In der Chemie ist eine Lewis-Struktur eine zweidimensionale Darstellung der äußeren elektronischen Struktur der Atome, aus denen ein Molekül besteht . Es wurde von Gilbert Lewis erfunden und basiert auf der Topologie des Moleküls (Verbindung zwischen Atomen durch kovalente Bindungen ).
Die Lewis-Struktur besteht darin, die Lokalisierung von Elektronen an oder zwischen den Atomen des Moleküls zu definieren. Es werden nur Valenzelektronen berücksichtigt. So erhalten wir eine gewisse Sicht auf die elektronische Struktur des Moleküls durch seine freien Dubletts, seine Bindungsdubletts ( σ- und π- Bindungen ), seine Leerstellen und seine möglichen Einzelelektronen (im Fall von Radikalen).
In dieser Darstellung werden einzelne Elektronen durch Punkte und Elektronenpaare durch Linien bezeichnet (seltener durch zwei Punkte). Die Linien können sich an einem Atom (freies oder nicht bindendes Dublett) oder zwischen Atomen (bindendes Dublett, kovalente Bindung ) befinden.
Zwei Arten der Konstruktion sind entweder durch Herstellen der maximalen Verbindung oder durch Auferlegen des Bytes möglich. In allen Fällen ist eine Lewis-Struktur umso wahrscheinlicher
Die beiden hier vorgestellten Ansätze basieren auf einem genau definierten σ-Skelett.
Konstruktion durch maximale VerbindungDieser Ansatz ist am gebräuchlichsten und am schnellsten anzuwenden. Es erfolgt in drei Schritten
Hinweis: Dieser Ansatz führt manchmal zu schlecht kontrollierten Hypervalenzen, da es manchmal schwierig ist, die Elektronenpaare von Atomen zu trennen. Das Byte ist nicht garantiert und muss überprüft werden.
Konstruktion durch das auferlegte ByteDieser Ansatz (dessen Anwendung länger dauert) ist der systematischste. Dies führt immer zu einer guten Lewis-Struktur, da das Byte erzwungen wird.
Dieser Ansatz erfolgt in fünf Schritten:
Eine Lewis-Struktur ist nur eine vereinfachte Darstellung der elektronischen Struktur. Im Allgemeinen werden die Fehler korrigiert, indem mehrere Lewis-Strukturen (wie in CO 2- ) berücksichtigt werden. Wir sprechen von Mesomerie. Es gibt jedoch einige emblematische Fälle, in denen diese Schrift fehlerhaft ist und nicht korrigiert werden kann.
Trotz ihrer Einschränkungen ist die Lewis-Struktur ein wesentliches Werkzeug für Chemiker und hilft bei der Erklärung der Zusammensetzung und Reaktivität vieler Verbindungen, insbesondere in der organischen Chemie . Andererseits kann es die Reaktivität der Übergangselemente nicht erklären .
Ausnahmen von der ByteregelBeobachtetes Byte
Byte nicht durch Überschuss respektiert
Schwefelsäure Molekül
Elektronische Lücke (Beispiel für BH 3 )
Erzwungenes Byte und Hypervalenz
Isomerie Die HC # NH - (+) N # C (-) - Isomerie zeigt, dass Lewis-Strukturen manchmal dazu beitragen können, die Konnektivität eines Moleküls zu bestimmen.