Formale Anklage, wie sie zu erarbeiten - Chemie Stapelaustausch
Ihre Formel ist richtig. Wenn $ V $ die Anzahl der Valenzelektronen ist ursprünglich an ein Atom zugeordnet ist $ N $ die Anzahl der nichtbindender Elektronen und $ B $ die Anzahl der Bindungen ($ \ frac $ von der Anzahl der Bindungselektronen genauer zu sein ), dann ist die formale Ladung $ FC $:
Sulfationen hat zwei gültige Strukturen, die Sie ziehen könnten, ein mit Schwefel eine formale Ladung von Null und Eins mit Schwefel mit einer formalen Ladung von +2. Die Strukturen, die unten (von der Wikipedia-Seite. In die Public Domain freigegeben) folgen der ärgerlich, aber zulässige Konvention Elektronenpaare mit Bars zu ersetzen.
Wenn die Struktur auf der linken Seite (# 1) korrekt ist, dann das Schwefelatom ($ V = $ 6) sechs Bindungen ($ B = 6 $) und keine freien Elektronenpaare ($ $ N = 0). Zwei Sauerstoffatome (V = 6) zwei Bonds ($ B = 2 $) und zwei freie Elektronenpaar ($ N = $ 4), während die anderen zwei Sauerstoffatome haben eine Bindung ($ B = 1 $) und drei Elektronenpaare ($ N = 6 $). Das Schwefelatom und zwei Sauerstoffatome aufweisen $ $ FC = 0, und die verbleibenden zwei Sauerstoffatome haben $ FC = -1 $ für eine Gesamt Ladung des Ions von $ -2 $.
Wenn die Struktur auf dem rechten Seite (# 2) korrekt ist, dann das Schwefelatom ($ V = $ 6) vier Bindungen ($ B = $ 4) und keine freien Elektronenpaare ($ $ N = 0). Alle vier Sauerstoffatomen (V = 6) eine Bindung ($ $ B = 1) und drei Elektronenpaare ($ $ N = 6). Das Schwefelatom hat $ FC = + 2 $ und die Sauerstoffatome haben $ FC = -1 für eine Gesamtladung auf dem $ $ $ Ion von -2. $$ FC _> = 6- (4 + 0) = + 2 $$ $$ FC _> = 6- (1 + 6) = - 1 $$
Aber warte! Eine grundlegende Frage könnte sein: „Wie kann das Sulfat-Ion zwei sehr unterschiedliche Strukturen aufweisen, die unterschiedliche formale Ladungen auf den Schwefel- und Sauerstoffatomen bringt?“
Formalladung ist eine nette Buchhaltung Mechanismus, hat aber keine experimentell gültige Beziehung zur tatsächlichen Ladung auf jedes Atom in den meisten Molekülen oder Ionen. Formalladung entspricht nur tatsächliche Ladung auf einatomigen Arten. Formale Ladung fällt in die Kategorie von Modellen, die wir in der Chemie verwenden, die 1) hilfreich, 2) erzeugen die richtige Antwort, wenn sie richtig verwendet, und 3) völlig falsch. Andere Modelle in dieser Kategorie gehören Oxidationszahl, VSEPR, Resonanz und Elektronegativität. Der experimentelle Beweis schlägt vor, die wirkliche Struktur von Sulfat kombiniert Merkmale sowohl Struktur # 1 und Struktur # 2, aber würde eine Herausforderung sein, die Formalismen zu zeichnen verwenden wir angenommen haben:
- Alle vier $ \ ce $ Anleihen sind gleich lang (# 2).
- Die Länge der ce $ Bindungen $ \ ist kürzer als ein normaler $ \ ce $ Einfachbindung ist und länger als eine normale $ \ ce $ double (# 1).
- Das Schwefelatom hat eine teilweise positive Ladung (# 2) (beachten Sie, dass Teilladungen, im Gegensatz zu formalen Ladungen, haben einige experimentelle Basis).
- Die vier Sauerstoffatome haben äquivalente Teil negative Ladungen (# 2).
- Die teilweise negativen Ladungen an den Sauerstoffatomen in dem mehr als $ -2 $, aber nicht überall in der Nähe von $ -4 $ (# 1).
So wie ich es gelernt habe, Oxidationszahlen können durch herauszufinden, wo die Bindungselektronen bestimmt werden würden unter der Annahme, Anleihen sind 100% ionische, während formale Ladungen durch herauszufinden, bestimmt werden können, wo die Elektronen sein würden, wenn die kovalente Bindung 100% waren .
