În chimie , o structură Lewis este o reprezentare bidimensională a structurii electronice externe a atomilor care alcătuiesc o moleculă . Inventat de Gilbert Lewis , se bazează pe topologia moleculei (conexiunea dintre atomi prin legături covalente ).
Structura Lewis constă în definirea localizării electronilor pe sau între atomii moleculei. Se iau în considerare numai electronii de valență. Obținem astfel o anumită viziune a structurii electronice a moleculei prin dubletele ei liberi, dubletele sale de legare (legăturile σ și π ), locurile sale libere și posibilii săi electroni individuali (în cazul radicalilor).
În această reprezentare, electronii unici sunt notați cu puncte și perechile de electroni cu linii (mai rar cu două puncte). Liniile pot fi localizate pe un atom (dublet liber sau fără legătură) sau între atomi (dublet de legare, legătură covalentă ).
Două tipuri de construcții sunt posibile fie prin realizarea conexiunii maxime, fie prin impunerea octetului. În toate cazurile, o structură Lewis este cu atât mai probabilă cu cât
Cele două abordări prezentate aici se bazează pe un schelet σ bine definit.
Construcție prin conexiunea maximăAceastă abordare este cea mai comună și cea mai rapidă de utilizat. Se face în trei etape
Notă: Această abordare duce uneori la hipervalențe slab controlate, deoarece despărțirea perechilor de electroni de la atomi este uneori dificilă. Octetul nu este garantat și trebuie verificat.
Construcția prin octetul impusAceastă abordare (care durează mai mult să se aplice) este cea mai sistematică. Întotdeauna conduce la o bună structură Lewis, deoarece octetul este pus în aplicare.
Această abordare se realizează în cinci pași:
O structură Lewis este doar o reprezentare simplificată a structurii electronice. În general, erorile sunt corectate luând în considerare mai multe structuri Lewis (ca în CO 2- ), vorbim de mezomerism. Cu toate acestea, există câteva cazuri emblematice în care această scriere este defectă și nu poate fi corectată.
În ciuda limitărilor sale, structura Lewis este un instrument esențial pentru chimiști și ajută la explicarea compoziției și reactivității multor compuși, în special în chimia organică . Pe de altă parte, nu poate explica reactivitatea elementelor de tranziție .
Excepții de la regula octetuluiOctet observat
Molecula de apă
Octet nerespectat de exces
Molecula de acid sulfuric
Decalaj electronic (exemplu de BH 3 )
Octet forțat și hipervalență
Izomerism Izomerismul HC # N H - (+) N # C (-) arată că structurile Lewis pot ajuta uneori la determinarea conectivității unei molecule.