Δομή Lewis Carbonic Acid: Σχέδιο και λεπτομερείς εξηγήσεις

Σε αυτό το άρθρο, η «δομή λουβί ανθρακικού οξέος», το σχέδιο δομής λουβίς του ανθρακικού οξέος και οι σχετικές λεπτομερείς εξηγήσεις συζητούνται εν συντομία.

Το ανθρακικό οξύ είναι ένα ασθενές οξύ αποτελείται από δύο τύπους ιόντων, το ιόν υδρογόνου (Η+) και το ανθρακικό ιόν (CO32-). Το υδρογόνο, ο άνθρακας και το οξυγόνο έχουν 1, 6 και 8 ηλεκτρόνια αντίστοιχα. Μεταξύ αυτών, μόνο το σθένος και τα μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια εμφανίζονται γύρω από τα αντίστοιχα άτομα.

Ο ορισμός, οι μέθοδοι σχεδίασης της δομής lewis με επίσημο υπολογισμό του φορτίου και η δομή του ανθρακικού οξέος είναι το κύριο επίκεντρο αυτού του άρθρου.

Τι είναι η δομή Lewis;

Η δομή Lewis γνωστή και ως δομή κουκκίδας lewis είναι ένας τύπος ειδικής δομικής αναπαράστασης οποιουδήποτε μοριακού είδους, στην οποία τα ηλεκτρόνια σθένους εμφανίζονται βασικά γύρω από τα αντίστοιχα άτομα μαζί με δεσμούς (ιονικούς και ομοιοπολικούς) που εμπλέκονται σε αυτό το συγκεκριμένο μόριο.

Αυτός ο ειδικός τύπος αναπαράστασης εισήχθη για πρώτη φορά από τον μεγάλο επιστήμονα Gilbert. Ο Ν. Λιούις μέσα από το άρθρο του που ονομάζεται «Το Άτομο και το Μόριο» το έτος 1916.

Δομή κουκίδων Lewis έχει τεράστια σημασία στην ανόργανη χημεία. Ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων που δεν συμμετέχουν στη σύνδεση μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί από τη δομή κουκκίδων lewis και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους μπορεί επίσης να υπολογιστεί από τη σκελετική δομή της δομής κουκκίδας lewis. Αυτή η νέα ιδέα δίνει επίσης μια διέξοδο για τον υπολογισμό του τυπικού φορτίου καθενός από τα άτομα που υπάρχουν σε αυτό το συγκεκριμένο μόριο.

Μέθοδοι σχεδίασης της δομής Lewis

Υπάρχουν ορισμένα σημεία που εξηγούνται παρακάτω που πρέπει να έχετε υπόψη σας τραβήξτε το λούις δομή κουκκίδων-

  • Καθώς τα ηλεκτρόνια του σθένους έχουν σημαντικό ρόλο σε σχεδίαση δομής κουκκίδων lewis Επομένως, τα περισσότερα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους πρέπει να αναγνωριστούν και να μετρηθούν πρώτα για να προχωρήσουμε σε περαιτέρω βήματα.
  • Το περίβλημα της κοιλότητας των περισσότερων ατόμων εκτός του ευγενούς αερίου δεν πληρούνται με ηλεκτρόνια. Χρειάζονται έναν συγκεκριμένο αριθμό ηλεκτρονίων για να εκπληρωθούν στο περίβλημά τους και να επιτύχουν τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων ευγενούς αερίου. Αυτό ονομάζεται κανόνας οκτάδας μέχρι τα άτομα να βρίσκονται στο 2nd περίοδο.
  • Τώρα το επόμενο βήμα είναι να υπολογιστεί ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων που συμμετέχουν στην επιβεβαίωση ομοιοπολικού ή ιοντικού δεσμού.
  • Αυτές είναι οι κύριες παράμετροι που πρέπει να καθοριστούν πρώτα για να σχεδιαστεί το Lewis dot σκελετική δομή οποιουδήποτε μορίου.
δομή του ανθρακικού οξέος lewis
Δομή Lewis Dot του HOBr.
Image Credit: Wikimedia Commons.

Στα παραπάνω δομή lewis του HOBr, δείχνονται γύρω τους μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια οξυγόνου και βρωμίου. Το οξυγόνο έχει οκτώ ηλεκτρόνια με έξι ηλεκτρόνια σθένους και το βρώμιο έχει επτά ηλεκτρόνια σθένους. Μεταξύ αυτών, δύο ηλεκτρόνια από το οξυγόνο εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμών με το υδρογόνο και το βρώμιο.

