Qual è la struttura di Lewis e come viene rappresentata? (con esempi)

La struttura di Lewis è un modo per mostrare gli elettroni nel guscio esterno di un atomo. Questa rappresentazione consiste nel posizionare l’elemento simbolo della tavola periodica e contrassegnare punti o asterischi attorno ad esso per indicare gli elettroni esterni che hanno.

Nel 1916, il chimico Gilbert Newton Lewis ideò questo modello per spiegare come gli atomi potessero formare legami chimici attraverso gli elettroni di valenza.

Gli elettroni in un atomo che possono essere condivisi o trasferiti a un altro atomo sono noti come elettroni di valenza. Questi si trovano nell’ultimo livello di energia o guscio di valenza e sono responsabili della formazione di legami chimici.

Regola dell’ottetto: perché è essenziale per la struttura di Lewis?

Un fatto interessante è che i gas nobili (tranne l’elio) hanno 8 elettroni nel loro guscio esterno. Lewis ha riconosciuto che i gas nobili sono molto stabili e non formano composti.

Sulla base di ciò, Lewis formulò la regola dell’ottetto. Questa regola dice che un atomo è più stabile quando la sua configurazione elettronica, cioè la distribuzione dei suoi elettroni, assomiglia a quella del gas nobile. Ciò significa che quando un atomo ha 8 (ottetto) elettroni nel suo guscio di valenza esterno è legato meglio.

Grazie alla regola dell’ottetto, Lewis è stato in grado di stabilire che gli atomi reagiscono tra loro per formare molecole e quindi si circondano di otto elettroni. Ad esempio, l’atomo di cloro ha 7 elettroni. Ma quando due atomi di cloro si legano, ciascuno può avere 8 elettroni nel suo guscio esterno, come mostrato nell’immagine:

Regole della struttura di Lewis per le molecole

Una molecola è il risultato della combinazione di due o più atomi che condividono elettroni tra loro. Per la rappresentazione della struttura di Lewis di una molecola si seguono le seguenti regole:

1. Gli atomi sono rappresentati dai loro simboli chimici, ad esempio il cloro è Cl, l’idrogeno è H.
2. I legami covalenti sono tracciati come linee che collegano gli atomi partecipanti. Ad esempio, un legame singolo è una linea, un doppio legame è due linee parallele e un triplo legame è tre linee parallele.
3. Gli elettroni solitari, cioè quelli che non sono condivisi con altri atomi, sono contrassegnati come punti.
4. L’idrogeno riempie il suo guscio di valenza con solo due elettroni.

Ad esempio, la struttura di Lewis dell’acido cloridrico HCl è:

Esempi di strutture di Lewis di molecole

L’acqua H2O è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno:

L’anidride carbonica CO2 è composta da un atomo di carbonio C e due atomi di ossigeno:

L’azoto molecolare è costituito da due atomi di azoto:

Diagrammi di Lewis degli atomi più rilevanti

1 elettrone	Idrogeno	Litio	Sodio	Potassio
2 elettroni	Berillio	Magnesio	Calcio	Argento
3 elettroni	Boro	Alluminio	Gallio	indiano
4 elettroni	Carbonio	Silicio	Germanio	Guida
5 elettroni	Azoto	Incontro	Arsenico	Antimonio
6 elettroni	Ossigeno	Zolfo	Selenio	Tellurio
7 elettroni	Fluoro	Cloro	Bromo	Iodio

Risolti problemi di strutture di Lewis

1. Disegna la struttura di Lewis del solfuro di potassio K2S.

Il potassio K ha un elettrone di valenza e lo zolfo S ha sei elettroni di valenza:

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2. Disegna la struttura dello ioduro di stagno SnI4.

Lo ioduro di stagno è costituito da un atomo di stagno Sn con quattro elettroni di valenza e quattro atomi di iodio I con 7 elettroni di valenza:

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3. Disegna la struttura del metano CH4.

Il metano è formato da un carbonio con 4 elettroni di valenza e 4 idrogeni con un elettrone di valenza:

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Riferimenti

Myers, R. (2003) Le basi della chimica. Pressa Greenwood. Londra