5.3: diagramy Lewisa

Lewis używał prostych diagramów (zwanych teraz diagramami Lewisa), aby śledzić, ile elektronów było obecnych w zewnętrznej lub walencyjnej powłoce danego atomu. Jądro atomu, tj. jądro wraz z wewnętrznymi elektronami, jest reprezentowane przez symbol chemiczny, a tylko elektrony walencyjne są rysowane jako kropki otaczające symbol chemiczny. Tak więc trzy atomy pokazane na fig. 1 z elektronów i Walencji mogą być reprezentowane przez następujące diagramy Lewisa:

Jeśli atom jest atomem gazu szlachetnego, możliwe są dwie alternatywne procedury. Albo możemy uznać, że atom ma zerowe elektrony walencyjne, albo możemy uznać zewnętrzną wypełnioną powłokę za powłokę walencyjną. Pierwsze trzy gazy szlachetne można zapisać jako:

zauważ z poprzedniego przykładu, że diagramy Lewisa metali alkalicznych są identyczne z wyjątkiem ich symboli chemicznych. Zgadza się to z bardzo podobnym zachowaniem chemicznym metali alkalicznych. Podobnie diagramy Lewisa dla wszystkich pierwiastków z innych grup, takich jak ziemie alkaliczne czy halogeny, wyglądają tak samo.

diagramy Lewisa mogą być również używane do przewidywania wartościowości elementów. Lewis zasugerował, że liczba Walencji atomu była równa liczbie elektronów w powłoce walencyjnej lub liczbie elektronów, które muszą być dodane do powłoki walencyjnej, aby osiągnąć strukturę powłoki elektronicznej następnego gazu szlachetnego. Jako przykład tej idei rozważ elementy Be I O. ich diagramy Lewisa i te gazów szlachetnych He i Ne to

porównując Be Z He, widzimy, że ten pierwszy ma jeszcze dwa elektrony i dlatego powinien mieć wartość 2. Element O może mieć wartość 6 lub wartość 2, ponieważ ma sześć elektronów walencyjnych-dwa mniej niż Ne. Korzystając z zasad Walencji opracowanych w ten sposób, Lewis był w stanie uwzględnić regularny wzrost i spadek indeksu związków w tabeli znajdującej się w sekcji Walencji i odtworzonej tutaj. Ponadto był w stanie uwzględnić ponad 50 procent wzorów w tabeli. (Te, które zgadzają się z jego pomysłami są zacienione w Kolorze w tabeli. Możesz teraz odwołać się do tej tabeli i sprawdzić, czy niektóre ze wskazanych formuł są zgodne z regułami Lewisa.) Sukces Lewisa w tym zakresie dał wyraźną wskazówkę, że elektrony były najważniejszym czynnikiem w utrzymywaniu atomów razem, gdy powstawały cząsteczki.

pomimo tych sukcesów, istnieją również trudności w teoriach Lewisa, w szczególności dla pierwiastków poza wapniem w układzie okresowym. Na przykład pierwiastek Br (Z = 35) mA o 17 więcej elektronów niż gaz szlachetny Ar (z = 18). To prowadzi nas do wniosku, że Br ma 17 elektronów walencyjnych, co sprawia, że niewygodne jest wyjaśnienie, dlaczego Br przypomina CL i F tak ściśle, mimo że te dwa atomy mają tylko siedem elektronów walencyjnych.