有機化學/有機化學基礎概念/電子點結構
電子點結構，也稱為路易斯結構，表示圍繞原子的價電子。
每個價電子用一個點表示，因此，單個氫原子將被繪製為帶有 H 的一個點，而單個氦原子將被繪製為帶有 He 的兩個點，依此類推。
表示由共價鍵連線的兩個原子是透過將原子符號彼此靠近繪製，並繪製一條線來表示共享的一對電子。重要的是要注意：單個價電子用點表示，而一對電子用線表示。
例如，共價化合物氟化氫將由 H 符號與 F 符號透過一條線連線表示，F 符號周圍有三個對 (六個點)。這條線代表氫和氟共享的兩個電子，而六個配對點代表氟剩餘的六個價電子。
點結構在說明簡單的共價分子方面很有用，但在繪製即使是相對簡單的有機分子時，點結構的侷限性也會變得明顯。點結構無法代表分子的實際物理方向，並且當表示超過三個或四個原子時，它們會變得過於繁瑣。
路易斯點結構對於介紹小分子中的共價性和鍵合的概念很有用，但其他模型型別具有更多能力來傳達化學概念。
一些無機化學中常見分子的電子點結構示例。
劉易斯出生於馬薩諸塞州韋茅斯，是達特茅斯大學畢業的律師/經紀人的兒子。他 14 歲時就讀於內布拉斯加大學，三年後轉學到哈佛大學。在最初對經濟學表現出興趣後，吉爾伯特·牛頓·劉易斯首先獲得化學學士學位，然後在 1899 年獲得化學博士學位。
獲得博士學位後，劉易斯在美國和國外 (包括德國和菲律賓) 工作和學習了幾年，並且他甚至從 1907 年到 1911 年在麻省理工學院擔任教授。然後他繼續前往加州大學伯克利分校，以便在 1912 年擔任化學學院院長。
1916 年，劉易斯博士提出了共價鍵由一對共享電子組成的想法。他的化學鍵合理論得到了歐文·朗繆爾的擴充套件，併成為萊納斯·鮑林研究化學鍵本質的靈感來源。
1923 年，他制定了酸鹼反應的電子對理論。在所謂的路易斯酸鹼理論中，“路易斯酸”是電子對受體，“路易斯鹼”是電子對供體。
1926 年，他創造了“光子”一詞來表示輻射能量的最小單位。
劉易斯也是第一個在 1933 年生產出純淨的重水 (重水) 樣本的人。透過在歐內斯特·O·勞倫斯的迴旋加速器中加速氘核 (氘核)，他能夠研究原子核的許多特性。
在他職業生涯中，他發表了許多其他主題的文章，並在 70 歲時在伯克利實驗室工作時因心臟病發作而去世。他有一個女兒和兩個兒子；他的兩個兒子後來都成為化學教授。
原子的形式電荷是指如果每條鍵都是 100% 共價 (非極性) 時，它將具有的電荷。形式電荷是使用一組規則計算的，對於在書寫反應機理時說明電子很有用，但它們本身沒有物理意義。它們也可用於對同一分子的不同共振結構 (見下文) 進行定性比較，並且通常與原子部分電荷的符號相同，但也有例外。
原子的形式電荷計算為中性原子將具有的價電子數與路易斯結構中“屬於”它的電子數之差，其中孤對電子被認為完全屬於原子，而共價鍵中的電子在參與鍵合的原子之間等分。離子上的形式電荷總和應等於離子上的電荷，中性分子上的形式電荷總和應等於零。
例如，在水合氫離子 H3O+ 中，氧原子在計算形式電荷時有 5 個電子——孤對電子對中的 2 個，以及與氫原子共價鍵的 3 個。共價鍵中的另外 3 個電子被認為屬於氫原子 (每個一個)。中性氧原子有 6 個價電子 (由於它在元素週期表的第 16 族中)；因此，氧原子上的形式電荷為 6 – 5 = +1。中性氫原子有一個電子。由於水合氫離子中的每個氫原子都有一條共價鍵中的一個電子，因此氫原子上的形式電荷為零。形式電荷之和為 +1，與離子的總電荷相匹配。
- 形式電荷：原子價電子數 - (孤對電子數 + 鍵中電子數 / 2)
在化學中，分子中原子上的形式電荷 (FC) 定義為
- FC = 原子價電子數 - (該原子上的孤對電子數 + 參與與該原子形成共價鍵的電子總數 / 2)。
在確定一個分子的正確路易斯結構（或主要的共振結構）時，選擇的是使每個原子的形式電荷最小化的結構。
例子
[edit | edit source]- 甲烷中的碳
- 氮在
- 雙鍵氧在
- 單鍵氧在
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