PO4^3- 루이스 구조 그리기. Lewis structure of PO4^3-

PO4^3- 루이스 구조 그리기. Lewis structure of PO4^3-

 

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▶ 참고: 루이스 구조 그리기

[ https://ywpop.tistory.com/6302 ]

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[1단계] 각 원자의 원자가전자 수의 합을 구한다.

(P) + 4(O) + 3 = (5) + 4(6) + 3 = 32

 

 

 

[2단계] 화합물의 기본 골격 구조를 그린다.

 

 

32 – 4(2) = 24

 

 

 

[3단계] 주위 원자들이 팔전자 규칙에 맞도록 전자를 한 쌍씩 그린다.

( 무조건, 그냥 주위 원자 주변에 전자쌍 3개씩 그린다. )

 

 

24 – 4(6) = 0

 

 

 

[4단계] 중심 원자도 팔전자 규칙에 맞도록 그린다.

> 남아있는 전자도 없고, 중심 원자도 팔전자 규칙을 만족한다.

> 더 안정한 루이스 구조가 가능한지 알아보기 위해,

각 원자의 형식 전하를 계산해보자.

 

 

 

▶ 형식전하 = 원자가전자수 – 비결합전자수 – (결합전자수/2)

> P의 형식전하 = 5 – 0 – (8/2) = +1

> O의 형식전자 = 6 – 6 – (2/2) = –1

---> 5개 원자 모두 형식전하를 갖고 있다.

---> 이때 형식전하의 합 = –3 = 이온전하

 

 

 

 

P는 3주기 원소이므로, 비어있는 d 오비탈을 갖고 있다.

① 중심 원자가 3주기 이상의 원자이고, and,

② 형식전하를 없앨 수 있다면,

---> 팔전자 (옥텟규칙) 를 초과할 수 있다.

---> 확장 팔전자 규칙 또는 18전자 규칙

( 참고: 18전자 규칙 https://ywpop.tistory.com/3752 )

 

 

 

 

> P의 형식전하 = 5 – 0 – (10/2) = 0

> 이중결합 O의 형식전자 = 6 – 4 – (4/2) = 0

---> 3개 원자만 형식전하를 갖고 있다.

---> 이때 형식전하의 합 = –3 = 이온전하

---> 형식전하를 갖는 원자의 개수가 더 작은

두 번째 구조가 더 안정한 루이스 구조이다.

 

 

 

 

[그림] 가장 안정한 PO4^3-의 루이스 구조.

이중결합은 4개 O에 모두 가능하므로,

PO4^3- 이온은 4개의 공명 구조를 갖는다.

 

 

 

 

[그림] Resonance structures for PO4^3- (phosphate ion).

 

 

 

두 번째 구조는 형식 전하를 비교해도 더 안정하고,

게다가 공명 구조를 갖기 때문에, 더욱더 안정하다.

 

 

 

 

 

[그림] PO4^3-의 기하 구조.

중심 원자 P의 전자 영역 = 4개 이므로,

> P의 혼성 오비탈 = sp^3

> 이온의 기하 구조 = 사면체

( 참고 https://ywpop.tistory.com/11542 )

 

 

 

 

[키워드] PO4^3- 루이스 기준문서, 인산 이온의 루이스 구조, PO4^3- (phosphate ion) resonance structures