Công thức LEWIS của HClO4 (percloric acid)

Sau đây là cách viết công thức Lewis của HClO₄ (HClO₄ Lewis Structure) được hướng dẫn cụ thể, chi tiết từng bước và dễ hiểu để các bạn tham khảo.

1. Viết công thức Lewis của HClO₄ (theo công thức phân tử và electron hoá trị)

Thực hiện lần lượt theo các bước sau:

• Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị trong phân tử

Cl có 7 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử HClO₃, có 1 nguyên tử Cl và 3 nguyên tử O và 1 nguyên tử H.

Vậy tổng số electron hóa trị = 7.1 + 6.4 + 1.1 = 32 electron.

• Bước 2:  Vẽ khung phân tử tạo bởi liên kết đơn giữa các nguyên tử

(Lưu ý: Nếu H có mặt trong phân tử đã cho thì luôn đặt H ở bên ngoài.)

Trong phân tử HClO₄, nguyên tử Cl là nguyên tử trung tâm (có độ âm điện nhỏ hơn O), các nguyên tử O và H được xếp xung quanh như sau:

• Bước 3: Tính số electron hóa trị chưa tham gia liên kết bằng cách lấy tổng số electron trừ số electron tham gia tạo liên kết.

Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là:

32 – 2.5 = 22 electron.

Sử dụng 22 electron trong 22 electron này để tạo octet cho 4 nguyên tử O.

Đã sử dụng hết 22 electron để tạo octet cho 4 nguyên tử O. Không còn cặp electron nào được giữ lại ở nguyên tử trung tâm.

Nguyên tử trung tâm Cl cũng đã đạt octet (có nghĩa là nó có 8 electron).

Vậy công thức Lewis của HClO₄ là:

Tuy nhiên công thức trên không bền, do nguyên tử Cl và nguyên tử O đều mang điện tích, và điện tích càng lớn thì càng kém bền. (xem cách tính điện tích của các nguyển tử trong cấu trúc trên ở cuối bài  viết)

• Bước 4:  Chuyển cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử xung quanh thành electron liên kết sao cho hợp chất trở nên bền vững.

Ta chuyển 2 cặp electron của hai nguyên tử O không liên kết với H vừa được tạo octet tạo thành cặp electron dùng chung với nguyên tử Cl. Điện tích đã không còn ở nguyên tử Cl và nguyên tử O. Vì vậy, công thức trên bền hơn.

Vậy công thức Lewis của HClO₄ là:

* Lưu ý:

Trong một số trường hợp công thức Lewis, nguyên tử trung tâm có thể có số lẻ electron, hoặc nhiều hơn 8 electron, hoặc ít hơn 8 electron.

2. Công thức cấu tạo của HClO₄ (percloric acid)

Từ công thức Lewis, ta loại bỏ đi các electron tự do (electron không tham gia liên kết) thu được công thức cấu tạo.

Công thức cấu tạo của HClO₄ là:

* Nhận xét: 

- Liên kết trong phân tử HClO₄ là Liên kết cộng hoá trị phân cực. Liên kết cho - nhận.

* Cách tính điện tích trên mỗi nguyên tử trong công thức lewis: Để kiểm tra tính ổn định của cấu trúc Lewis ta cần kiểm tra bằng cách sử dụng khái niệm điện tích.

Nói tóm lại, bây giờ bạn phải tìm điện tích chính thức trên nguyên tử hydrogen (H), nguyên tử chlorine (Cl) cũng như các nguyên tử oxygen (O) có trong phân tử HClO₄.

Để tính điện tích chính thức, ta sử dụng công thức sau:

Điện tích chính thức = Electron hóa trị – (Electron liên kết)/2 – Electron không liên kết

Đối với nguyên tử Hydrogen (H):

Electron hóa trị = 1 (vì hydro thuộc nhóm 1)

Electron liên kết = 2

Electron không liên kết = 0

Đối với nguyên tử Chlorine (Cl):

Electron hóa trị = 7 (vì clo thuộc nhóm 17)

Electron liên kết = 8

Electron không liên kết = 0

Đối với nguyên tử Oxygen (O):

Electron hóa trị = 6 (vì oxy thuộc nhóm 16)

Electron liên kết = 2

Electron không liên kết = 6

Đối với nguyên tử Oxygen (O) (thuộc nhóm OH):

Electron hóa trị = 6 (vì oxy thuộc nhóm 16)

Electron liên kết = 4

Electron không liên kết = 4

Từ các tính toán điện tích chính thức ở trên, ta thấy rằng nguyên tử Cl có điện tích +3 và ba nguyên tử O có điện tích -1 .

Sau khi chuyển cặp electron từ nguyên tử oxygen sang nguyên tử chlorine, cấu trúc Lewis của HClO₄ trở nên ổn định hơn.

» Hãy xem để hiểu thêm về cách viết cấu trúc Lewis