路以士結構II（Lewis structure II）

路以士結構II（Lewis structure II）
高雄市立高雄高級中學化學科陳藝菁老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

在繪製某些分子或離子時，要決定移動哪一對孤對電子以形成雙或三鍵是困難的；當分子由多個相同形式的原子環繞中心原子組成，或遇到多原子離子團時更是困難。當一個物質能以兩種或多種結構被描繪出，這種分子結構被稱為共振結構（resonance structure），而分子以共振混成體（hybrid）存在。也就是說，分子被描繪出多個結構，並不表示它具有多種結構，或此物質在這些結構中平衡變動著，而是只有一個結構，其中的鍵都是等價的。舉例來說，NO₃^–中O和N會形成一個雙鍵，但由於分子是對稱的，由哪個O與N形成雙鍵並不重要，因此會出現三個可能的共振結構。繪製結構時，將可能的共振結構都繪出，並以雙箭頭符號分開它們，或以虛線呈現非定域化的鍵結。

為繪出合理的路以士結構，常會使用形式電荷描述、判定共振結構中原子的假想電荷。形式電荷的計算是將共用的電子均勻分配給兩個原子，然後計算原子上的假想電荷而得，其計算方法如下：C_f =N_v−U_e−B_n，C_f 為形式電荷、N_v為自由原子的價電子數、U_e為未共用價電子數、B_n為與另一原子鍵結的鍵數。形式電荷是自由的中性原子價電子數和路以士結構中該原子電子數的差值。分子的形式電荷之和為零，而離子的形式電荷之和即該離子具有之電荷。當比較相同分子的共振結構時，通常有最少形式電荷的共振結構對混成體的貢獻較大。正的形式電荷留在電負度（electronegativity）小的原子，負的形式電荷留在電負度大的原子上的共振結構也是較重要的。

以下以NO₂⁻為例說明路以士結構描繪步驟：
步驟一：N為電負度較低的原子，因此置於中心。
步驟二：計算價電子數。N有5個價電子，每個O有6個價電子，總數(6 × 2) + 5 = 17，而此離子帶−1價，代表額外加入一個電子，所以NO₂⁻總價電子數為18。
步驟三：放置電子。每個O均與N鍵結，共用去4個電子–每兩個電子形成一個鍵，剩下的14個電子以7對孤對電子的形式置於原子旁。每個O最多有三對孤對，加上鍵結的兩個電子共8 個。第七對孤對則置於N上。
步驟四：滿足八隅體。每個O分配到8個電子，但N僅分配到6個電子，因此其中一個O原子的孤對電子必須移動，以形成雙鍵。但兩個O的角色相當，因此產生共振結構。
步驟五：繪出結構。共可繪出兩種路以士結構，兩個O中一個以雙鍵與N結合，另一個以單 鍵與N結合。將每個結構置入括號中，在括號外右上角標上−1，並在兩共振結構間繪上雙箭頭。

註：電負度又稱陰電性。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Lewis_structure