Come scrivere le formule di struttura

Chiara ha scritto:

Ho difficoltà a capire come disporre le coppie di elettroni in molecole come HClO₃ o SO₃, ma anche in NO₃^– o SO₃^—, perché non so quando inserire i doppi legami.

Grazie

Rispondo così:

Se utilizzi la simbologia di Lewis, puoi applicare un metodo piuttosto rapido.

Il trucco è collegare prima tutti gli atomi presenti con un legame semplice, impegnando dapprima gli elettroni singoli in legami semplici, poi si aggiungeranno i doppi.

Per prima cosa disponi l’atomo centrale, quello che lega gli atomi di ossigeno.

Riporta quindi la sua corretta simbologia di Lewis (simboli elettrone-punto) e segui i passaggi suggeriti per i composti che ci proponi.

– HClO₃

• Disponi intorno all’atomo centrale quelli di ossigeno sempre con i loro simboli di Lewis (sempre 6 puntini)

• L’atomo di idrogeno legalo subito a un atomo di ossigeno. A quest’ultimo resta un puntino (1 elettrone), collegalo all’atomo centrale di cloro.

• Al cloro rimangono 3 coppie di elettroni non condivisi. Ognuno dei due atomi di ossigeno restanti ha 2 elettroni singoli. Si useranno  coppie libere sull’atomo di cloro per formare i legami dativi (o doppi) con gli atomi di ossigeno.

La formula di struttura definitiva, ripulita, e con gli angoli di legame corretti è:

– SO₃

In questo caso l’atomo centrale è S con i suoi 6 elettroni di valenza (6 puntini)

• Colleghiamo il primo atomo di ossigeno con 1 legame. Sia S che O presentano ciascuno ancora un elettrone libero. I due elettroni sono impiegati per formare il doppio legame S=O.
• Gli elettroni delle due coppie non condivise sullo zolfo vengono impegnati per formare 2 legami doppi con i 2 atomi di ossigeno.

Si ottiene quindi la seguente struttura provvisoria:

La formula di struttura definitiva, ripulita e con la corretta geometria è la seguente:

NO₃^–

In questo caso dobbiamo considerare che lo ione poliatomico ha un elettrone in più rispetto a quelli di valenza.

• Disegniamo l’azoto con i suoi elettroni-punto. Possiamo per semplicità aggiungere subito l’elettrone in più come se fosse di un atomo di ossigeno (il puntio blu a destra di O nel disegno)
• Colleghiamo tutti e tre gli atomi di ossigeno con un legame ciascuno con l’azoto.
• Su due dei tre atomi di ossigeno posizioniamo ora i doppi legami necessari.

La formula definitiva, comprensiva della simbologia da attribuire per la carica negativa condivisa da tutto lo ione, è la seguente.

In realtà gli elettroni dei doppi legami sono delocalizzati su tutti e tre gli atomi di ossigeno, con il fenomeno di risonanza.

 SO₃^—

Di nuovo si parte dallo zolfo centrale.

Dei suoi 6 elettroni, 2 serviranno per fare i 2 legami singoli e 1 doppio. Sullo zolfo resta una coppia non condivisa.

La formula definitiva con la simbologia corretta e la geometria molecolare opportuna è la seguente:

Ancora una volta gli elettroni dei tre legami sono delocalizzati su tutto lo ione.