Lewis Yapısı — Nokta Diyagramları Nasıl Çizilir?

Lewis yapısı, bir molekül veya çok atomlu iyonda değerlik elektronlarının nerede bulunduğunu gösteren basit bir diyagramdır. Çizgiler, kovalent bağ dediğimiz paylaşılan elektron çiftlerini; noktalar ise yalnız çiftleri gösterir.

Yalnızca kısa versiyona ihtiyacınız varsa, Lewis yapıları üç soruya cevap vermek için kullanılır: hangi atomlar bağlıdır, kaç bağ vardır ve yalnız çiftler nerededir? Bu yüzden temel bağlanmayı anlamada, şekil tahmininde ve formal yük kontrolünde kullanışlıdır.

Lewis Yapısı Aslında Ne Söyler?

Lewis yapısı, elektronların uzayda nasıl hareket ettiğinin tam bir resmi değildir. Değerlik elektronlarını takip etmeye yarayan bir gösterim modelidir.

Bu ayrım önemlidir. Lewis yapısı bağlanma düzenlerini ve elektron sayılarını izlemenize yardım eder, ancak üç boyutlu bir modelin yerini tutmaz ve gerçek elektron dağılımının her ayrıntısını açıklamaz.

Lewis Yapısı Nasıl Çizilir?

Giriş düzeyindeki çoğu soru için şu sıra iyi çalışır:

1. Toplam değerlik elektronlarını sayın.
2. Bir merkez atom seçin. Bu genellikle en düşük elektronegatifliğe sahip atomdur; ancak hidrojen merkez atom olmaz.
3. Merkez atomdan çevredeki atomlara tekli bağlar çizin.
4. Kalan elektronları önce dış atomlara yerleştirin.
5. Artan elektronları merkez atoma koyun.
6. Merkez atom hâlâ oktete ulaşmadıysa, uygun olduğunda komşu bir yalnız çifti bağ yapan bir çifte dönüştürerek çoklu bağlar oluşturun.
7. Formal yükleri kontrol edin ve rezonans gösterilmesi gerekip gerekmediğine bakın.

Bir iyon için, başlamadan önce elektron sayısını düzeltin:

$$\text{total valence electrons} = \sum \text{valence electrons} \pm \text{charge adjustment}$$

Negatif yük için elektron ekleyin, pozitif yük için elektron çıkarın.

Çözümlü Örnek: $CO_2$ İçin Lewis Yapısı

Karbondioksit iyi bir örnektir çünkü oktetleri yalnızca tekli bağlarla doldurmanın her zaman yeterli olmadığını gösterir.

1. Adım: Değerlik Elektronlarını Sayın

Karbon $4$ değerlik elektronu verir. Her oksijen $6$ elektron verir, dolayısıyla toplam

$$4 + 2(6) = 16$$

2. Adım: Merkez Atomu Seçin

Merkez atom karbondur. Bu tür yüksüz moleküllerde oksijen genellikle uçta bulunur.

3. Adım: Tekli Bağları Çizin

$O - C - O$ ile başlayın. İki tekli bağ $4$ elektron kullanır, bu yüzden $12$ elektron kalır.

4. Adım: Önce Dış Atomları Doldurun

Her oksijene üç yalnız çift verin. Bu, kalan $12$ elektronu kullanır.

Bu aşamada her oksijen oktete ulaşmıştır, ancak karbonun çevresinde iki tekli bağdan gelen yalnızca dört elektron vardır. Karbon okteti tamamlayamamıştır.

5. Adım: Çoklu Bağlar Oluşturun

Her oksijenden bir yalnız çifti karbonla bağ yapan bir çifte dönüştürün. Sonuç:

$$O = C = O$$

Artık karbon oktete ulaşmıştır, her oksijen de oktete sahiptir ve formal yükler en aza inmiştir. Bu, $CO_2$ için standart Lewis yapısıdır.

Formal Yük Neden Önemlidir?

Bazen birden fazla elektron dizilimi oktet kuralını sağlayabilir. Böyle durumlarda formal yük, hangi Lewis yapısının daha makul olduğuna karar vermenize yardımcı olur.

Yeni başlayanlar için yaygın bir kural, formal yükleri daha küçük olan yapıları ve seçenek varsa negatif yükün daha elektronegatif atom üzerinde bulunduğu yapıları tercih etmektir. Bu kural yararlıdır, ancak ileri düzey durumlarda kimyasal bağlamın yerini tutmaz.

Sık Yapılan Hatalar

Toplam Elektronları Yeniden Saymayı Unutmak

Birçok yanlış yapı ilk bakışta makul görünebilir. Elektronları yeniden saydığınızda hata ortaya çıkar. Son kontrol, en hızlı hata yakalama yollarından biridir.

Yalnızca Tekli Bağları Zorlamak

Bazı moleküllerde merkez atomun oktete ulaşması için çiftli veya üçlü bağ gerekir. $CO_2$ bunun temel bir örneğidir.

Oktet Kuralını Evrensel Sanmak

Oktet kuralı birçok ana grup bileşiğinde iyi çalışır, ama hepsinde değil. Hidrojen dublet kuralına uyar, bor bazı bileşiklerde elektronca eksik olabilir ve 3. periyot ile altındaki bazı atomlar sekiz elektronu aşabilir.

Rezonansı Göz Ardı Etmek

Birden fazla geçerli Lewis yapısı yalnızca elektronların yerleşimi bakımından farklıysa, bağlanma ilgisiz yapılar arasında gidip geliyormuş gibi düşünülmemeli; bunun yerine rezonans yapılarıyla gösterilmelidir.

Lewis Yapıları Ne Zaman Kullanılır?

Lewis yapıları genel kimyada olası bağlanma düzenlerini tahmin etmek, bir sonraki adım olarak VSEPR ile molekül geometrisini kestirmek, formal yükleri karşılaştırmak ve moleküller ile çok atomlu iyonlarda rezonansı tanımak için kullanılır.

En çok ilk model olarak yararlıdırlar. Molekülde alışılmadık bağlanma, radikaller, geçiş metalleri veya basit nokta modelinin iyi gösteremediği delokalizasyon varsa, genellikle daha gelişmiş bir açıklama gerekir.

Benzer Bir Yapıyı Deneyin

Kendi başınıza karbonat iyonu, $CO_3^{2-}$, için deneyin. Elektronları sayın, geçerli bir yapı çizin, sonra çift bağın birden fazla konuma yerleştirilip yerleştirilemeyeceğini kontrol edin. Bu, temel Lewis yapısı adımlarını öğrendikten sonra rezonansın neden önemli olduğunu görmenin temiz bir yoludur.