Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑azure

Rodzaje wzorów elektronowych

bg

W celu przedstawienia wiązania chemicznego, można zastosować wzory elektronowe, zwane też wzorami Lewisa. Są to wzory strukturalne z zaznaczonym rozmieszczeniem par elektronowych wiążących (elektrony wspólne) i niewiążących (wolne pary elektronowe). Wyróżnić można trzy rodzaje wzorów elektronowych:

  • kropkowewzór elektronowy kropkowykropkowe (wszystkie elektrony przedstawione są za pomocą kropek);

  • kreskowewzór elektronowy kreskowykreskowe (każda para elektronów przedstawiona jest za pomocą kreski);

  • kreskowo–kropkowewzór elektronowy kreskowo–kropkowykreskowo–kropkowe (wiążąca para elektronowa przedstawiona jest kreską, a wolna para elektronowa zaznaczona jest jako dwie kropki).

Wiązanie koordynacyjne jest rodzajem wiązania kowalencyjnego. Tworzy je para elektronowa pochodząca od jednego atomu tworzącego wiązanie – donora, przesunięta w kierunku drugiego atomu – akceptora. Wiązanie to można zaznaczyć we wzorach kreskowych i kreskowo–kropkowych strzałką skierowaną w stronę akceptora.

bg‑gray2

Tworzenie wzoru elektronowego cząsteczki fluorowodoru

bg

Podczas powstawania cząsteczek z atomów, w wyniku nakładania się orbitali atomowych z niesparowanymi elektronami, uzyskujemy wiążącą parę elektronową, która tworzy orbital cząsteczkowy ze sparowaną parą elektronową. Możliwe jest też utworzenie wiązania, które stanowi para elektronowa tylko jednego z atomów (wiązanie donorowo–akceptorowe). Z kolei wolne pary elektronowe cząsteczka przejmuje w tej samej postaci, w jakiej znajdowały się na atomach. Zasady tworzenia wzoru elektronowego można przedstawić, korzystając z klatkowego zapisu konfiguracji elektronowej atomów, które biorą udział w tworzeniu cząsteczki – np. fluorowodoru (HF).

R1QBZ6Ina0Q6V1
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Atom wodoru posiada jeden niesparowany elektron, ale do uzyskania trwałej walencyjnej konfiguracji elektronowej potrzebuje jeszcze jednego. Podobnie jest w przypadku atomu fluoru, który także potrzebuje jednego elektronu, aby uzyskać trwałą, walencyjną konfiguracją elektronową. Atom fluoru posiada siedem elektronów walencyjnych, w tym trzy pary elektronowe i jeden niesparowany elektron. Miedzy atomami wodoru i fluoru następuje uwspólnienie niesparowanych elektronów i utworzenie tym samym wiążącej pary elektronowej.

R1JchKyNLOBh0
Wzór elektronowy kropkowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kropkowy. Atom wodoru H łączy się poprzez uwspólnienie elektronu z atomem fluoru F. Zatem powstaje wiązanie, na skutek sparowania pierwotnie niesparowanego elektronu pochodzącego od atomu wodoru z niesparowanym elektronem atomu fluoru. Parę elektronową symbolizują dwie kropki znajdujące się pomiędzy atomem wodoru i atomem fluoru. Atom fluoru posiada ponadto trzy wolne pary elektronowe otaczające symbol F, są to niewiążące pary elektronowe. Każdą parę reprezentują dwie kropki. Wzór elektronowy kropkowo–kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kropkowo-kreskowy. Atom wodoru H łączy się poprzez uwspólnienie elektronu z atomem fluoru F. Zatem pierwotnie niesparowany elektron atomu wodoru i niesparowany elektron fluoru tworzą parę elektronową, co symbolizuje kreska łącząca symbol H z F. Atom fluoru posiada ponadto trzy wolne pary elektronowe otaczające symbol F, są to niewiążące pary elektronowe. Każdą parę reprezentują dwie kropki. Wzór elektronowy kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kreskowy. Atom wodoru H łączy się poprzez uwspólnienie elektronu z atomem fluoru F. Zatem pierwotnie niesparowany elektron atomu wodoru i niesparowany elektron fluoru tworzą parę elektronową, co symbolizuje kreska łącząca symbol H z F. Atom fluoru posiada ponadto trzy wolne pary elektronowe otaczające symbol F, są to niewiążące pary elektronowe. Każdą parę reprezentuje kreska.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2

Tworzenie wzoru elektronowego cząsteczki wody

bg

Atom tlenu posiada sześć elektronów walencyjnych, więc do uzyskania trwałej walencyjnej konfiguracji elektronowej brakuje mu dwóch elektronów. Potrzebne elektrony uzyskuje od dwóch atomów wodoru, z którymi uwspólnia swoje dwa elektrony.

