Công thức Lewis của CO2: O=C=O và cách viết

Trả lời nhanh

Công thức Lewis của CO₂ là O=C=O với nguyên tử C ở giữa. C tạo hai liên kết đôi với hai nguyên tử O (mỗi liên kết đôi gồm 2 cặp electron dùng chung). Mỗi nguyên tử O còn 2 cặp electron hoá trị không liên kết. Như vậy cả C và O đều có 8 electron xung quanh, thoả mãn quy tắc octet.

Viết công thức Lewis của CO₂ theo 4 bước

Đếm tổng số electron hoá trị. C có 4 electron hoá trị, mỗi O có 6. Tổng = 4 + 2 × 6 = 16 electron (tức 8 cặp).
Chọn nguyên tử trung tâm và nối bằng liên kết đơn. C nằm giữa vì C có khả năng tạo nhiều liên kết nhất. Vẽ O–C–O, dùng hết 2 cặp electron (4 electron).
Hoàn thiện octet cho nguyên tử ngoài. Mỗi O cần thêm 6 electron, tức 3 cặp không liên kết. Hai nguyên tử O dùng hết 6 cặp, tổng đã dùng 8 cặp, hết 16 electron. Nhưng khi đó C mới có 4 electron xung quanh (2 liên kết đơn).
Chuyển cặp electron thành liên kết. Để C đủ 8 electron, mỗi O đưa một cặp electron không liên kết thành cặp dùng chung với C. Ta được hai liên kết đôi: O=C=O, mỗi O còn lại 2 cặp không liên kết.

Kiểm tra lại kết quả

Nguyên tử	Electron liên kết	Electron không liên kết	Tổng electron xung quanh
C	4 liên kết đơn tương đương (2 liên kết đôi) = 8	0	8
Mỗi O	2 cặp (liên kết đôi) = 4	2 cặp = 4	8

Tổng số electron hoá trị đã biểu diễn: 8 electron ở hai liên kết đôi (mỗi liên kết đôi 4 electron) + 8 electron không liên kết (2 cặp × 2 O × 2) = 16. Khớp với bước 1.

Công thức electron và công thức Lewis

Công thức electron: dùng dấu chấm cho từng electron, ví dụ O::C::O với các cặp không liên kết quanh mỗi O.
Công thức Lewis: thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối, mỗi cặp không liên kết bằng một gạch nằm cạnh nguyên tử. Với CO₂: O=C=O, mỗi O có hai gạch ngắn (hai cặp).
Công thức cấu tạo: chỉ thể hiện liên kết, tức O=C=O.

Từ công thức Lewis suy ra gì?

Phân tử CO₂ có dạng đường thẳng, góc liên kết 180°. Mỗi liên kết C=O phân cực (O có độ âm điện lớn hơn C) nhưng hai liên kết nằm đối xứng, ngược chiều nhau nên momen lưỡng cực triệt tiêu. Vì vậy CO₂ là phân tử không phân cực, các phân tử hút nhau yếu nên chất này tồn tại ở thể khí ở điều kiện thường.

Lỗi sai thường gặp

Viết O–C–O (liên kết đơn) và để C chỉ có 4 electron.
Quên cặp electron không liên kết của O, nên số electron không khớp với 16.
Viết cấu trúc gấp khúc như phân tử nước. CO₂ thẳng hàng vì C không có cặp electron riêng.
Đặt O ở giữa vì tưởng O có độ âm điện lớn nên là trung tâm. Nguyên tử trung tâm thường là nguyên tử cần tạo nhiều liên kết nhất.

Luyện tập

Câu 1. Viết công thức Lewis của CS₂.
Đáp án: S=C=S; mỗi S còn 2 cặp electron không liên kết (tổng 16 electron hoá trị, cấu trúc tương tự CO₂).

Câu 2. Trong phân tử CO₂ có bao nhiêu cặp electron dùng chung và bao nhiêu cặp không liên kết?
Đáp án: 4 cặp dùng chung (hai liên kết đôi) và 4 cặp không liên kết (mỗi O hai cặp).

Câu 3. Vì sao CO₂ không phân cực dù liên kết C=O phân cực?
Đáp án: phân tử thẳng, hai liên kết phân cực ngược chiều, bằng nhau nên triệt tiêu nhau.

Câu hỏi thường gặp

Công thức Lewis của CO2 viết như thế nào?

Viết O=C=O, trong đó C ở giữa tạo hai liên kết đôi với hai nguyên tử O và mỗi O còn hai cặp electron không liên kết.

Phân tử CO2 có bao nhiêu electron hoá trị?

Có 16 electron hoá trị: 4 electron của C cộng với 2 lần 6 electron của hai nguyên tử O.

Vì sao C là nguyên tử trung tâm trong CO2?

Vì C có 4 electron hoá trị, cần tạo nhiều liên kết nhất nên đặt ở giữa để nối với các nguyên tử O.

Hình dạng phân tử CO2 là gì?

CO2 có dạng đường thẳng với góc liên kết 180°, nên là phân tử không phân cực.