路易斯结构

路易斯结构，也称为 Lewis 点公式、Lewis 点结构、电子点结构或 Lewis 电子点结构 (LEDS)，是显示分子原子之间键合的图表，以及可能的孤电子对 存在于分子中。 可以为任何共价键合的分子以及配位化合物绘制路易斯结构。 路易斯结构通过在原子之间添加线来表示化学键中的共享对来扩展电子点图的概念。

路易斯结构使用其化学符号显示每个原子及其在分子结构中的位置。 在彼此键合的原子之间画线（可以使用成对的点代替线）。 形成孤对电子的多余电子表示为点对，并放置在原子旁边。

尽管第二周期及以后的主族元素通常通过获得、失去或共享电子进行反应，直到它们达到具有完整八位电子组的价壳层电子构型，但氢 (H) 只能形成仅共享电子的键 两个电子。

路易斯结构中表示的电子总数等于每个原子上的价电子数的总和。 路易斯结构中没有表示非价电子。

一旦确定了可用电子的总数，就必须按照以下步骤将电子放入结构中：

• 原子首先通过单键连接。
• 如果 t 是电子总数，n 是单键数，则还有 t-2n 个电子需要放置。 这些应该作为孤对放置：每对可用电子对应一对点。 孤对最初应该放在外层原子（氢除外）上，直到每个外层原子在键对和孤对中有八个电子； 然后可以将额外的孤对放置在中心原子上。 如有疑问，应首先将孤对放置在更多的电负性原子上。
• 一旦放置了所有孤对电子，原子（尤其是中心原子）可能没有八位电子。 在这种情况下，原子必须形成双键； 一对孤对电子被移动以在两个原子之间形成第二个键。 由于键对在两个原子之间共享，因此最初具有孤对的原子仍然具有八位位组； 另一个原子现在在其价壳层中多了两个电子。

多原子离子的路易斯结构可以用相同的方法绘制。 在计算电子数时，负离子的路易斯结构中应该有额外的电子； 正离子应该比不带电的分子具有更少的电子。 当写一个离子的路易斯结构时，整个结构放在括号里，电荷写在括号外右上角的上标。

已经提出了一种更简单的方法来构建路易斯结构，消除了对电子计数的需要：绘制原子显示价电子； 然后通过将参与成键过程的原子的价电子配对来形成键，并且通过向适当的原子添加或从适当的原子中去除电子来形成阴离子和阳离子。

一个诀窍是计算价电子数，然后计算完成八位位组规则所需的电子数（或者氢只需要 2 个电子），然后取这两个数字的差。 答案是构成键的电子数。 其余的电子只是去填充所有其他原子的八位字节。

已经提出了另一种编写路易斯结构和共振形式的简单通用程序。

就路易斯结构而言，形式电荷用于描述、比较和评估可能的拓扑和共振结构，方法是根据其电子点结构确定每个原子的表观电子电荷，假设排他性共价或非极性 粘合。 当涉及反应机制时，它可用于确定可能的电子重新配置，并且通常会产生与原子的部分电荷相同的符号，但有例外。

在哪里：

• N v {displaystyle N_{v}} 表示元素的自由原子中的价电子数。
• U e {displaystyle U_{e}} 表示原子上未共享电子的数量。
• B n {displaystyle B_{n}} 表示原子与另一个原子键合的电子总数。