Estructuras de puntos de Lewis

¿Qué son los puntos de Lewis?

El mundo de la química puede resultar confuso. Hay tablas periódicas, elementos, electrones y puntos de Lewis. ¿Qué son los puntos de Lewis, preguntas? Aunque no suenan como algo sobre lo que aprenderías en química, los puntos de Lewis son formas en que los químicos representan los electrones de valencia , que son los electrones más externos de un átomo. Los químicos están particularmente interesados ​​en los electrones de valencia porque son los electrones que participan en las reacciones químicas.

Los químicos representan cada electrón de valencia como un punto junto al símbolo del elemento, y puede usar la tabla periódica para determinar cuántos puntos contienen los elementos del grupo principal , o elementos 1A-8A.

A. La estructura de puntos de Lewis para el francio

Por ejemplo, un elemento del grupo 1A tendrá un electrón de valencia y, por lo tanto, un punto. Un elemento del grupo 2A tendrá dos electrones de valencia y (lo adivinaste) dos puntos … y así sucesivamente. Puntos de Lewis llevan el nombre de Gilbert Lewis, un químico que estudió cómo los elementos de bonos , o adjuntar juntos.

B. Todos los elementos de la columna (o grupo) vertical 1 tienen 1 electrón de valencia. Todos los elementos del grupo 2 tienen 2 electrones de valencia

Los átomos ganarán o perderán electrones para estabilizarse en lo que se conoce como la regla del octeto . A medida que estudie más química, aprenderá más sobre esta regla, pero por ahora solo sepa que un átomo es estable si tiene un conjunto completo de electrones de valencia, que en la mayoría de los casos es 8 (que es donde viene la palabra ‘octeto’ desde). Su tarea al dibujar puntos de Lewis es asegurarse de que no tenga puntos sin emparejar después de una reacción química. No se preocupe, todo esto tendrá más sentido por un momento, así que tome un lápiz y papel y ¡practiquemos!

Bonos simples y puntos de Lewis

Ahora que tiene una idea general de lo que son las estructuras de puntos de Lewis, veamos si podemos dibujar los puntos de Lewis para los elementos que se unen y forman moléculas. Comencemos con un ejemplo simple de un enlace simple, usando sal de mesa o NaCl.

• Paso 1: determina cuántos electrones de valencia aporta cada elemento a la molécula. Si observa la tabla periódica, el Na (sodio) está en el grupo 1A, lo que significa que tiene 1 electrón de valencia, y el Cl (cloro) está en el grupo 7A, lo que significa que tiene 7 electrones de valencia. Representamos cada electrón de valencia como un punto al lado del elemento. Comience colocando un punto en cada uno de los cuatro lados y luego repita con los puntos restantes. Deberías terminar con algo como lo que vemos en la imagen C:

C. Puntos de Lewis para Na y Cl

• Paso 2: coloca el enlace entre los átomos. Dos átomos están unidos entre sí si tienen un conjunto de electrones de valencia no apareados (o dos puntos no apareados) entre ellos. En este caso, es relativamente simple porque el sodio tiene solo un electrón de valencia. Recuerde, no desea ningún punto sin emparejar, por lo que el punto de sodio se unirá con el punto sin emparejar del cloro. Los químicos a menudo representan un vínculo con una línea, por lo que el cloruro de sodio se puede escribir como Na-Cl.

D. El electrón no apareado (punto) en Na se empareja con el electrón no apareado en Cl

Vínculos dobles y triples

Nuestro ejemplo de cloruro de sodio (NaCl) fue bastante sencillo. Pero, ¿qué sucede cuando tienes más de un conjunto de puntos no apareados en cada átomo? ¡Excelente pregunta! Para este ejemplo, usemos algo con lo que está realmente familiarizado: el oxígeno que está respirando, que se produce como O 2 .

• Paso 1: usa la tabla periódica para determinar cuántos electrones de valencia tiene el oxígeno. Dado que el oxígeno está en el grupo 6A, tiene 6 electrones de valencia. Dibuja los puntos alrededor del oxígeno colocando un punto a cada lado y luego repite con los puntos restantes. Como viste antes con el cloro, algunos de tus puntos deberían formar pares. Deberías terminar con algo como la imagen E:

E. Puntos de Lewis para oxígeno

• Paso 2: usa los puntos no apareados para hacer enlaces entre los átomos de oxígeno. Puede notar que tiene más de un conjunto de puntos no apareados aquí. En este caso, cada conjunto de puntos se empareja para que tenga dos enlaces entre los átomos de oxígeno. Esto significa que tiene un doble enlace, que está representado por dos líneas, o O = O.

Emparejamiento de puntos de F. Lewis para O
2

A continuación, usemos otro gas que se encuentra en el aire, nitrógeno o N 2 .

• Paso 1: usa la tabla periódica para determinar cuántos electrones de valencia tiene el nitrógeno. El nitrógeno está en el grupo 5A, por lo que tiene 5 electrones de valencia. Dibuja 5 puntos alrededor de cada símbolo de nitrógeno.
• Paso 2: empareje los puntos no apareados entre los dos átomos para formar enlaces. Notará que nuevamente tiene más de un conjunto de puntos no apareados, pero esta vez no solo tiene dos enlaces, sino tres, haciendo un enlace triple para formar N 2 .

Emparejamiento de puntos de G. Lewis para N
2

Iones poliatómicos

Finalmente, echemos un vistazo a los iones poliatómicos , o grupos de átomos unidos entre sí que tienen una carga. Usemos carbonato para nuestro ejemplo. El carbonato tiene la fórmula química CO 3 -2 .

H. Fórmula química para carbonato

Los pasos serán bastante similares a los que hicimos para los enlaces simples, dobles y triples, pero con un paso adicional al final.

• Paso 1: determina cuántos electrones de valencia tiene cada átomo. Si revisa la tabla periódica, el carbono tiene 4 y cada oxígeno tiene 6. Dibuje los puntos alrededor de cada símbolo.
• Paso 2: coloque enlaces entre los átomos utilizando puntos no apareados. Si tiene más de un conjunto de puntos no apareados, cree enlaces adicionales entre los átomos.
• Paso 3: Los electrones tienen carga negativa y el carbonato tiene una carga -2, lo que significa que tiene dos electrones adicionales. Continúe y coloque estos electrones con los puntos no apareados restantes.

I. Emparejamiento de puntos de Lewis para carbonato

A veces, una imagen de punto de Lewis específica no es la única forma de describir una molécula, por lo que existen estructuras de resonancia , que son diferentes representaciones de la misma molécula. Por ejemplo, el doble enlace en nuestro ejemplo de carbonato puede ocurrir con cualquiera de los átomos de oxígeno y las estructuras de resonancia ayudan a mostrar todas las formas en que los átomos pueden unirse dentro de la molécula.

J. Las diferentes formas en que se puede representar el carbonato

Resumen de la lección

La química puede dar miedo, pero no es tan mala si la analizas. Tomemos un momento para repasar las reglas de las estructuras de puntos de Lewis , que son simplemente representaciones de electrones de valencia o los electrones más externos de un átomo.

• Paso 1: Usa la tabla periódica para determinar cuántos electrones de valencia tiene tu átomo y luego dibuja esos puntos alrededor de tu átomo.
• Paso 2: Si tiene puntos no apareados, utilícelos para formar enlaces entre los átomos. Si tiene más de un conjunto de electrones no apareados, es posible que deba formar enlaces dobles o incluso triples.

En el caso de los iones poliatómicos , o grupos de átomos que tienen carga, no puedes olvidar sumar o restar electrones según la carga. Finalmente, a veces existen estructuras de resonancia , que son solo diferentes representaciones de una molécula.