Lewis-rakenne

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Vetyfluoridin Lewis-rakenne. Fluorilla on kolme vapaata elektroniparia.

Lewis-rakenne eli elektronipisterakenne, -diagrammi tai -esitys on molekyylistä piirretty esitys, joka kuvaa molekyylin atomienvälistä sitoutumista ja mahdollisia vapaita elektronipareja.[1] Lewis-rakenteen ei ole tarkoitus kuvata kolmiulotteista rakennetta.[2] Rakenne esittää valenssielektronit pisteinä, mutta jaetut sidoksia muodostavat elektroniparit yksinkertaistetaan yleensä viivoiksi. Yksi atomienvälinen viiva kuvaa sidoskertalukua yksi, kaksi viivaa sidoskertalukua kaksi ja niin edelleen. Ytimiä kuvaavat alkuaineiden tunnukset. Lewis-rakenne on nimetty rakenteen keksineen G. N. Lewisin mukaan. Hän esitti rakenteen vuonna 1916.

Elektronien lukumäärä Lewis-rakenteessa vastaa valenssielektronien lukumäärää yksittäisissä atomeissa. Oktettisäännön mukaan atomi on vakain, kun sitä ympäröi kahdeksan valenssielektronia. Kahdeksan valenssielektronin tilaan, oktettiin, atomi pyrkii jakamalla elektroneja eli muodostamalla kovalenttisia sidoksia. Esimerkiksi fluori, jolla on seitsemän valenssielektronia, pyrkii jakamaan yhden elektroneistaan ja muodostamaan siten yksinkertaisen kovalenttisen sidoksen. Oktettisääntö on kuitenkin pelkkä malli ja siihen on lukuisia poikkeuksia. Esimerkiksi vety ja eräät toisen jakson alkuaineet (litium ja beryllium) pyrkivät kahdeksan elektronin sijasta kahden elektronin valenssielektronitilaan (heliumin valenssielektronitila [He]). Toisaalta boori pyrkii kuuden elektronin valenssielektronitilaan eli niin sanottuun sekstettiin. Eräillä alkuaineilla, kuten fosforilla ja rikillä okstettissääntö voi myös ylittyä.

Joskus molekyylillä on useita sopivia Lewis-rakenteita, jolloin sen Lewis-rakenteet ovat resonanssirakenteita ja aine on resonanssihybridi eli eri rakenteiden sekoitus. Esimerkiksi nitriitti-ionille voidaan tuottaa rakenteet:

Nitrite-ion-lewis-canonical.png

Resonanssi kuvataan rakenteiden välisellä nuolella. Mikään yksittäinen resonanssirakenne ei ole todellinen.[3] Molekyyli ei siis vaihtele muodosta toiseen vaan siinä on eri resonanssimuotojen piirteitä.

Lähdeviitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe: Inorganic Chemistry, 2nd ed. Pearson Education Limited, 2005. ISBN 0130-39913-2. (englanniksi)
  2. J.G. Smith: Organic Chemistry 2/e, McGraw-Hill, 2007, ISBN 978-0-07-304986-1 (englanniksi)
  3. John McMurry: Organic Chemistry (5th edition), s. 47. Brooks/Cole, 2000. ISBN 0-534-37366-6. (englanniksi)