Μεταξύ των επτά εξωτερικών περισσότερων ηλεκτρονίων στο βρώμιο, μόνο ένα ηλεκτρόνιο συμμετέχει στο σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού με το οξυγόνο. Τα υπόλοιπα έξι ηλεκτρόνια παραμένουν ως μη συνδεδεμένα ζεύγη ηλεκτρονίων.

Το υδρογόνο έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο και χρησιμοποιείται στο σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών με το οξυγόνο. Έτσι, κανένα ηλεκτρόνιο δεν μένει ως μη συνδεδεμένο ηλεκτρόνιο.

Διαβάστε περισσότερα για  BI3 Lewis Structure

Ανθρακικό Οξύ Δομή Lewis

Το ανθρακικό οξύ είναι ένα ασθενές διβασικό οξύ με χημικό τύπο H2CO3. Παρασκευάζεται από την αντίδραση μεταξύ διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και νερού (H2O) που έχει μοριακή μάζα 62.03 g/mol και σημείο τήξης -800 C.

Δομή λουβίς ανθρακικού οξέος
Ανθρακικός Acid Lewis Structure

Το υδρογόνο, ο άνθρακας και το οξυγόνο είναι τρία άτομα που υπάρχουν στο ανθρακικό οξύ. Ο άνθρακας είναι το κεντρικό άτομο και έχει ατομικό αριθμό έξι (1s2 2s2 2p2). Μεταξύ αυτών των έξι ηλεκτρονίων, τέσσερα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν το περίβλημα του σθένους (ηλεκτρόνια σθένους). Ο άνθρακας χρησιμοποιεί τα τέσσερα ηλεκτρόνια του κελύφους σθένους σε σχηματισμούς ομοιοπολικών δεσμών. Έτσι, δεν μένουν ηλεκτρόνια ως μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων.

Στο οξυγόνο, έξι ηλεκτρόνια είναι τα περισσότερα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους από τα συνολικά οκτώ ηλεκτρόνια. Μεταξύ αυτών των έξι ηλεκτρονίων, δύο ηλεκτρόνια εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμού με υδρογόνο και άνθρακα (ένας απλός δεσμός με υδρογόνο και άλλος ομοιοπολικός δεσμός με άνθρακα). Τα υπόλοιπα τέσσερα ηλεκτρόνια εμφανίζονται ως μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο οξυγόνου.

Επιτέλους, το υδρογόνο έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο καθώς και ένα ηλεκτρόνιο στελέχους κοιλότητας. Αυτό το ένα ηλεκτρόνιο χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τον ομοιοπολικό δεσμό με το οξυγόνο και δεν υπάρχει ηλεκτρόνιο ως μη δεσμευτικό ηλεκτρόνιο.

Επίσημος Υπολογισμός Επιβάρυνσης Ανθρακικού Οξέος

Ένας από τους σημαντικούς ρόλους της δομής lewis ως επίσημης χρέωσης μπορεί να υπολογιστεί από αυτή τη δομική αναπαράσταση.

Ανθρακικό οξύ jpeg
Ανθρακικό οξύ.
Image Credit: Wikimedia Commons
  • Τυπικό φορτίο = Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων σθένους – αριθμός ηλεκτρονίων παραμένει ως μη συνδεδεμένος – (αριθμός ηλεκτρονίων που εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμού/2)
  • Τυπικό φορτίο κεντρικού ατόμου, άνθρακας = 4 – 0 – (8/2) = 0
  • Επίσημο φορτίο οξυγόνου που συνδέεται διπλά με άτομο άνθρακα = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Επίσημο φορτίο οξυγόνου που συνδέεται με απλό δεσμό με άνθρακα και υδρογόνο = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Επίσημο φορτίο υδρογόνου = 1 – 0 – (2/2) = 0

Από τον επίσημο υπολογισμό του φορτίου κάθε ατόμου στο ανθρακικό οξύ, συνάγεται το συμπέρασμα ότι το ανθρακικό οξύ είναι ένα ουδέτερο μόριο.

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)

Διαλύεται το ανθρακικό οξύ στο νερό;

Απάντηση: Ναι, το ανθρακικό οξύ διαλύεται στο νερό. Διασπάται σε υδατικό διάλυμα και σχηματίζει Η+ ιόν και διττανθρακικό ιόν (HCO3-).

Ποιες είναι οι χρήσεις του ανθρακικού οξέος;

Απάντηση: Το ανθρακικό οξύ έχει διαφορετικές χρήσεις σε διαφορετικούς τομείς όπως χρησιμοποιείται στην παρασκευή αναψυκτικών και άλλων ποτών. Εκτός αυτού, είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία του αίματος που μεταφέρει το διοξείδιο του άνθρακα έξω από το σώμα.

Διαβάστε επίσης: