MolDraw › Scheikundetools › Calculator formele lading en hybridisatie
Calculator formele lading en hybridisatie
Kort gezegd: Voer een molecuul of ion in en krijg de formele lading van elk atoom, berekend als FC = V − N − B/2, plus de vrije elektronenparen, het sterisch getal, de hybridisatie (sp, sp², sp³, sp³d, sp³d²), de elektronengeometrie, de vorm en de geschatte bindingshoek. Gratis, werkt in je webbrowser en vereist geen download.
Plak een SMILES-string, typ een formule zoals NO3- of SO4^2-, of kies een voorbeeld. Voor elk atoom toont de tabel de valentie-elektronen, de niet-bindende en bindende elektronen, de formele lading met de berekening, het sterisch getal, de hybridisatie en de vorm eromheen.
Editor laden…
Laden…
Formele lading handmatig controleren
Voor één atoom in een lewisstructuur die je zelf hebt getekend: kies het element en tel de gebonden atomen, de bindingen (een dubbele binding telt als 2) en de vrije elektronenparen.
Formules voor formele lading en hybridisatie
Formele lading FC = V − N − B/2 V = valentie-elektronen, N = niet-bindende elektronen, B = bindende elektronen
Sterisch getal SN = (gebonden atomen) + (vrije elektronenparen) 2 → sp, 3 → sp², 4 → sp³, 5 → sp³d, 6 → sp³d²
V is het groepsnummer voor hoofdgroepelementen (C = 4, N = 5, O = 6, halogenen = 7). Elk vrij elektronenpaar is 2 niet-bindende elektronen. Elke enkele binding voegt 2 bindende elektronen toe, een dubbele binding 4 en een drievoudige binding 6. De formele ladingen van alle atomen tellen op tot de totale lading.
Sterisch getal, hybridisatie en vorm
| Sterisch getal | Hybridisatie | Elektronengeometrie | Vormen (vrije paren 0, 1, 2…) | Voorbeeld |
|---|---|---|---|---|
| 2 | sp | lineair | lineair (180°) | C in CO₂, HC≡CH |
| 3 | sp² | trigonaal vlak | trigonaal vlak (120°), gebogen | C in C=O, N in NO₃⁻, centrale O in O₃ |
| 4 | sp³ | tetraëdrisch | tetraëdrisch (109,5°), trigonaal piramidaal (≈107°), gebogen (≈104,5°) | CH₄, NH₃, H₂O |
| 5 | sp³d | trigonaal bipiramidaal | trigonaal bipiramidaal, wip, T-vormig, lineair | PCl₅, SF₄, ClF₃, I₃⁻ |
| 6 | sp³d² | octaëdrisch | octaëdrisch, vierkant piramidaal, vierkant vlak | SF₆, BrF₅, XeF₄ |
Vrije elektronenparen naast π-bindingen
Een stikstof- of zuurstofatoom met een vrij elektronenpaar naast een dubbele binding (of naast een lege p-orbitaal) plaatst dat paar meestal in een p-orbitaal zodat het kan delokaliseren. Het atoom is dan sp² en vlak, ook al geeft de eenvoudige telling 4. Voorbeelden: de N van amiden, aniline en pyrrool, de O van esters, furaan en fenol, en de O⁻ van carboxylaten. De tool markeert deze atomen met een sterretje.
Uitgewerkte voorbeelden
Ammonium, NH₄⁺
N: V = 5, geen vrije elektronenparen, vier N–H-bindingen (B = 8).
FC = 5 − 0 − 8/2 = +1. Vier σ-bindingen, sterisch getal 4.
N is +1, sp³, tetraëdrisch (109,5°)
Ozon, O₃
Centrale O: 1 vrij elektronenpaar, één dubbele en één enkele binding (B = 6): 6 − 2 − 3 = +1. Enkelgebonden eind-O: 6 − 6 − 1 = −1.
Centrale O +1, sp², gebogen (≈117°)
Cyanide, CN⁻
C: 1 vrij elektronenpaar, drievoudige binding (B = 6): 4 − 2 − 3 = −1. N: 1 vrij elektronenpaar: 5 − 2 − 3 = 0.
De lading zit op C; beide atomen sp
Nitromethaan, CH₃NO₂
N: geen vrije elektronenparen, B = 8: 5 − 0 − 4 = +1. O⁻: 6 − 6 − 1 = −1. N schrijven met twee N=O-bindingen zou N 10 elektronen geven, en dat mag niet.
