Viết công thức electron, Lewis, cấu tạo của H2O, NH3, CO2

H2O: H–O–H, nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng. NH3: N liên kết với 3 H bằng 3 liên kết đơn, N còn 1 cặp electron riêng. CO2: O=C=O, mỗi O còn 2 cặp electron riêng. Công thức electron vẽ mọi electron hoá trị bằng chấm; công thức Lewis thay cặp chung bằng gạch; công thức cấu tạo chỉ giữ gạch.

Công thức Lewis của NH3, H2O, CO2 và cách viết

Trả lời nhanh

H₂O: H–O–H, nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng. NH₃: N liên kết với 3 H bằng 3 liên kết đơn, N còn 1 cặp electron riêng. CO₂: O=C=O, mỗi O còn 2 cặp electron riêng. Công thức electron vẽ mọi electron hoá trị bằng chấm; công thức Lewis thay cặp chung bằng gạch; công thức cấu tạo chỉ giữ gạch.

Phân biệt ba loại công thức

Loại công thức	Cách biểu diễn	Có cặp electron riêng không?
Công thức electron	Mọi electron hoá trị là chấm; cặp chung là 2 chấm nằm giữa hai nguyên tử	Có (dạng chấm)
Công thức Lewis	Cặp electron chung thay bằng gạch nối; cặp riêng vẫn là chấm	Có (dạng chấm)
Công thức cấu tạo	Chỉ còn các gạch nối giữa các nguyên tử	Không

Mẹo nhớ: đi từ công thức electron → Lewis → cấu tạo là quá trình “bớt chấm dần”: đổi cặp chung thành gạch, rồi bỏ nốt các chấm riêng.

Các bước viết công thức Lewis

Viết cấu hình electron, xác định số electron hoá trị của mỗi nguyên tử.
Xác định số electron còn thiếu để đạt 8 (hoặc 2 với H) – đó là số cặp chung cần góp.
Chọn nguyên tử trung tâm (thường là nguyên tử cần nhiều liên kết hơn, không phải H), nối với các nguyên tử còn lại.
Điền các electron còn dư thành cặp riêng sao cho các nguyên tử đạt octet.
Kiểm tra: tổng số electron hoá trị trong hình vẽ bằng tổng electron hoá trị ban đầu.

a) Phân tử H₂O

H (Z = 1): 1s¹, có 1 electron hoá trị, cần thêm 1 để đủ 2.
O (Z = 8): 1s²2s²2p⁴, có 6 electron hoá trị, cần thêm 2 để đủ 8.
Mỗi O góp chung 1 cặp với mỗi H, vậy O tạo 2 liên kết đơn; 6 − 2 = 4 electron còn lại của O thành 2 cặp riêng.
Tổng electron hoá trị: 2×1 + 6 = 8 → 2 cặp chung (4 e) + 2 cặp riêng (4 e) = 8. Đúng.

Công thức electron: mỗi H nằm cạnh O với 2 chấm giữa hai nguyên tử, trên O có thêm 2 cặp chấm riêng. Công thức Lewis: H–O–H, O mang 2 cặp chấm. Công thức cấu tạo: H–O–H.

b) Phân tử NH₃

N (Z = 7): 1s²2s²2p³, có 5 electron hoá trị, cần thêm 3 electron.
N góp chung 3 cặp với 3 nguyên tử H → 3 liên kết đơn N–H; còn 5 − 3 = 2 electron thành 1 cặp riêng.
Tổng electron hoá trị: 5 + 3×1 = 8 → 3 cặp chung (6 e) + 1 cặp riêng (2 e) = 8. Đúng.

Vì vậy công thức Lewis của NH₃ là N ở giữa, nối với 3 H bằng 3 gạch, phía trên N có 1 cặp chấm. Công thức cấu tạo: H–N(–H)–H, thường viết N ở giữa và 3 gạch toả ra 3 H.

c) Phân tử CO₂

C (Z = 6): 1s²2s²2p², có 4 electron hoá trị, cần thêm 4.
O có 6 electron hoá trị, cần thêm 2.
C là nguyên tử trung tâm, mỗi O góp chung 2 cặp với C → 2 liên kết đôi C=O. Mỗi O còn 6 − 2 = 4 electron thành 2 cặp riêng.
Tổng electron hoá trị: 4 + 2×6 = 16 → 4 cặp chung (8 e) + 4 cặp riêng (8 e) = 16. Đúng.

