ClO3^- 루이스 구조 그리기

ClO3^- 루이스 구조 그리기

Lewis structure of ClO3^-

[참고] 루이스 구조 그리기

[ https://ywpop.tistory.com/6302 ]

[1단계] 각 원자의 원자가전자 수의 합을 구한다.

(Cl) + 3(O) + 1 = (7) + 3(6) + 1 = 26

[2단계] 화합물의 기본 골격 구조를 그린다.

O – Cl (– O) – O

26 – 3(2) = 20

[3단계] 주위 원자들이 팔전자 규칙에 맞도록 전자를 한 쌍씩 그린다.

( 무조건, 그냥 주위 원자 주변에 전자쌍 3개씩 그린다. )

O(6) – Cl (– O(6)) – O(6)

( 원자 다음 괄호안 숫자는 비결합전자의 개수 )

20 – 3(6) = 2

[4단계] 중심 원자도 팔전자 규칙에 맞도록 그린다.

O(6) – Cl(2) (– O(6)) – O(6)

2 – 2 = 0

> 남아있는 전자도 없고, 중심 원자도 팔전자 규칙을 만족한다.

> 더 안정한 루이스 구조가 가능한지 알아보기 위해,

각 원자의 형식 전하를 계산해보자.

▶ 형식전하 = 원자가전자수 – 비결합전자수 – (결합전자수/2)

( 참고: 형식전하 https://ywpop.tistory.com/2544 )

> Cl(2)의 형식전하 = 7 – 2 – 3 = +2

> O(6)의 형식전하 = 6 – 6 – 1 = –1

---> 4개 원자 모두 형식 전하를 갖는다.

---> 모든 원자가 형식 전하를 갖고 있으면,

더 안정한 루이스 구조가 존재할 가능성이 높다.

▶ Cl은 3주기 원소이므로, 비어있는 d 오비탈을 갖고 있다.

① 중심 원자가 3주기 이상의 원자이고, and,

② 형식전하를 없앨 수 있다면,

---> 팔전자 (옥텟규칙) 를 초과할 수 있다.

---> 확장 팔전자 규칙 또는 18전자 규칙

( 참고: 18전자 규칙 https://ywpop.tistory.com/3752 )

O(6) – Cl(2) (= O(4)) = O(4)

> Cl(2)의 형식전하 = 7 – 2 – 5 = 0

> O(4)의 형식전하 = 6 – 4 – 2 = 0

> O(6)의 형식전하 = 6 – 6 – 1 = –1

---> 형식 전하를 갖는 원자는 단 1개뿐이다.

---> 더 안정한 루이스 구조.

[ClO3^-의 공명 구조]

> ClO3^-의 루이스 구조는 3개의 공명 구조를 갖는다.

[그림] ClO3^-의 기하 구조.

중심 원자 Cl의 전자 영역 = 4개 이므로,

> Cl의 혼성 오비탈 = sp^3

> 전자 영역의 기하 구조 = 사면체 (tetrahedral)

> 이온의 기하 구조 = 삼각뿔 (trigonal pyramid)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/11542 )

> ClO3^- 이온의 기하 구조는

NH3 분자의 기하 구조와 유사하다.

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/21523 ] ClO4^- 루이스 구조 그리기

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/22254 ] ClO2^- 루이스 구조 그리기

[키워드] ClO3^- 루이스 기준