N +1 (sp²), één O −1, CH₃-koolstof sp³
Sulfaat, SO₄²⁻ (examenstijl)
Met twee S=O en twee S–O⁻: S = 6 − 0 − 12/2 = 0, elke O⁻ = −1. In de octetvorm met alleen enkele bindingen is S = +2.
S is sp³, tetraëdrisch; totaal −2
Aceetamide, CH₃CONH₂
N: 1 vrij elektronenpaar en drie σ-bindingen, dus de eenvoudige telling is 4 (sp³). Het vrije paar zit naast de π-binding van C=O en delokaliseert.
Amide-N is sp², vlak
Veelgemaakte fouten
- Bindingen tellen in plaats van bindende elektronen. Gebruik B/2 (het aantal bindingen), niet B. Een dubbele binding telt 2 op bij B/2.
- Vrije elektronenparen vergeten. N is het aantal niet-bindende elektronen, dus elk vrij paar telt als 2.
- Een dubbele binding als twee domeinen tellen. Voor het sterisch getal is een dubbele of drievoudige binding één domein.
- N of O meer dan 8 elektronen geven. Atomen uit de tweede periode kunnen hun octet niet uitbreiden. Schrijf nitrogroepen als N⁺–O⁻, niet als N(=O)=O.
- Amide- of aniline-N sp³ noemen. Vrije paren in conjugatie zitten in p-orbitalen, dus deze atomen zijn sp².
- Formele lading en oxidatiegetal verwarren. Ze gebruiken verschillende regels voor het tellen van elektronen en zijn meestal verschillende getallen.
Teken het netjes. Open de structuur in de gratis MolDraw-editor om vrije elektronenparen, formele ladingen en pijlen toe te voegen, en exporteer daarna een PNG of SVG voor aantekeningen en dia's.
MolDraw-editor openenVeelgestelde vragen
Hoe bereken je de formele lading?
Gebruik FC = V − N − B/2, waarbij V het aantal valentie-elektronen van het vrije atoom is, N het aantal niet-bindende elektronen (vrije elektronenparen) op het atoom en B het aantal bindende elektronen eromheen. Voor de N in nitraat: FC = 5 − 0 − 8/2 = +1.
Wat is de formele lading van elk atoom in CO2?
Alle drie de atomen hebben een formele lading van 0 in O=C=O. Koolstof: 4 − 0 − 8/2 = 0. Elk zuurstofatoom: 6 − 4 − 4/2 = 0. Koolstof is sp-gehybridiseerd en het molecuul is lineair.
Hoe bepaal ik de hybridisatie van een atoom?
Tel het sterisch getal: de gebonden atomen plus de vrije elektronenparen. 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d². Dubbele en drievoudige bindingen tellen één keer. Een vrij elektronenpaar naast een π-binding zit meestal in een p-orbitaal, waardoor het atoom sp² is.
Waarom is het stikstofatoom in een amide sp2 en niet sp3?
Het vrije elektronenpaar van stikstof zit naast de π-binding van C=O en delokaliseert daarin (resonantie). Om te kunnen overlappen moet het vrije paar in een p-orbitaal zitten, dus stikstof is sp² en vlak. Hetzelfde geldt voor de stikstofatomen van aniline, pyrrool en enaminen.
Is formele lading hetzelfde als oxidatiegetal?
Nee. De formele lading gaat ervan uit dat bindende elektronen gelijk gedeeld worden. Het oxidatiegetal gaat ervan uit dat ze allemaal naar het meest elektronegatieve atoom gaan. In CO2 heeft koolstof een formele lading van 0 maar een oxidatiegetal van +4.
Welke lewisstructuur is het best als er meerdere zijn?
Kies de structuur met formele ladingen zo dicht mogelijk bij nul, met een eventuele negatieve formele lading op het meest elektronegatieve atoom, en zet nooit meer dan 8 elektronen op een atoom uit de tweede periode zoals C, N of O.
Is de som van de formele ladingen gelijk aan de lading van het ion?
Ja. De formele ladingen van alle atomen tellen op tot de totale lading. In sulfaat, SO4 2−, is de som −2; in ammonium, NH4+, +1.
Verwante scheikundetools
Lees de volledige gids: Formele lading en hybridisatie berekenen.
Laatst bijgewerkt: