ประจุอย่างเป็นทางการของแต่ละอะตอมใน CO_2 คืออะไร

ในการกำหนดค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการสำหรับอะตอมในโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่า # "CO" _2 # มีโครงสร้างกำทอนสามแบบที่มีลักษณะดังนี้:

หมายเหตุด้านข้าง: โครงสร้างที่แท้จริงของโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์เป็นลูกผสมระหว่างโครงสร้างทั้งสามนี้ แต่ฉันจะแสดงให้คุณเห็นแยกกันเพราะฉันไม่ต้องการให้คำตอบยาวเกินไป.

โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์มีทั้งหมด 16 วาเลนซ์อิเล็กตรอน - 4 จากอะตอมคาร์บอนและ 6 จากอะตอมออกซิเจนสองตัวซึ่งทั้งหมดนี้เป็นสาเหตุในโครงสร้างลูอิสทั้งสามด้านบน

วิธีที่ง่ายที่สุดในการกำหนดประจุอย่างเป็นทางการในอะตอมคือการเปรียบเทียบจำนวนวาเลนซ์อิเล็กตรอนที่อะตอมมีกับจำนวนอิเล็กตรอนที่ "รับ" ในโมเลกุล - สมมติว่าอิเล็กตรอนที่มีพันธะร่วมกันนั้นมีค่าเท่ากันตลอดเวลา อิเล็ก

เริ่มจากโครงสร้างของลูอิสก่อน รูปแบบคาร์บอน 4 พันธบัตรซึ่งหมายความว่ามันจะได้รับ 4 อิเล็กตรอน - 1 จากแต่ละพันธบัตร เนื่องจากคาร์บอนมีอิเลคตรอนวาเลนซ์ 4 ตัวจึงจะมีประจุอย่างเป็นทางการ ศูนย์.

เช่นเดียวกับอะตอมออกซิเจนทั้งสอง ทั้งสองรูปแบบ 2 พันธบัตรซึ่งหมายความว่าพวกเขาได้รับ 2 อิเล็กตรอน. นอกจากอิเล็กตรอนเหล่านี้แล้วทั้งคู่ยังมี 2 คู่โดดเดี่ยว สิ่งนี้ทำให้จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่อะตอมออกซิเจนได้รับ 6 (2 + 4) เนื่องจากออกซิเจนมีอิเล็กตรอนจำนวน 6 วาเลนซ์จึงจะมี ศูนย์ ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการ

ย้ายไปที่โครงสร้างลูอิสที่สอง คาร์บอนอยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับที่เคยเป็นมาก่อนหน้านี้ซึ่งก่อตัวเป็นพันธะ 4 ตัว #-># ศูนย์ ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการ อย่างไรก็ตามสิ่งต่าง ๆ มีการเปลี่ยนแปลงสำหรับอะตอมออกซิเจน สังเกตุเห็นออกซิเจนทางด้านซ้ายตอนนี้ 3 พันธบัตร กับคาร์บอนและมี 1 คู่เดียว แทน 2

ซึ่งหมายความว่ามันจะได้รับ 5 อิเล็กตรอน - 3 จากพันธะและ 2 จากคู่โดดเดี่ยว; ตอนนี้มันมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าหนึ่งที่ "ต้องการ" เช่นหนึ่งน้อยกว่าอิเล็กตรอนของวาเลนซ์ ซึ่งจะส่งผลให้ (+1) ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการ

ออกซิเจนในรูปแบบที่เหมาะสม 1 บอนด์ กับคาร์บอนและมี 3 คู่เดียวรวมเป็น 7 อิเล็กตรอน; เนื่องจากมันมีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวที่มันต้องการมันจะมี a โดยอัตโนมัติ (-1) ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการ

โครงสร้างที่สามนั้นเหมือนกับที่สองเทียบกับประจุที่เป็นทางการ แต่คราวนี้ออกซิเจนทางด้านซ้ายจะได้รับ a (-1) ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการและหนึ่งทางด้านขวา (+1) ค่าใช้จ่ายอย่างเป็นทางการ