Lewisstructuren ionen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Leerdoelen

Na de les kan je...

• lewisstructuren tekenen van moleculen, radicalen en ionen.

Stap 1: Bepaal aantal val. elek.

• Elke atoomsoort heeft z'n eigen aantal valentie elektronen.
• O: 6
• N: 5
• F: 7
• Kan je vinden in Binas 99
• Tel alle valentie-elektronen bij elkaar op

Antwoord stap 1: Bepaal aantal val. elek.

• O₂ bestaat uit 2 x een O
• O heeft normaal 6 valentie-elektronen
• Dus nu 2 x 6 = 12 valentie-elektronen in totaal

Stap 2: Bepaal hoeveel valentie-elektronen nodig zijn

• Elke atoomsoort streeft naar 8 valentie-elektronen
• H is een uitzondering: die streeft naar 2.
• Tel op hoeveel valentie-elektronen in totaal nodig zijn.

Antwoord stap 2: Bepaal hoeveel valentie-elektronen nodig zijn

• Elk atoomsoort streeft naar 8 elektronen, dus ook O.
• 2 x 8 = 16
• Dus er zijn 16 valentie-elektronen nodig uiteindelijk
• Die worden bereikt door atoombindingen te vormen en elektronen te delen

Stap 3: Bepaal hoeveel valentie-elektronen gedeeld gaan worden (de atoombinding)

• O₂ heeft dus 12 valentie-elektronen van zichzelf
• O2 steeft dus naar 16 valentie-elektronen voor een edelgasconfiguratie van beide atomen
• Hoeveel elektronen gaan er gedeeld worden? 

Antwoord stap 3: Bepaal hoeveel valentie-elektronen gedeeld gaan worden (de atoombinding)

• O₂ heeft dus 12 valentie-elektronen van zichzelf
• O₂ streeft dus naar 16 valentie-elektronen voor een edelgasconfiguratie van beide atomen
• Hoeveel elektronen gaan er gedeeld worden? 
• 16-12 = 4. Er gaan dus 4 valentie-elektronen gedeeld worden
• Elke atoombinding bevat 2 elektronen, dus 4/2 = 2 atoombindingen.

Stap 4: Bepaal hoeveel vrije elektronen er nog over zijn.

Overzicht tot dusver:

• Aantal valentie-elektronen: 12
• Streeft naar aantal valentie-elektronen: 16
• Aantal valentie-elektronen gedeeld: 4
• De rest zijn vrije elektronen, die geen deel uitmaken van bindingen.

In totaal

• 2 atoombindingen
  (4 gedeelde elektronen:
  16-12)
  
  
• 4 vrije elektronenparen
  (8 vrije elektronen: 12-4) 

Antwoord stap 4: Bepaal hoeveel vrije elektronen er nog over zijn.

• 12 valentie-elektronen in totaal, 4 worden gebruikt voor de atoombinding
• 12-4 = 8 valentie-elektronen over
• Vrije elektronen kunnen in paren voorkomen: vrije elektronenparen (VEP)
• 8/2 =4 VEP

4 stappenplan

1. Bepaal het aantal valentie-elektronen, evt. met behulp van Binas tabel 99
2. Bepaal hoeveel valentie-elektronen nodig zijn voor een volle buitenste schil
3. Bepaal het aantal gedeelde elektronenparen in het molecuul
4. Bepaal aantal vrije elektronenparen

Lewisstructuren

H₂O

Cl₂

O₂

N₂

N₂H₄

_COCl2

PCl₃

CO₂

Opdracht

• Bepaal de Lewisstructuur van het carbonaation, CO₃^2-

Stap 1: Bepaal aantal valentie-elektronen

• Aantal valentie elektronen bepalen die er zijn 

Antwoord stap 1: Bepaal aantal valentie-elektronen

• CO₃^2- bestaat uit 1 x C en 3 x O
• En er zijn twee extra elektronen! (De 2- lading)
• C: 1 x 4 = 4
• O: 3 x 6 = 18
• extra e^- vanwege de lading van het ion: 2 x 1 = 2
• In totaal 24 valentie-elektronen

Stap 2: Bepaal hoeveel valentie-elektronen nodig zijn

• Elke atoomsoort streeft naar 8 valentie-elektronen
• H is een uitzondering: die streeft naar 2
• Tel op hoeveel valentie-elektronen in totaal nodig zijn.

