Люисови структурни формули I: Прости връзки

В това видео ще научим Люисовите структури на прости органични молекули, притежаващи единични връзки. Ако погледна формулата на метана CH4 и искам да изобразя с Люисови символи нейната молекула, ще използвам моята органична периодична таблица и ще намеря въглерода в нея. Виждам, че той е в четвърта група. Следователно ще притежава 4 валентни електрона. Сега мога да изобразя въглерода с неговите 4 валентни електрона около него по този начин. Спомни си от общата химия, че валентните електрони са електроните на най-външното енергетично ниво. Следователно въглеродът има 4 валентни електрона в най-отдалеченото енергетично ниво. Следва да поразсъждавам относно водорода. Той е в първа група от периодичната таблица. Следователно ще притежава 1 валентен електрон. Продължавам, поставяйки водорода ето тук с 1 валентен електрон. И знам, че трябва да повторя това действие още 3 пъти. Продължавам да включвам водородните атоми, всеки с по 1 валентен електрон, общо 4 водорода. И сега мога да започна да свързвам точките. Знам, че 2 валентни електрона образуват една ковалентна връзка. Тук имаме една ковалентна връзка. Тук имаме още една ковалентна връзка. Още две тук. Това ми е завършеният точков модел на метана. Забелязвам, че въглеродът е заобиколен от 8 електрона тук. Да ги подчертаем. Ако броя електроните около въглеродния атом, те ще са 2, 4, 6 и 8 ето така. И имаме 8 електрона около въглерода, което го прави много стабилен. Ако погледнем периодичната таблица, виждаме защо. Ако погледна втори период, забелязвам, че валентните електрони при въглеродния атом би трябвало да са 1, 2, 3 и 4. За да станат 8 електрона, трябват 5, 6, 7, 8 електрона. Следователно ако въглеродът е обграден от 8 електрона, ще има електронна конфигурация като на благороден газ, която го прави много стабилен, заради всички орбитали, които сега са запълнени на това енергетично ниво. Така че октет от електрони е максималният брой електрони за въглеродния атом. Ако погледнем водородния атом, можем да видим, че всеки водородоен атом е обграден от два електрона. Ако търся водорода тук, той е на първото енергетично ниво. И така, тук има един електрон и тук са два. На първия електронен слой има само s-орбитала. Тя поема максимум два електрона. Така се постига електронната конфигурация на благороден газ. И по този начин водородът е стабилен само с два електрона около себе си. Да разгледаме друга Люисова структура, притежаваща азотен атом. С молекулна формула CH3NH2 започвам първо с въглеродния атом в центъра с неговите 4 валентни електрона около него по този начин. Знам, че има 3 водородни атома при този въглероден. Така че мога да продължа и да поставя тези 3 водорода. Всеки водороден атом има един валентен електрон ето по този начин. Отдясно се намира азота. Трябва да намеря азота в периодичната таблица. Той е в пета група. Следователно азотът има 5 валентни електрона. Мога да представя тези валентни електрони като 1, 2, 3, 4 и 5 ето така. Все още се чудя какво да правя с тези 2 водорода, нали? Ето ги тук. Виждам, че има място за тях при азотния атом. Така че мога да продължа и да поставя 1 водороден тук и още 1 водороден ето тук и да свържа точките. Така получих моята Люисова структура. Също така мога да проверя дали е спазено октетното правило. Въглеродът има октет. Азотът също. Да продължим и потвърдим това. Имаме 2 електрона тук, после 4, 6 и 8. Азотът се намира във втори период. Той следователно също ще изпълни октетното правило, когато изобразяваме Люисовите структури. Да направим един и с кислорода. Та ако искам да напиша една такава структура за метанол, той е CH3OH. И така, още веднъж, започвам с въглерода с четирите валентни електрона. Разполагам и с 3 водородни атома, всеки с по 1 валентен електрон ето тук. Да поставим трите водорода. След това имам кислород. Следователно го търся в органичната периодична таблица. Виждам, че той се намира в шеста група точно тук. Следователно ще има 6 валентни електрона около себе си. Ще нарисувам кислорода. И мога да поставя неговите 6 валентни електрона като 1, 2, 3, 4, 5 и 6 ето така. След това ще поставя и водородните. Какво да правя с 1 водороден атом? Знам, че той има 1 валентен електрон. Виждам, че има място за него ето тук. И още веднъж, мога да свържа точките и да видя всички единични ковалентни връзки в тази молекула. Така, това е едната връзка. Това е друга връзка. Въглеродът е свързан с кислорода. Кислородът също така е свързан с водорода. Да проверим за октетното правило. Въглеродът е заобиколен с 8 електрона около себе си. По същия начин е и кислородът. Тук имаме 2, след това 4, после 6 и после 8. Следователно при кислорода се спазва октетното правило. Когато изписваме Люисовите структури, невинаги се налага да изпълняваме тази стъпка, при която изписваме всеки един отделен атом и сумираме всички валентни електрони по този начин. Можем да започнем така. Ако имаме формулата C2H6, което е етан, друг начин да се справим със задачата е да нарисуваме няколко връзки тук. И така, налице са 2 въглеродни атома. Обзалагам се, че те ще са свързани един с друг. След това имам 6 водородни атома. И ако помислим какви са възможностите за тези въглеродни атоми, ще поставя тези 6 водородни атома около тях ето така. Ако направя това, ще имам октет около всеки въглероден атом. Така че това ще е Люисовата структура на етана. За да направим двойна проверка, можем да се уверим, че структурата има точния брой валентни електрони. Проверявам дали всеки въглероден атом има по 4 валентни електрона, а имаме 2 въглерода. Ще получа 8 валентни електрона от двата въглерода и ще ги изобразя с Люисовата структура. Всеки водороден атом има 1 валентен електрон. Имаме 6 от тях, така че ни трябват 6 валентни електрона от водородните атоми, общо прави това 14. Поглеждам Люисовата структура, проверявам дали имам точния брой валентни електрона. Трябва да са 14. Да ги преброим. Два тук, 4, 6, 8, 10, 12 и 14. Така че имам точния брой валентни електрони в моята структура. Имам също и октет от електрони около въглеродите. И така, това ще е Люисовата структура на етана.