Viết công thức electron, công thức Lewis các phân tử

Trả lời nhanh

Muốn viết công thức electron, công thức Lewis và công thức cấu tạo của một phân tử, em làm theo thứ tự: (1) viết công thức electron, đặt mọi electron hoá trị thành dấu chấm, sao cho mỗi nguyên tử đạt octet (H đạt 2); (2) thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối, giữ lại các cặp electron riêng, được công thức Lewis; (3) bỏ các cặp electron riêng, được công thức cấu tạo.

Ba loại công thức khác nhau ở điểm nào?

Cả ba công thức đều mô tả cùng một phân tử, chỉ khác nhau ở mức độ chi tiết khi biểu diễn electron. Em có thể hình dung như đi từ “ảnh đầy đủ” đến “bản phác thảo”:

Công thức	Cặp electron dùng chung	Electron riêng (chưa liên kết)
Công thức electron	Hai dấu chấm đặt giữa hai nguyên tử	Dấu chấm quanh nguyên tử
Công thức Lewis	Một gạch nối (–, =, ≡)	Vẫn giữ dấu chấm
Công thức cấu tạo	Một gạch nối (–, =, ≡)	Bỏ đi, không biểu diễn

Nếu em cần ôn kĩ quy trình 5 bước viết Lewis (đếm electron, dựng khung, phân bố electron, tạo liên kết bội), hãy xem bài Cách viết công thức Lewis theo chương trình mới. Bài này tập trung vào chuyển đổi qua lại giữa ba loại công thức và một mẹo đếm nhanh số liên kết.

Mẹo đếm nhanh số liên kết trước khi vẽ

Trước khi đặt dấu chấm, em tính hai con số:

A = tổng số electron hoá trị thực có của các nguyên tử.
N = tổng số electron cần để mọi nguyên tử “đủ lớp”: 8 cho mỗi nguyên tử thông thường, 2 cho mỗi nguyên tử H.

Khi đó: số cặp electron dùng chung = (N − A) : 2 và số cặp electron riêng = (A − 2 × số cặp chung) : 2.

Ví dụ với N₂: A = 5 + 5 = 10; N = 8 + 8 = 16. Số cặp chung = (16 − 10) : 2 = 3, tức liên kết ba. Số cặp riêng = (10 − 6) : 2 = 2, mỗi nguyên tử N giữ 1 cặp. Biết trước kết quả, em vẽ sẽ không bị thừa hay thiếu electron.

Ví dụ chi tiết cho từng phân tử

Phân tử H₂O

A = 2 × 1 + 6 = 8; N = 2 + 2 + 8 = 12 → 2 cặp chung, 2 cặp riêng (đều trên O).

Công thức electron:      ..
                      H : O : H
                         ..

Công thức Lewis:         ..
                      H – O – H
                         ..

Công thức cấu tạo:    H – O – H

Phân tử NH₃

A = 5 + 3 = 8; N = 8 + 3 × 2 = 14 → 3 cặp chung, 1 cặp riêng trên N.

Công thức electron:      ..
                      H : N : H
                          ..
                          H
(cặp chấm phía trên là cặp riêng của N; cặp phía dưới là cặp chung N–H)

Công thức cấu tạo:    H – N – H
                          |
                          H

Phân tử CO₂

A = 4 + 2 × 6 = 16; N = 3 × 8 = 24 → 4 cặp chung (hai liên kết đôi), 4 cặp riêng (mỗi O hai cặp).

Công thức electron:   ..        ..
                      O : : C : : O
                      ..        ..

Công thức Lewis:      ..       ..
                      O  = C =  O
                      ..       ..

