碳路易斯点结构：绘图、几种化合物和详细说明

在本文中，我们将详细研究各种碳路易斯点结构。

碳可以与各种元素形成键的原因是由于诸如 级联，四价，平均电负性等。我们将通过研究各种碳来更好地理解这一点 刘易斯点结构.

由氢和碳路易斯点结构形成的最简单的化合物是甲烷。 通过使用刘易斯点结构的概念来表示甲烷，我们可以更好地理解分子中键合的概念。 所以我们要了解如何 画出氢碳刘易斯点结构 一步步。

我们必须知道价电子数才能画出 结构。 所以甲烷中的价电子数： 根据公式，结构中有 4 个碳和 4 个氢。 碳中的价电子数为 4，氢中为 4 个（由于分子中有四个氢原子，价电子数为 4）。 所以分子中的价电子总数将是 8+XNUMX = XNUMX。

现在我们必须确定必须放在中心的原子，所以中心原子是电负性最小的原子。 在这个分子中，碳将是中心原子，其余（氢）原子将是周围的原子。 正如我们所看到的，原子周围的点代表价电子的数量。 因此，这些点的放置方式满足键合原子的化合价。

因此，在每个键中，氢和碳都各自贡献一个电子，从而满足彼此的价态。 由于只有一对电子参与键的形成，因此产生的键是单键。 结构为四面体，具有sp3杂化。

有许多钾和碳化合物，但我们将研究碳酸钾 (K2CO3)。 首先，我们将了解 刘易斯点结构 碳酸根离子 (CO32-)，这将使绘制碳酸钾结构更容易。

在碳酸根离子中，有3个碳和4个氧原子，所以碳中的价电子数为6，氧为3（因为氧原子有3个，氧中的价电子数为6×18=2）， +2 电子，因为它上面有 -4 电荷。 因此，价电子的总数将是 6+3×2+24=2 个电子。 碳是分子中电负性最小的，它将是中心原子，氧被放置在它周围。 因此，在氧和碳之间放置了 6 个电子以满足化合价（每个氧原子上将放置 XNUMX 个电子）。

但是我们注意到碳的化合价没有得到满足，因此必须在碳和氧之间放置一对氧电子对。 这样就满足了碳和氧的化合价。 但是我们可以注意到，2个氧原子会形成单键，2个氧原子会形成双键。 因为有XNUMX- 在碳酸盐上充电，我们在结构周围放了一个支架 并写-2。

现在我们 认识碳酸根离子 刘易斯点结构 我们可以很容易地得出 K2CO3 刘易斯点结构。 钾是金属，二氧化碳是非金属，它将是一种离子化合物。 所以金属的价电子转移到非金属上。 将 K 写在两边，将碳酸盐放在中间。 钾的化合价为+3，因此它将其价电子提供给碳酸根离子并带正电荷。 这样，钾和碳平衡电荷，K1CO2 将是中性化合物。

二氧化碳的结构含有2个碳原子和XNUMX个氧原子。

碳的价电子为6，氧为2（由于存在6个氧原子，氧价电子的总数包括2×12=12个电子）。 因此，价电子总数将为 4+16=6 个电子。 由于碳的电负性最小，它将是中心原子，氧将围绕在它周围。 如果我们在每个氧原子周围放置 2 个电子，在氧和碳之间放置 2 个电子，则碳的化合价将不满足，因此在氧和碳原子之间放置了 XNUMX 个电子对。

这样，两个原子的化合价都得到满足。 由于每个键之间共享 2 个电子对，因此会产生 双键.

