I kjemi er en Lewis-struktur en todimensjonal representasjon av den ytre elektroniske strukturen til atomene som utgjør et molekyl . Oppfunnet av Gilbert Lewis , er det basert på molekylens topologi (forbindelse mellom atomer ved kovalente bindinger ).
Lewis-strukturen består i å definere lokalisering av elektroner på eller mellom molekylets atomer. Bare valenselektroner blir vurdert. Vi oppnår således en viss visjon av den elektroniske strukturen til molekylet med dets frie dubletter, dets bindende dubletter ( σ og π bindinger ), ledige stillinger og mulige enkeltelektroner (i tilfelle radikaler).
I denne representasjonen betegnes enkeltelektroner med prikker og elektronpar med linjer (sjeldnere med to prikker). Linjene kan være plassert på et atom (fri eller ikke-bindende dublett) eller mellom atomer (bindende dublett, kovalent binding ).
To typer konstruksjon er mulig enten ved å opprette maksimal forbindelse, eller ved å pålegge byte. I alle tilfeller er en Lewis-struktur desto mer sannsynlig det
De to tilnærmingene som presenteres her er basert på et veldefinert σ skjelett.
Konstruksjon ved maksimal tilkoblingDenne tilnærmingen er den vanligste og raskeste å bruke. Det gjøres i tre trinn
Merk: Denne tilnærmingen fører noen ganger til dårlig kontrollerte hypervalenser, fordi det noen ganger er vanskelig å koble paret elektroner fra atomer. Byten er ikke garantert og må kontrolleres.
Bygging av den pålagte bytenDenne tilnærmingen (som tar lengre tid å bruke) er den mest systematiske. Det fører alltid til en god Lewis-struktur fordi byten håndheves.
Denne tilnærmingen gjøres i fem trinn:
En Lewis-struktur er bare en forenklet fremstilling av den elektroniske strukturen. Generelt korrigeres feilene ved å ta hensyn til flere Lewis-strukturer (som i CO 2- ), vi snakker om mesomerisme. Imidlertid er det noen få emblematiske tilfeller der denne skrivingen er feil og ikke kan rettes.
Til tross for sine begrensninger er Lewis-strukturen et viktig verktøy for kjemikere og hjelper til med å forklare sammensetningen og reaktiviteten til mange forbindelser, spesielt innen organisk kjemi . På den annen side kan det ikke forklare reaktiviteten til overgangselementene .
Unntak fra byte-regelenObservert byte
vann molekyl
Byte ikke respektert av overdreven
Svovelsyre molekyl
Elektronisk gap (eksempel på BH 3 )
Tvunget byte og hypervalens
Isomeri HC # N H - (+) N # C (-) isomeri viser at Lewis-strukturer noen ganger kan bidra til å bestemme forbindelsen til et molekyl.