RwogvWf5sP7Jv1
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rlz9JxshSslbs
Wzór elektronowy kropkowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kropkowy cząsteczki wody zbudowanej z atomu tlenu O połączonego za pomocą wiązań pojedynczych z dwoma atomami wodoru H. Każde wiązanie łączące atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez dwie kropki pomiędzy symbolami wspomnianych atomów. Ponadto atom tlenu posiada dwie wolne pary elektronowe reprezentowane przez dwie pary kropek (w sumie cztery kropki, to jest cztery elektrony). Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia. , Wzór elektronowy kropkowo–kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kropkowo-kreskowy cząsteczki wody zbudowanej z atomu tlenu O połączonego za pomocą wiązań pojedynczych z dwoma atomami wodoru H. Każde wiązanie łączące atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez kreskę łączącą symbole wspomnianych pierwiastków. Ponadto atom tlenu posiada dwie wolne pary elektronowe reprezentowane przez dwie pary kropek (w sumie cztery kropki, to jest cztery elektrony). Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia. , Wzór elektronowy kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kreskowy cząsteczki wody zbudowanej z atomu tlenu O połączonego za pomocą wiązań pojedynczych z dwoma atomami wodoru H. Każde wiązanie łączące atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez kreskę łączącą symbole wspomnianych pierwiastków. Ponadto atom tlenu posiada dwie wolne pary elektronowe reprezentowane przez dwie kreski (w sumie cztery elektrony). Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2

Tworzenie wzoru elektronowego jonu hydroniowego

bg

Jeżeli do cząsteczki wody przyłączy się proton, to otrzymany zostanie jon hydroniowy (H3O+). W cząsteczce wody oba atomy wodoru i atom tlenu posiadają trwałą walencyjną konfigurację elektronową. Na atomie tlenu znajdują się dwie wolne pary elektronowe, z których jedna zostanie wykorzystana na utworzenie wiązania donorowo‑akceptorowego.

R35yYIoGpwEqe
Wzór elektronowy kropkowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kreskowy jonu hydroniowego zbudowanego z atomu tlenu O połączonego z trzema atomami wodoru H. Każde z trzech wiązań łączących atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez dwie kropki znajdujące się pomiędzy symbolami wspomnianych pierwiastków. Ponadto atom tlenu posiada jedną wolną parę elektronową reprezentowaną przez dwie kropki (w sumie są to dwa elektrony). Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia. Cała struktura znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym znajduje się znak plus., Wzór elektronowy kropkowo–kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kreskowy jonu hydroniowego zbudowanego z atomu tlenu O połączonego z trzema atomami wodoru H. Każde z dwóch wiązań łączących atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez kreskę łączącą symbole wspomnianych pierwiastków. Ponadto atom tlenu posiada jedną wolną parę elektronową reprezentowaną przez dwie kropki (w sumie są to dwa elektrony). Atom tlenu posiada również drugą parę elektronową (reprezentowaną przez kreskę) tworzącą wiązanie z trzecim atomem wodoru. Wiązanie to symbolizuje strzałka poprowadzona od wspomnianej pary elektronowej tlenu do trzeciego atomu wodoru. Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia. Cała struktura znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym znajduje się znak plus., Wzór elektronowy kreskowy Ilustracja przedstawiająca wzór elektronowy kreskowy jonu hydroniowego zbudowanego z atomu tlenu O połączonego z trzema atomami wodoru H. Każde z dwóch wiązań łączących atom tlenu i atom wodoru symbolizowane jest przez kreskę łączącą symbole wspomnianych pierwiastków. Ponadto atom tlenu posiada jedną wolną parę elektronową reprezentowaną przez kreskę (w sumie są to dwa elektrony). Atom tlenu posiada również drugą parę elektronową tworzącą wiązanie z trzecim atomem wodoru. Wiązanie to symbolizuje strzałka poprowadzona od wspomnianej pary elektronowej do trzeciego atomu wodoru. Kąt pomiędzy atomami H O H jest kątem rozwartym i wynosi 104,45 stopnia. Cała struktura znajduje się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym znajduje się znak plus.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray2

Tworzenie wzoru elektronowego cząsteczki kwasu siarkowego(VI)

bg

Kwas siarkowy(VI) (H2SO4) składa się z dwóch atomów wodoru, jednego atomu siarki i czterech atomów tlenu.

RnMHNUODYOIEh1
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Atomy wodoru posiadają po jednym niesparowanym elektronie, więc brakuje im jednego elektronu do uzyskania trwałej walencyjnej konfiguracji elektronowej. Potrzebny elektron uzyskają od atomów tlenu, które posiadają po cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane. Każdy z atomów tlenu przeznaczy swój jeden elektron niesparowany na wiązanie z atomem wodoru. Drugi niesparowany elektron atomów tlenu weźmie udział w tworzeniu wiążącej pary elektronowej z atomem siarki, której do uzyskania trwałej walencyjnej konfiguracji elektronowej brakuje dwóch elektronów. W ten sposób zarówno atomy wodoru, tlenu, jak i atom siarki uzyskują trwałe, walencyjne konfiguracje elektronowe. W celu przyłączenia dwóch kolejnych atomów tlenu, atom siarki przeznacza swoje dwie wolne pary elektronowe na utworzenie wiązania donorowo‑akceptorowego (atom tlenu, chcąc przyjąć parę elektronową, musi przenieść niesparowany elektron na inny orbital, na którym znajduje się elektron, dzięki czemu pozostawia jeden wolny).

