C博士专栏 | （十五）大学化学--精彩的化学键-- 形式电荷和替代路易斯结构（一）
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导语
当我们绘制路易斯结构时 ，我们描述的是电子如何分布在分子或多原子离子中。在某些情况下，我们可以为一个分子绘制两个或多个有效的路易斯结构，它们都遵守8电子稳定规则规则。所有这些结构都可以被认为有助于分子中电子的实际排列，但并非所有这些结构都会在相同程度上做出贡献。我们如何确定几个路易斯结构中的哪一个是最重要的？一种方法是对价电子进行一些“记账”，以确定每个路易斯结构中每个原子的正式电荷。
如果分子中的每个键合电子对在其两个原子之间均等共享，则分子中任何原子的形式电荷是该原子所具有的电荷。
如何计算路易斯结构中原子的形式电荷
1. 所有未共享（非成键）电子都分配给它们所在的原子。
2. 对于任何键——单键、双键或三键——一半的成键电子分配给键中的每个原子。
3. 每个原子的形式电荷是通过从中性原子中的价电子数中减去分配给该原子的电子数来计算的：
形式电荷 = 价电子 - 1/2（成键电子） - 非成键电子
让我们通过计算具有路易斯结构的氰化物离子 CN - 中原子的正式电荷来练习
中性 C 原子有四个价电子。氰化物三键中有六个电子，C 上有两个非成键电子。我们计算 C 上的形式电荷为 4 - 1/2(6) - 2 = -1。对于 N，价电子数为 5；氰化物三键中有六个电子，N 上有两个非成键电子。N 上的形式电荷为 5 - 1/2(6) - 2 = 0。我们可以将整个离子及其形式电荷绘制为
请注意，形式电荷的总和等于离子上的总电荷 1-。中性分子上的形式电荷必然为零，而离子上的形式电荷加起来等于离子上的电荷。
下期剧透： 形式电荷和替代路易斯结构 （二）
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