En química , una estructura de Lewis es una representación bidimensional de la estructura electrónica externa de los átomos que forman una molécula . Inventado por Gilbert Lewis , se basa en la topología de la molécula (conexión entre átomos por enlaces covalentes ).
La estructura de Lewis consiste en definir la localización de los electrones en o entre los átomos de la molécula. Solo se consideran los electrones de valencia. Obtenemos así una cierta visión de la estructura electrónica de la molécula por sus dobletes libres, sus dobletes de unión (enlaces σ y π ), sus vacantes y sus posibles electrones individuales (en el caso de radicales).
En esta representación, los electrones individuales se indican con puntos y los pares de electrones con líneas (más raramente con dos puntos). Las líneas pueden estar ubicadas en un átomo (doblete libre o sin unión) o entre átomos (doblete de unión, enlace covalente ).
Son posibles dos tipos de construcción haciendo la conexión máxima o imponiendo el byte. En todos los casos, una estructura de Lewis es tanto más probable que
Los dos enfoques presentados aquí se basan en un esqueleto σ bien definido.
Construcción por la máxima conexión.Este enfoque es el más común y el más rápido de usar. Se realiza en tres etapas
Nota: Este enfoque a veces conduce a hipervalencias mal controladas porque desvincular los pares de electrones de los átomos a veces es complicado. El byte no está garantizado y debe comprobarse.
Construcción por el byte impuestoEste enfoque (que tarda más en aplicarse) es el más sistemático. Siempre conduce a una buena estructura de Lewis porque se aplica el byte.
Este enfoque se realiza en cinco pasos:
Una estructura de Lewis es solo una representación simplificada de la estructura electrónica. En general, los errores se corrigen teniendo en cuenta varias estructuras de Lewis (como en CO 2- ), hablamos de mesomería. Sin embargo, hay algunos casos emblemáticos en los que esta redacción es defectuosa y no se puede corregir.
A pesar de sus limitaciones, la estructura de Lewis es una herramienta esencial para los químicos y ayuda a explicar la composición y reactividad de muchos compuestos, especialmente en química orgánica . Por otro lado, no puede explicar la reactividad de los elementos de transición .
Excepciones a la regla de bytesByte observado
Molécula de agua
Byte no respetado por exceso
Molécula de ácido sulfúrico
Hueco electrónico (ejemplo de BH 3 )
Byte forzado e hipervalencia
Isomería La isomería HC # N H - (+) N # C (-) muestra que las estructuras de Lewis a veces pueden ayudar a determinar la conectividad de una molécula.