Який формальний заряд на кожному атомі в CO_2?

Для того, щоб визначити формальні заряди для атомів у молекулі вуглекислого газу, необхідно враховувати той факт, що # "CO" _2 # має три резонансні структури, які виглядають так:

ПРИМІТКА: фактична структура молекули вуглекислого газу є гібридом між цими трьома структурами, але я просто покажу вам кожну з них окремо, тому що я не хочу, щоб відповідь стала надто довгою..

Молекула вуглекислого газу має загальну кількість 16 валентні електрони - 4 від атома вуглецю і 6 від кожного з двох атомів кисню, всі з яких враховані в трьох вищевказаних структурах Льюїса.

Найпростішим способом призначення формального заряду на атом є порівняння числа валентних електронів, які атом має з кількістю електронів, які він "отримує" в молекулі - припускаючи, що електронні зв'язки розподіляються однаково в будь-який час незалежно від електронегативність.

Почнемо з першої структури Льюїса. Форми вуглецю 4 облігації, що означає, що він отримує 4 електрони - 1 від кожного облігації. Оскільки вуглець має 4 валентні електрони, його формальний заряд буде нуль.

Те ж саме справедливо і для обох атомів кисню. Обидві вони формують 2 облігації, Що означає, що вони отримують 2 електрони. На додаток до цих електронів, обидва вони мають 2 одиночні пари; це приводить до загального числа електронів, до яких потрапляє атом кисню 6 (2 + 4). Оскільки кисень має 6 валентних електронів, він буде мати a нуль формального звинувачення.

Перехід до другої структури Льюїса. Вуглець знаходиться в тому ж становищі, що і раніше - він утворює 4 облігації #-># нуль формального звинувачення. Однак для атомів кисню все змінилося. Зверніть увагу на те, що кисень зліва зараз формується 3 облігації з вуглецем і має 1 одинока пара замість 2.

Це означає, що він отримає 5 електронів - 3 від облігацій і 2 від самотньої пари; тепер він має менше електрона, ніж "потребує", тобто один менше, ніж його валентні електрони. Це призведе до a (+1) формального звинувачення.

Кисень на правильних формах 1 зв'язок з вуглецем і має 3 самотні пари, в загальній складності 7 електронів; оскільки він має ще один електрон, ніж він потребує, він автоматично матиме a (-1) формального звинувачення.

Третя структура ідентична другої по відношенню до формальних зарядів, але цього разу кисень зліва отримає a (-1) формальний звинувачення і той, що знаходиться справа a (+1) формального звинувачення.