Каков формальный заряд на каждом атоме в CO_2?

Чтобы определить формальные заряды для атомов в молекуле углекислого газа, необходимо принять во внимание тот факт, что # "СО" _2 # имеет три резонансные структуры, которые выглядят так:

ПРИМЕЧАНИЕ: Фактическая структура молекулы углекислого газа является гибридом между этими тремя структурами, но я просто покажу вам каждую из них отдельно, потому что я не хочу, чтобы ответ стал слишком длинным.

Молекула углекислого газа имеет в общей сложности 16 валентные электроны - 4 от атома углерода и 6 от каждого из двух атомов кислорода, все из которых учитываются в трех вышеупомянутых структурах Льюиса.

Самый простой способ присвоить атому формальный заряд - сравнить количество валентных электронов, которые имеет атом, с тем, сколько электронов он «получает» в молекуле. Предполагая, что электроны связи всегда делятся одинаково независимо от электроотрицательность.

Начнем с первой структуры Льюиса. Углеродные формы 4 облигации, что означает, что он получает 4 электрона - 1 с каждой облигации. Поскольку углерод имеет 4 валентных электрона, его формальный заряд будет нуль.

То же самое верно для обоих атомов кислорода. Они оба образуют 2 облигации, что означает, что они получают 2 электрона, В дополнение к этим электронам у них обоих есть 2 неподеленные пары; это приносит общее количество электронов, к которым попадает атом кислорода 6 (2 + 4). Поскольку кислород имеет 6 валентных электронов, он будет иметь нуль формальный заряд.

Переходя ко второй структуре Льюиса. Углерод находится в том же положении, что и раньше - он образует 4 облигации #-># нуль формальный заряд. Однако все изменилось для атомов кислорода. Обратите внимание, что кислород слева формируется 3 облигации с углеродом и имеет 1 одинокая пара вместо 2.

Это значит, что он получит 5 электронов - 3 из облигаций и 2 из одинокой пары; теперь у него на один электрон меньше, чем ему «нужно», то есть на один меньше, чем у его валентных электронов. Это приведет к (+1) формальный заряд.

Кислород на правильных формах 1 облигация с углеродом и имеет 3 одинокие парыв общей сложности 7 электронов; поскольку он имеет на один электрон больше, чем ему нужно, он автоматически получит (-1) формальный заряд.

Третья структура идентична второй по формальным зарядам, но на этот раз кислород слева получит (-1) формальный заряд и тот, кто справа (+1) формальный заряд.