Antwoord stap 2: Bepaal hoeveel valentie-elektronen nodig zijn

• Elk atoomsoort streeft naar 8 elektronen, er zijn 4 atomen
• 4 x 8 = 32
• In totaal zijn er 32 valentie elektronen nodig

Stap 3: Bepaal hoeveel valentie-elektronen er gedeeld gaan worden (de atoombinding)

• CO₃^2- heeft dus 24 valentie-elektronen van zichzelf
• CO₃^2- wilt dus 32 valentie-elektronen hebben voor edelgasconfiguratie
• Hoeveel elektronen gaan er gedeeld worden? 

Antwoord stap 3: Bepaal hoeveel valentie-elektronen gedeeld gaan worden (de atoombinding)

• CO₃^2- heeft dus 24 valentie-elektronen van zichzelf
  
• CO₃^2- wilt dus 32 valentie-elektronen hebben voor edelgasconfiguratie
• Hoeveel elektronen gaan er gedeeld worden? 
  
  
• 32-24 = 8. Er gaan dus 8 valentie-elektronen gedeeld worden
• Elke atoombinding bevat 2 elektronen, dus 8/2 = 4 atoombindingen.

Stap 4: Bepaal hoeveel vrije elektronen er nog over zijn.

Tussentijds overzicht:

• aantal valentie-elektronen: 24
• aantal valentie-elektronen benodigd: 32
• aantal gedeelde valentie-elektronen: 8
• de rest zijn vrije elektronen 

Antwoord stap 4: Bepaal hoeveel vrije elektronen er nog over zijn.

• 24 valentie-elektronen in totaal, er worden er 8 gebruikt voor de atoombinding
• er zijn 24 - 8 = 16 valentie-elektronen over
• Vrije elektronen kunnen in paren voorkomen: vrije elektronenparen (VEP)
• 16/2 = 8 VEP

In totaal

• 4 atoombindingen (8 gedeelde elektronen: 32-24)
• 8 vrije elektronenparen (16 vrije elektronen: 24-8) 
• Maaaaaaaaaaaar, CO₃^2- is 2- geladen, dus waar komt dat vandaan?

Formele lading

• Atomen kunnen een formele lading hebben: De - lading in de O in CO₃^2-
• Hoe bepaal je dat?

Formele lading

• Je telt het aantal elektronen rond het atoom: in dit geval 7:
  
• 6 van de vrije elektronen en 1 van de atoombinding
• Normaal heeft O 6 valentie-elektronen maar hier heeft O 7 elektronen om zich heen. Dat is er een teveel, het atoom is dus negatief geladen.

Formele lading

Uitzonderingen op octetregel

• S of P kunnen soms meer dan 8 omringende elektronen hebben
• Dit heet dan een uitgebreid octet
• Als dit zo is, wordt dit altijd gemeld in de opgave

Lewisstructuren

H₂SO₄ (S - 12 elektronen)

BCl₃ (B - 6 elektronen)

PCl₅ (P - 10 elektronen)

H₂SO₃ (S - 10 elektronen)

SO₃ (S - 12 elektronen)

Lewisstructuren van radicalen

• Radicaal is een deeltje waarin ook ongepaarde elektronen in voorkomen
• Werkt op dezelfde manier, maar je houdt uiteindelijk 1 elektron over die alleen is.
• Voorbeeld in het boek

Lewisstructuur van een radicaal

Een radicaal is een deeltje met een oneven aantal valentie-elektronen

methaanmolecuul 

methylradicaal

broommolecuul 

broomradicaal

(los broomatoom)

Maken opgave 5, (6), (7), 9, 10 & 11

• Hoe? Lees de opdracht en noteer je antwoord in je schrift.
• Hulp? fluisteren met buur, H12.1
• Tijd? 15 min
• Klaar? lezen H12.1
• Resultaat? zelf nakijken met antwoordenboek, bespreken waar je tegen aanloopt.