。然後我們將價電子放在盒子周圍，每一邊代表最外層電子層中的一個軌道。鎂有多少個價電子？有 2 個價電子，3s2。
因此，鎂的路易斯電子點式是
看一下氯的電子構型。
氯的電子構型可以寫成：1s22s22p63s23p5。核心電子將是1s22s22p6，而價電子將位於第三層（或n = 3 的地方）。因此，氯有 7 個價電子。路易斯電子點圖如下所示
注意電子成對出現。想象氯在一個盒子裡，盒子有 4 個邊。每個邊可以有 2 個電子。因此，任何路易斯電子點圖上通常最多可以有 2 × 4 = 8 個電子。
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示例問題 寫出以下元素的路易斯電子點式
解答: (a) 氧的電子構型為：1s22s22p4，因此有 2 個核心電子和 6 個價電子。路易斯電子點式是 (b) 硫的電子構型為：1s22s22p63s23p4，因此有 10 個核心電子和 6 個價電子。路易斯電子點式是 (c) 鉀的電子構型為：1s22s22p63s23p64s1，因此有 18 個核心電子和 1 個價電子。路易斯電子點式是 (d) 碳的電子構型為：1s22s22p2，因此有 2 個核心電子和 4 個價電子。路易斯電子點式是 |
在上一課中，我們已經證明，使用早期版本對元素週期表進行編號，我們可以看到一種規律，可以找到主族元素各族中價電子的數量。由於路易斯電子點圖是基於價電子的數量，因此同一族中的元素將具有相同的電子點圖這一規律是成立的。換句話說，如果第 1A 族中的所有元素都有 1 個價電子，那麼每個路易斯電子點圖將只有一個點。請看下錶。
| 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氫 (H) | 1 |  |
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| 鋰 (Li) | 1 |  |
銣 (Rb) | 1 | 
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| 鈉 (Na) | 1 |  |
銫 (Cs) | 1 | 
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| 鉀 (K) | 1 |  |
鍅 (Fr) | 1 | 
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主族元素中的所有元素都遵循同樣的規律。請看錶 9.8，瞭解第 2A 族元素的路易斯點圖。
| 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 鈹 (Be) | 2 |  |
鍶 (Sr) | 2 | 
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| 鎂 (Mg) | 2 |  |
鋇 (Ba) | 2 | 
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| 鈣 (Ca) | 2 |  |
鐳 (Ra) | 2 | 
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第 3A 族元素的路易斯電子點圖也存在類似的規律。
| 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | 元素 | 價e– 數量 | 圖示 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 硼 (B) | 3 |  |
銦 (In) | 3 | 
| |
| 鋁 (Al) | 3 |  |
鉈 (Tl) | 3 | 
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| 鎵 (Ga) | 3 |  |
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- 路易斯電子點圖用於直觀地表示僅價電子。
- 核心電子用元素符號表示，價電子點圍繞元素符號。
- 路易斯電子點圖中價電子點的最大數量為 8 個。每個邊（上、下、左、右）可以放置兩個電子。
- 電子透過將前兩個價電子放在s軌道上，然後在每個p軌道上放置一個電子，直到每個p軌道都只有一個電子，然後再將p軌道中的電子配對，新增到電子點式中。
- 同一族中的每個元素都有相同的價電子數量，因此具有相同的路易斯電子點圖。（相同數量的點，不同的符號。）
- 路易斯電子點圖的優點是什麼？
- 路易斯電子點圖中點的最大數量是多少？
- 繪製鋰的路易斯電子點圖。
- 繪製鈣的路易斯電子點圖。
- 繪製溴的路易斯電子點圖。
- 繪製硒的路易斯電子點圖。
- 繪製以下每個元素的路易斯電子點圖。根據這些圖，你能得出什麼結論？
- (a) 氧 2- 離子
- (b) 硫 2- 離子
- (c) 銻
- (d) 鋁
- 透過填寫下表，寫出第 6A 族（或第 16 族）的路易斯電子點圖趨勢。
表 9.10 元素 價e– 數量 圖示 氧 (O) 硫 (S) 硒 (Se) 碲 (Te) 釙 (Po)
- 路易斯電子點式
- 一種簡便的視覺表示方法，用於表示元素的價電子。
本材料改編自原始的CK-12書籍，可在 此處 找到。該作品採用知識共享署名-相同方式共享 3.0 美國許可證進行授權。