Công thức cấu tạo:    O = C = O

Phân tử N₂

Công thức electron:   : N : : : N :
Công thức Lewis:      : N ≡ N :
Công thức cấu tạo:      N ≡ N

Bảng tra nhanh các phân tử thường gặp

Phân tử	Electron hoá trị (A)	Số cặp chung	Số cặp riêng	Công thức cấu tạo
H₂	2	1	0	H – H
Cl₂	14	1	6	Cl – Cl
O₂	12	2	4	O = O
N₂	10	3	2	N ≡ N
HCl	8	1	3	H – Cl
H₂O	8	2	2	H – O – H
NH₃	8	3	1	N nối với 3 nguyên tử H
CH₄	8	4	0	C nối với 4 nguyên tử H
CO₂	16	4	4	O = C = O
C₂H₄	12	6	0	H₂C = CH₂
HCN	10	4	1	H – C ≡ N

Kiểm tra lại bảng: với mọi dòng, A = 2 × (số cặp chung) + 2 × (số cặp riêng). Nếu đẳng thức sai, chắc chắn em đã đếm nhầm.

Lỗi sai thường gặp khi viết ba loại công thức

Quên electron riêng trong công thức Lewis: nhiều em viết H – O – H rồi gọi đó là công thức Lewis. Thiếu hai cặp electron riêng trên O thì đó chỉ là công thức cấu tạo.
Cho H tạo hai liên kết: H chỉ có 1 electron hoá trị, luôn đứng ở vị trí ngoài cùng.
Chọn sai nguyên tử trung tâm: nguyên tử trung tâm thường có độ âm điện nhỏ hơn và hoá trị lớn hơn (C trong CO₂, không phải O).
Đếm sai electron với ion: ion âm cộng thêm electron, ion dương bớt electron.
Áp dụng octet cho mọi chất: một số phân tử như BF₃, SO₃, H₂SO₄ có nguyên tử trung tâm không tuân theo quy tắc octet hoặc có nhiều cách biểu diễn. Các trường hợp này nên học riêng.

Mở rộng: phân tử có nguyên tử trung tâm “đặc biệt”

Với các oxide và oxoacid của phi kim chu kì 3 (S, P, Cl), cách vẽ cần lưu ý thêm về liên kết cho – nhận hoặc mở rộng octet. Em tham khảo các bài chuyên sâu:

Bài tập tự luyện có đáp án

Bài 1. Dùng mẹo (N − A) : 2, cho biết số cặp electron dùng chung trong C₂H₂ và viết công thức cấu tạo.

Đáp án: A = 2 × 4 + 2 × 1 = 10; N = 2 × 8 + 2 × 2 = 20 → 5 cặp chung, 0 cặp riêng. Công thức cấu tạo: H – C ≡ C – H.

Bài 2. Viết công thức Lewis của HClO (nguyên tử O ở giữa).

Đáp án: A = 1 + 6 + 7 = 14; N = 2 + 8 + 8 = 18 → 2 cặp chung (H – O và O – Cl); số cặp riêng = (14 − 4) : 2 = 5, trong đó O giữ 2 cặp, Cl giữ 3 cặp. Công thức cấu tạo: H – O – Cl.

Bài 3. PH₃ có công thức electron giống phân tử nào trong bảng trên? Vì sao?

Đáp án: Giống NH₃, vì P và N cùng nhóm VA, đều có 5 electron hoá trị: PH₃ có 3 cặp chung và 1 cặp riêng trên P.

Câu hỏi thường gặp

Công thức Lewis khác công thức electron thế nào?

Công thức electron biểu diễn mọi electron hoá trị bằng dấu chấm; công thức Lewis thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối nhưng vẫn giữ dấu chấm cho electron chưa liên kết.

Công thức cấu tạo có biểu diễn cặp electron riêng không?

Không. Công thức cấu tạo chỉ biểu diễn các liên kết bằng gạch nối, bỏ qua các cặp electron chưa liên kết.

Làm sao biết phân tử có liên kết đôi hay ba?

Tính số cặp electron dùng chung = (N − A) : 2, với A là tổng electron hoá trị và N là tổng electron cần để các nguyên tử đạt octet (H cần 2). Số cặp chung lớn hơn số cặp nguyên tử liên kết thì có liên kết bội.

Phân tử N2 có mấy cặp electron chưa liên kết?

N2 có 2 cặp electron chưa liên kết, mỗi nguyên tử N giữ 1 cặp, và 3 cặp electron dùng chung tạo liên kết ba.