مسابقه 255
سوال این مسابقه درباره ساختار لوییس می‌باشد که یکی از سوالات المپیاد شیمی 2012 آمریکا می‌باشد. ابتدا توضیحات مختصری درباره ساختار لوییس داده شده که امیدواریم شما با استفاده از اطلاعات داده شده و اطلاعات خودتان جواب صحیح را در قسمت نظرات برای ما ارسال کنید.
ساختارهای لوییس (با نام‌های نمودار نقطه‌ای لوییس، نمودار نقطه‌ای الکترون، فرمول نقطه‌ای لوییس، ساختار نقطه‌ای لوییس، و ساختار نقطه‌ای الکترون نیز شناخته می‌شود) نمودارهایی هستند که پیوند میان اتم‌ها یک مولکول و جفت الکترونهای تنها را که ممکن است در مولکول وجود داشته باشند را نشان می‌دهند. یک ساختار لوییس می‌تواند برای هر مولکول با پیوند کووالانسی همانند ترکیبات کوئوردینانسی رسم شود. ساختار لوییس به اسم گیلبرت ن.لوییس (Gilbert N. Lewis)، کسی که این روش را در سال 1916 در مقاله‌اش به نام "اتم و مولکول" معرفی کرد، نامگزاری شده است. این ساختارها مانند نمودارهای نقطه‌ای الکترونی هستند که در آن‌ها الکترونهای والانس در جفت الکترون‌ها به شکل نقطه نشان داده می‌شوند، ولی این ساختارهای همچنین شامل خطوطی نیز می‌شوند که نشانگر الکترونهای جفت شده در یک پیوند شیمیایی هستند (یگانه، دوگانه، سه‌گانه و غیره).
 |
| دو شکل از ساختار لوییس کربن تترا فلورید |
ساختارهای لوییس هر اتم و مکانش را در یک ساختار مولکول با استفاده از نماد شیمیایی آن اتم، نشان می‌دهند. خطوط کشیده شده بین اتم‌ها پیوندهایی هستند که اتم‌ها با یکدیگر برقرار می‌کنند (جفت‌های الکترون‌ها نیز می‌توانند به جای خطوط استفاده شوند). الکترونهای اضافی که جفت‌های تنها را تشکیل می‌دهند به شکل جفت‌های نقطه نشان داده می‌شوند، و در کنار اتم قرار می‌گیرند.
اگرچه عناصر گروه اصلی تناوب دوم و تناوب‌های پایین‌تر با گرفتن، از دست دادن و اشتراک الکترون تا رسیدن به قاعده اوکتد (هشت تایی) رفتار می‌کنند، اما عناصر دیگر از قوانین دیگری پیروی می‌کنند که بستگی به لایه‌های والنس آن‌ها دارد. هیدروژن در عوض از قانون دو تایی پیروی می‌کند که به این شکل است که اولین لایه الکترونی (و یا دورترین لایه) با دو الکترون پر می‌شود یا کاملا خالی می‌شود، در حالیکه فلزات واسطه از قاعده دودکتت (12) پیروی می‌کنند (بعنوان مثال ترکیباتی مانند یون پرمنگنات).
 |
| ساختار لوییس اتم‌های گروه‌های اصلی در جدول تناولی |
یک گروه جالب از ترکیبات، البته ترکیباتی هستند که واسطه‌ای میان خصوصیات یونی و کووالانسی هستند. نمونه‌هایی از این قبیل ترکیبات تری فلورید بور، تترا فلورید سیلیکون، تری اکسید بور و دی اکسید سیلیکون هستند که معمولا در دسته بندی کووالانسی قرار می‌گیرند اما در واقع به شدت یونی هستند. در چنین حالت‌هایی، این ترکیبات می‌توانند به شکل اوکتدهای پر نشان داده شوند و کمبود الکترون بر روی اتم مرکزی نه به دلیل کمبود واکنش‌های درونی پیوندی بلکه به دلیل خاصیت یونی شدید پیوندها می‌باشد.
یکی از سوالاتی که همواره چه در المپیادهای خارجی و چه داخلی بسیار مطرح است مربوط به ساختارهای لوییس می‌باشد. سوالی که در زیر برای شما مطرح می‌شود نیز یکی از سوالات المپیاد شیمی 2012 آمریکا در همین زمینه است که امیدواریم تمامی شما دوستان گرامی جواب درست را به راحتی پیدا کنید.
کدام ساختار نقطه‌ای لوییس نمایش درستی برای یون سولفیت [-SO32] می‌باشد؟