Lewis 结构的画法Drawing Lewis Structures

分子一复杂，就需要步骤

2.2.6 节画了原子的电子式，2.4.2 节画了 H₂O、N₂ 这样的简单分子。分子一复杂，凭感觉就容易出错：CO₂ 中碳和氧之间是单键还是双键？NH₄⁺ 一共有几个电子？这一节学一套不会出错的步骤。下面用美国教材的 Lewis 结构（短线加孤电子对）来画；换成人教版的电子式，只要把每条短线改成两个点，步骤完全一样。

画 Lewis 结构的步骤

1. 数价电子总数。 把所有原子的价电子加起来；阴离子再加上它所带的负电荷数，阳离子减去正电荷数。
2. 画骨架。 一般把电负性较小的原子放在中间；H 和 F 只能形成一个键，永远在外侧。用单键把外围原子和中心原子连起来，每个单键用掉 2 个电子。
3. 先补外围原子。 用剩下的电子，把外围原子补到 8 个电子（H 有 2 个就够了）。
4. 再给中心原子。 还有剩余的电子，全部以孤电子对的形式放在中心原子上。
5. 中心原子不够 8 个，就改成多重键。 把一个外围原子的一对孤电子对移到中间，单键变成双键；还不够，就再移一对，变成三键。
6. 检查。 电子总数对吗？每个原子是否都满足八隅规则（H 为 2 个）？

按这几步画出的 CO₂ 和 HCN：

八隅规则的例外

• 缺电子： 硼、铍等价电子很少的原子作中心原子时，周围可以不到 8 个电子。BF₃ 中的硼周围只有 6 个电子。
• 扩展八隅： 第 3 周期及以后的元素原子较大，作中心原子时周围可以超过 8 个电子，如 PCl₅ 中的磷有 10 个，SF₆ 中的硫有 12 个。第 2 周期的 C、N、O、F 永远不会超过 8 个。
• 奇数电子： 价电子总数是奇数的分子，如 NO（11 个）、NO₂（17 个），总有一个原子不能配满 8 个，这样的分子叫做自由基，一般很活泼。

形式电荷（AP 内容）

人教版课本不讲形式电荷，AP 却要求会算。同一个分子有时能画出几种都满足八隅规则的结构，形式电荷用来挑出最合理的那一种：

V 是这个原子的价电子数，N 是它上面不成键的电子个数（孤电子对里的电子），B 是它周围共价键的条数（短线数）。挑选结构的规则是：

• 各原子的形式电荷越接近 0 越好；
• 如果一定有负的形式电荷，应该落在电负性较大的原子上；
• 所有原子的形式电荷加起来，一定等于整个粒子的电荷。

例如 CO₂ 也可以画成一边单键、一边三键，每个原子也都满足八隅规则，但两个氧原子的形式电荷分别是 −1 和 +1；画成两个双键时，所有形式电荷都是 0，这才是最合理的结构：

现在自己画：选一个分子，点键在单键、双键、三键之间切换，孤电子对会按上面的步骤自动补上。橙色的原子还不满 8 个电子：

例题 1：二氧化碳

画出 CO₂ 的 Lewis 结构。

例题 2：铵根离子

画出 NH₄⁺ 的 Lewis 结构。

常见误区

即时小测

小结

• 画 Lewis 结构：数价电子总数（离子加减电荷）→ 画骨架 → 先补外围原子 → 剩下的给中心原子 → 不够 8 个就改成多重键 → 检查。
• 八隅规则的例外：缺电子（BF₃）、扩展八隅（PCl₅、SF₆，只有第 3 周期及以后的元素）、奇数电子（NO、NO₂）。
• 形式电荷 = 价电子数 − 孤电子数 − 共价键数。最合理的结构里形式电荷尽量接近 0，负的形式电荷在电负性大的原子上。