The arrangement of atoms in a molecule or ion is called its molecular structure. Using Formal Charge to Predict Molecular Structure The sum of the formal charges of all the atoms equals –1, which is identical to the charge of the ion (–1). Subtract this number from the number of valence electrons for the neutral atom: Each chlorine atom now has seven electrons assigned to it, and the iodine atom has eight. Assign lone pairs of electrons to their atoms. Divide the bonding electron pairs equally for all I–Cl bonds: The following steps are followed to assign formal charges to each atom in the interhalogen ion ICl 4 −. Calculating Formal Charge from Lewis Structures The formal charge is only a useful bookkeeping procedure it does not indicate the presence of actual charges. Remember that the formal charge calculated for an atom is not the actual charge of the atom in the molecule. The sum of the formal charges of all atoms in a molecule must be zero the sum of the formal charges in an ion should equal the charge of the ion. The formal charge calculations can be double-checked by determining the sum of the formal charges for the whole structure. Thus, the formal charge is calculated as follows: Alternatively, formal charge results when from the number of valence electrons of a neutral atom, the nonbonding electrons are first reduced, followed by the subtraction of the number of bonds connected to that atom in the Lewis structure. The formal charge of an atom in a molecule is the hypothetical charge the atom would have if the electrons in the bonds are evenly distributed between the atoms. The concept of formal charges can be used to help predict the most appropriate Lewis structure when more than one reasonable structure exists.
In some cases, there are seemingly more than one valid Lewis structures for molecules and polyatomic ions. Formale Ladungen sind nicht die tatsächlichen Ladungen von Molekülen oder Atomen, sondern eine buchhalterische Konvention.ĭie tatsächliche Ladung des Moleküls hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich des Unterschieds in der Elektronegativität zwischen den teilnehmenden Atomen. Da Sauerstoff elektronegativer als Stickstoff ist, wird die zweite Struktur mit der negativen formalen Ladung des Sauerstoffs als die dominierende Struktur für Distickstoffmonoxid identifiziert. Zusätzlich sollte eine negative formale Ladung, falls vorhanden, vom elektronegativsten Atom getragen werden. Daher kann die dritte Struktur mit der höheren formalen Ladung ignoriert werden. Im Allgemeinen liegen die formalen Ladungen an den einzelnen Atomen in einer dominanten Lewis-Struktur nahe bei Null. Die Berechnung auf der Grundlage der Anzahl der nicht-bindenden Elektronen und der halben Anzahl der bindenden Elektronen ergibt die formale Ladung für jede Struktur.ĭa Distickstoffmonoxid ein neutrales Molekül ist, muss die Summe aller formalen Ladungen Null ergeben. Stickstoff hat fünf Valenzelektronen, und Sauerstoff hat sechs Valenzelektronen. Zum Beispiel kann Distickstoffmonoxid durch drei mögliche Lewis-Strukturen dargestellt werden eine mit zwei Doppelbindungen, eine mit einer Dreifachbindung zwischen den Stickstoffatomen und eine mit einer Dreifachbindung zwischen dem Stickstoff und dem Sauerstoff-die alle die Oktett-Regel erfüllen.ĭie beste Lewis-Struktur wird durch formale Ladungsberechnungen ermittelt.
Die Summe aller formalen Ladungen in einem Molekül oder Ion ist gleich der Nettoladung des Moleküls oder Ions. Um die formale Ladung auf jedem Atom zu bestimmen, addieren Sie zunächst die Anzahl der nicht-bindenden Elektronen zur Hälfte der bindenden Elektronen und subtrahieren dann den erhaltenen Wert von der Anzahl der Valenzelektronen. Es wird angenommen, dass jedes Bindungselektron zu gleichen Teilen von den beiden Atomen geteilt wird. Jedem Atom wird eine hypothetische Ladung zugeordnet, die als formale Ladung bezeichnet wird.ĭies wäre die Ladung des Atoms, wenn alle anderen Atome im Molekül dieselbe Elektronegativität hätten. Einige Moleküle oder polyatomare Ionen können durch mehrere Lewis-Strukturen dargestellt werden, aber wie kann man entscheiden, welche davon die dominierende Struktur ist? Durch Berechnung der formalen Ladungen der Atome kann die der tatsächlichen Struktur des Moleküls am ähnlichsten Lewis-Struktur bestimmt werden.
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