Review of Chemical Bonds and Lewis Diagrams

Slide1Part 1:Lewis DotDiagrams and Structures Lesson 4 – Lewis Diagrams and Molecular Geometry

Slide2Review of  Chemical  Bonds Review  of  Chemical  Bonds l There  are  3  forms  of  bonding: l There  are  3  forms  of  bonding: l _________ —complete  transfer  of  1  or  more electrons  from  one  atom  to  another  (one loses,  the  other  gains)  forming  oppositely charged  ions  that  attract  one  another l _________ —complete  transfer  of  1  or  more electrons  from  one  atom  to  another  (one loses,  the  other  gains)  forming  oppositely charged  ions  that  attract  one  another l _________ —some  valence  electrons shared   between  atoms l _________ —some  valence  electrons shared   between  atoms l _________  –  holds  atoms  of  a  metal together l _________  –  holds  atoms  of  a  metal together

Slide3The type  of  bond  can  usually   be calculated  by  finding  the  difference  in electronegativity  of  the  two  atoms  that  are going  together. The  type  of  bond  can  usually   be calculated  by  finding  the  difference  in electronegativity  of  the  two  atoms  that  are going  together.

Slide4Electronegativity Differencel If the difference in electronegativities is between: –      ≥ 2.0 :  Ionic –     0. >0.4  to  < 2.0:   Polar Covalent –     0.0 to 0.4:  Non-Polar Covalent Example:  NaCl Na = 0.8, Cl = 3.0 Difference is 2.2, so this is an ionic bond!

Slide5Review of  Valence  Electrons Review  of  Valence  Electrons Review  of  Valence  Electrons Review  of  Valence  Electrons  Remember  from  the  electron arrangement  that  valence  electrons are  the  electrons  in  the  OUTERMOST energy  level.  Remember  from  the  electron arrangement  that  valence  electrons are  the  electrons  in  the  OUTERMOST energy  level.  B   is  1s 2   2s 2   2p 1 ;  so  the  outer  energy level  is  2,  and  there  are  2+1  =  3 electrons  in  level  2.   These  are  the valence  electrons!  B   is  1s 2   2s 2   2p 1 ;  so  the  outer  energy level  is  2,  and  there  are  2+1  =  3 electrons  in  level  2.   These  are  the valence  electrons!  Br   is  [Ar]  4s 2   3d 10   4p 5 How  many  valence  electrons  are present?  Br   is  [Ar]  4s 2   3d 10   4p 5 How  many  valence  electrons  are present?

Slide6Lewis Dot Diagramsl A way of keeping track of valence electrons in ionic compounds. l How to write them? l Write the symbol. l Put one dot for each valence electron l Don’t pair up until they have to (Hund’s rule) X

Slide7The Lewis Dot diagram forNitrogen l Nitrogen has 5 valence electrons. l First we write the symbol. N l Then add 1 electron at a    time to each side. l Until they are forced to pair up.

Slide8Lewis Dots For Cationsl Metals will have few valence electrons (usually 3 or less) Ca

Slide9Lewis Dots For Cationsl Metals will have few valence electrons l These will come off Ca

Slide10Lewis Dots For Cationsl Metals will have few valence electrons l These will come off l Forming positive ions Ca 2+ Pseudo-noble gas configuration

Slide11Lewis Dots For Anionsl Nonmetals will have many valence electrons (usually 5 or more) l They will gain electrons to fill outer shell. P P 3-

Slide12Ionic Bondingl Anions and cations are held together by opposite charges. l The bond is formed through the transfer of electrons . l Electrons are transferred  to achieve noble gas configuration (octet rule).

Slide13Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Na Cl

Slide14Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Na + Cl -

Slide15Lewis Dot DiagramsIonic Bonding l All the electrons must be accounted for! Ca P

Slide16Lewis Dot Diagrams-Ionic BondingCa P

Slide17Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P

Slide18Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P Ca

Slide19Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P   3- Ca

Slide20Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P   3- Ca P

Slide21Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P   3- Ca 2+ P

Slide22Lewis Dot DiagramsIonic Bonding Ca 2+ P   3- Ca 2+ P Ca

Slide23Lewis Dot Diagram Ionic BondingCa 2+ P   3- Ca 2+ P Ca

Slide24Ionic BondingCa 2+ P   3- Ca 2+ P   3- Ca 2+

Slide25Lewis Dot Diagram Ionic Bonding = Ca 3 P 2 Formula Unit

Slide26 Lewis Structures –Covalent Bonding

Slide27Covalent bondsl Nonmetals hold on to their valence electrons. l Still want noble gas configuration. l By sharing,  both atoms  get to count the electrons toward a noble gas configuration.

Slide28Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons F

Slide29Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven F F

Slide30Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… F F

Slide31Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… F F

Slide32Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… F F

Slide33Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… F F

Slide34Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… F F

Slide35Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… l …both end with full orbitals F F

Slide36Covalent bondingl Fluorine has seven valence electrons l A second atom also has seven l By sharing electrons… l …both end with full orbitals F F 8 Valence electrons

Slide37 Drawing Lewis Structuresl Find total # of valence e - . l Arrange atoms - singular atom is usually in the middle. l Form bonds between atoms (2 e - ). l Distribute remaining e -  to give each atom an octet l If there aren’t enough e -  to go around, form double or triple bonds.

Slide38WaterH O Each hydrogen has 1 valence Electron (Total of 2e) Each hydrogen wants 1 more The oxygen has 6 valence electrons The oxygen wants 2 more They  share  to make each other happy

Slide39Waterl Put the pieces together (8 e to distribute). l The first hydrogen is happy l The oxygen still wants one more H O

Slide40Waterl The second hydrogen attaches l Every atom has full energy levels l Remember to check count. H O H

Slide41 Drawing Lewis Structuresl CF 4 1 C × 4e -  = 4e - 4 F × 7e -  =  28e -     32e - F F  C  F F      - 8e -     24e -

Slide42 Drawing Lewis Structuresl BeCl 2 1 Be  × 2e -  = 2e - 2 Cl × 7e -  =  14e -       16e - Cl    Be    Cl        - 4e -       12e -

Slide43Multiple Bondsl Sometimes atoms share  more than one pair  of valence electrons. l A  double bond  is when atoms share two pairs (4 total) of electrons l A  triple bond  is when atoms share three pairs (6 total) of electrons l Know which elements are diatomic (Oxygen?)

Slide44Carbon dioxidel CO 2  - Carbon is central atom   ( more metallic ) l Carbon has  4 valence electrons l Oxygen has 6 valence electrons (total of 12e) l 16e must be distributed. O C

Slide45Carbon dioxidel Attaching 1 oxygen leaves the oxygen 1 short, and the carbon 3 short O C

Slide46Carbon dioxidel Attaching the second oxygen leaves both oxygen 1 short and the carbon 2 short l IF the central atom is not surrounded by 4 electron pairs, it does not have an octet.  You must convert one or more  of the lone pairs on the terminal atoms to a double or triple bonds. O C O

Slide47Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide48Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide49Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide50Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide51Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide52Carbon dioxidel The only solution is to share more O C O

Slide53Carbon dioxidel The only solution is to share more l Requires  two double  bonds l Each atom can count all the electrons in the bond O C O

Slide54Carbon dioxidel The only solution is to share more l Requires two double bonds l Each atom can count all the electrons in the bond l Count e’s O C O 8 valence electrons

Slide55Carbon dioxidel The only solution is to share more l Requires two double bonds l Each atom can count all the electrons in the bond O C O 8 valence electrons