R14bQOlCwcKpt
Wzór elektronowy kropkowy Ilustracja przedstawiająca strukturę cząsteczki kwasu siarkowego(VI). Wzór elektronowy kropkowy składa się z dwóch atomów wodoru, z których każdy łączy się z atomem tlenu. Pomiędzy atomami wodoru i tlenu znajdują się dwie kropki symbolizujące parę elektronową biorącą udział w tworzeniu wiązania. Elektrony pochodzące od wodoru (po jednym od każdego atomu pierwiastka) zaznaczono kolorem niebieski, a elektrony pochodzące od atomu tlenu kolorem czerwonym. Oprócz tego, atomy tlenu posiadają po dwie wolne pary elektronowe, które zaznaczone są jako dwie pary kropek znajdujące się po przeciwnych stronach w obrębie każdego z atomów tlenu. Każdy z wspomnianych atomów tlenu uwspólnia ostatni dostępny elektron z atomem siarki, który z kolei uwspólnia z każdym z dwóch omawianych atomów tlenu po jednym elektronie. Atom siarki łączy się z dwoma pozostałymi atomami tlenu, będąc donorem par elektronowych zaznaczonych w postaci dwóch kropek (w kolorze żółtym) pomiędzy atomem siarki oraz pierwszym, jak i drugim atomem tlenu. Każdy z ostatnio wspomnianych dwóch atomów tlenu posiada również trzy wolne pary elektronowe zaznaczone jako sześć czerwonych kropek otaczających każdy z dwóch atomów tlenu., Wzór elektronowy kropkowo–kreskowy Ilustracja przedstawiająca strukturę cząsteczki kwasu siarkowego(VI). Wzór elektronowy kropkowo-kreskowy składa się z dwóch atomów wodoru, z których każdy łączy się z atomem tlenu. Pomiędzy atomami wodoru i tlenu znajduje się po jednej kresce łączącej oba symbole pierwiastków. Kreski symbolizują wiążącą parę elektronową biorącą udział w tworzeniu wiązania. Oprócz tego, atomy tlenu posiadają po dwie wolne pary elektronowe, które zaznaczone są jako dwie pary kropek znajdujące się po przeciwnych stronach symbolu w obrębie każdego z atomów tlenu. Każdy z wspomnianych atomów tlenu uwspólnia ostatni dostępny elektron z atomem siarki, który z kolei uwspólnia z każdym z dwóch omawianych atomów tlenu po jednym elektronie, co symbolizuje po jednej kresce łączącej każdy z dwóch wspomnianych atomów tlenu z atomem siarki. Atom siarki łączy się z dwoma pozostałymi atomami tlenu, będąc donorem par elektronowych zaznaczonych w postaci kreski pomiędzy atomem siarki oraz pierwszym, jak i drugim atomem tlenu. Każdy z ostatnio wspomnianych dwóch atomów tlenu posiada również trzy wolne pary elektronowe zaznaczone jako sześć czerwonych kropek otaczających każdy z dwóch atomów tlenu., Wzór elektronowy kreskowy Ilustracja przedstawiająca strukturę cząsteczki kwasu siarkowego(VI). Wzór elektronowy kreskowy składa się z dwóch atomów wodoru, z których każdy łączy się z atomem tlenu. Pomiędzy atomami wodoru i tlenu znajduje się po jednej kresce łączącej oba symbole pierwiastków. Kreski symbolizują wiążącą parę elektronową biorącą udział w tworzeniu wiązania. Oprócz tego, atomy tlenu posiadają po dwie wolne pary elektronowe, które zaznaczone są jako dwie kreski znajdujące się po przeciwnych stronach symbolu w obrębie każdego z atomów tlenu. Każdy z wspomnianych atomów tlenu uwspólnia ostatni dostępny elektron z atomem siarki, który z kolei uwspólnia z każdym z dwóch omawianych atomów tlenu po jednym elektronie, co symbolizuje po jednej kresce łączącej każdy z dwóch wspomnianych atomów tlenu z atomem siarki. Atom siarki łączy się z dwoma pozostałymi atomami tlenu, będąc donorem par elektronowych zaznaczonych w postaci kreski pomiędzy atomem siarki oraz pierwszym, jak i drugim atomem tlenu. Każdy z ostatnio wspomnianych dwóch atomów tlenu posiada również trzy wolne pary elektronowe zaznaczone jako trzy kreski otaczające każdy z dwóch atomów tlenu.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

wzór elektronowy kropkowy
wzór elektronowy kropkowy

wzór elektronowy, w którym wszystkie elektrony przedstawione są za pomocą kropek

wzór elektronowy kreskowy
wzór elektronowy kreskowy

wzór elektronowy, w którym każda para elektronów przedstawiona jest za pomocą kreski

wzór elektronowy kreskowo–kropkowy
wzór elektronowy kreskowo–kropkowy

wzór elektronowy, w którym wiążąca para elektronowa przedstawiona jest kreską, a wolna para elektronowa zaznaczona jest jako dwie kropki

Bibliografia

Pazdro K., Rola – Noworyta A., Chemia. Repetytorium dla przyszłych maturzystów i studentów, Warszawa 2014.