一氧化碳（CO）的结构由一个碳原子和一个氧原子组成。

碳中的价电子为 4，氧中的价电子为 6。因此价电子总数为 4+6=10 个电子。 由于电负性较小，碳将再次成为中心原子。 如果我们在两个原子（氧和碳）之间放置一对电子，碳的化合价将不会得到满足。

因此，我们需要在氧原子和碳原子之间放置 3 个电子对，这样碳和氧的化合价就会得到满足，从而形成三键。 它以气体（无色）的形式存在，易燃。 它也被称为水煤气。

的结构 四氯化碳 由 4 个碳原子和 4 个氯原子 (CClXNUMX) 组成。

碳的价电子为 4，氯为 7（由于存在 4 个氯原子，因此总氯价电子为 4×7=28）。 分子中的价电子总数为 4+28=32 个电子。 由于电负性较小，因此氯碳将成为中心原子。 为了满足氯原子和碳原子各自的化合价。 我们需要在每个氯原子和碳原子之间放置一个电子对。

现在所有原子的化合价都将得到满足。 所有产生的键都是单键。

二硫化碳的结构由2个碳原子和XNUMX个硫原子组成。

碳的价电子为 4，硫为 6（由于存在 2 个硫原子，硫价电子的总数为 6×2=12 个电子）。 所以分子中的价电子总数将是 4+12=16 个电子。 碳将是中心原子，因为它的电负性相对较小。 如果我们在 2 个原子（硫和碳）之间放置一个电子对，则不会满足化合价，因此我们必须在碳和硫原子之间放置 2 个电子对。

这样，碳和硫的化合价都得到满足，得到的两个键都是双键，键长为 155.26 pm。

在前面的部分中，我们已经看到了具有碳和氢原子的最简单的分子甲烷，在本节中，我们将看到一个稍微复杂的丙烷分子。 该结构具有 3 个碳原子和 8 个氢原子 (C3H8)。

碳的价电子数为 4（由于存在 3 个碳原子，因此碳价电子的总数为 4×3=12 个电子），氢为 1（由于存在 8 个氢原子，因此氢价的总数电子将是 8×1=8 个电子）。 因此，分子中的价电子总数将为 12+8=20 个电子。

中心原子将是碳。 结构外侧的 2 个碳原子与 3 个氢原子共享 3 个电子对，与内部碳原子共享一对。 内部碳原子与 2 个外部碳原子在两侧共享 2 个电子对，与 2 个氢原子共享 2 个电子对。 这样，所有原子都满足它们的化合价，并且所有产生的键都是单键。

四氟化碳的结构由 4 个碳原子和 4 个氟原子 (CFXNUMX) 组成。

碳中的价电子为 4，氟中为 7（由于存在 4 个氟原子，分子中的总氟价电子将为 4×7=28 个电子）。 分子中的价电子总数为 28+4=32 个电子。 由于电负性较小，碳原子将再次成为中心原子。

碳和氟各自共享一对电子。 这样，所有原子的化合价都得到满足，得到的所有键都是单键。 观察到的平均键长约为 132 ppm。 碳和氟之间的键强度相当高。

在前面的部分中，我们已经看到 CCl4 的例子，它是碳的一个例子 和氯化合物。 现在我们将再研究一个碳和氯分子，但它也有一个氢，分子是氯仿。

该结构具有 3 个碳原子、3 个氢原子和 XNUMX 个氯原子 (CHClXNUMX)。 它的同义词（或 IUPAC 名称）是三氯甲烷。 我们 知道价电子 在碳中是 4，​​在氢中是 7，在氯中是 3（因为存在 3 个氯原子，所以总氯价电子将为 7×21=4 个电子）。 分子中的总价电子将是 1+21+26=XNUMX 个电子。

由于电负性较小，碳将成为中心原子。 必须在氯和碳的三个原子之间以及氢和碳原子之间放置一个电子对。 这样，所有原子的化合价都将得到满足，得到的键将是单键。 它以气体（无色）的形式存在。 处理这种化合物时应该非常小心，因为它具有致癌性并且对健康非常有害。

四溴化物的结构有4个碳原子和4个溴原子（CBrXNUMX）。

碳的价电子为 4，溴为 7（因为存在 4 个溴原子，所以溴的价电子总数为 4×7=28 个电子）。 分子中的价电子总数为 28+4=32 个电子。 必须在溴和碳原子的每一个之间放置一个电子对。 这样，所有原子的化合价都得到满足，得到的键是单键。 观察到的杂交是sp3。

它的同义词是四溴甲烷。 它有甜味，以单斜晶体结构的气体（无色）形式存在。

另外，请点击了解 SF6 路易斯结构 和 XeCl4 Lewis结构式.