Công thức electron: O::C::O (mỗi bên 4 chấm chung), mỗi O có thêm 2 cặp chấm riêng. Công thức Lewis: O=C=O với mỗi O mang 2 cặp chấm. Công thức cấu tạo: O=C=O.

Công thức Lewis của H2O, NH3 và CO2 với liên kết là gạch nối và cặp electron riêng là các chấm — Công thức Lewis của H2O, NH3, CO2: gạch là cặp electron chung, cặp chấm là cặp electron riêng.

Bảng tổng hợp

Phân tử	Electron hoá trị (tổng)	Liên kết	Cặp riêng	Công thức cấu tạo
H₂O	8	2 liên kết đơn O–H	2 (trên O)	H–O–H
NH₃	8	3 liên kết đơn N–H	1 (trên N)	N nối 3 H
CO₂	16	2 liên kết đôi C=O	4 (2 trên mỗi O)	O=C=O

Lỗi sai thường gặp

Quên cặp electron riêng. Ở H₂O và NH₃, nếu bỏ cặp riêng thì công thức Lewis thiếu; chính cặp này quyết định dạng góc của H₂O và dạng chóp của NH₃ ở lớp trên.
Vẽ CO₂ với liên kết đơn. Khi đó C chỉ có 4 electron xung quanh, không đạt octet; phải là liên kết đôi.
Nhầm công thức cấu tạo với hình dạng phân tử. H–O–H viết thẳng hàng chỉ là cách biểu diễn; thực tế H₂O có dạng góc (khoảng 104,5°), NH₃ dạng chóp tam giác, còn CO₂ thẳng (180°).
Đặt H làm nguyên tử trung tâm. H chỉ tạo được 1 liên kết nên luôn nằm ở rìa.

Bài luyện tập

Viết công thức Lewis và công thức cấu tạo của HCl.
Viết công thức Lewis của N₂ (N, Z = 7).
Viết công thức cấu tạo của C₂H₄ và cho biết có cặp electron riêng nào không.

Đáp án:

H có 1, Cl có 7 electron hoá trị → 1 cặp chung. Lewis: H–Cl, Cl mang 3 cặp chấm riêng; cấu tạo: H–Cl.
Mỗi N có 5 e, cần góp 3 cặp → liên kết ba N≡N; mỗi N còn 2 e thành 1 cặp riêng. Tổng 10 e = 6 (chung) + 4 (riêng). Đúng.
Tổng electron hoá trị 2×4 + 4×1 = 12. Cấu tạo: H₂C=CH₂ (mỗi C có 2 liên kết C–H và 1 liên kết đôi C=C); 6 cặp chung = 12 e nên không còn cặp riêng nào.

Câu hỏi thường gặp

Công thức Lewis của NH3 viết như thế nào?

N là nguyên tử trung tâm, nối với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết đơn (3 gạch), trên N còn 1 cặp electron riêng biểu diễn bằng hai chấm. Tổng cộng 8 electron hoá trị.

Công thức Lewis khác công thức electron ở điểm nào?

Công thức electron biểu diễn tất cả electron hoá trị bằng chấm, kể cả cặp chung. Công thức Lewis thay mỗi cặp electron chung bằng một gạch nối, còn cặp electron riêng vẫn giữ dạng chấm.

Vì sao CO2 phải có hai liên kết đôi C=O?

C có 4 electron hoá trị, mỗi O có 6. Để cả C và hai O đều đạt 8 electron ngoài cùng, C phải góp chung 2 cặp với mỗi O, tức tạo liên kết đôi.

Công thức cấu tạo của H2O có cho biết phân tử thẳng hay gấp khúc không?

Không. H–O–H chỉ cho biết thứ tự liên kết giữa các nguyên tử. Thực tế phân tử nước có dạng góc, góc liên kết khoảng 104,5°.