如何在 MolDraw 中加入孤對電子
簡短回答
簡短回答：在左側工具列選擇 Lone pair（孤對電子）工具，點一下原子中心。每點一下就加入一對。原子滿了之後，再點選就會逐一移除孤對電子。若要一次填滿整個分子，請開啟該工具的選單並選擇 Add all lone pairs。
快速步驟
- 畫出你的結構，例如把水畫成 H–O–H。
- 點選左側工具列中、電荷工具旁邊的 Lone pair 工具（有兩個點的圖示）。
- 點一下氧原子的中心。一對孤對電子會出現在鍵之間最大的空隙中。
- 再點一下加入第二對。達到所需數目後就停止。
- 若要一次處理所有原子，請再點一次 Lone pair 按鈕（或它的小箭頭）開啟選單，然後選擇 Add all lone pairs。如果只想為部分原子加入，請先選取這些原子。
指標停在既有的孤對電子上時，它會醒目顯示。這時點下去會拾起那一對，讓你可以移動它。要加入孤對電子，請點原子的正中央。
孤對電子工具的所有選項
Lone pair 按鈕附有選單。點按鈕一次會選取該工具；再點一次或點它的小箭頭，就會開啟選單。在觸控螢幕上，請長按按鈕。選單依序包含以下選項：
| Lone pair（孤對電子） | 點選工具。點原子中心可加入一對。持續點選會一直加入，直到原子滿了為止。之後每點一次就移除一對，直到全部移除，接著點選又會重新加入。按住 Shift 或 Alt 點選一律移除一對。 |
|---|---|
| Free radical（自由基） | 點選原子可加入一個未成對電子（單一圓點）。再點一次該原子或點那個圓點即可移除。Erase 工具也能移除它。 |
| Dots (classic)（圓點，經典） | 把每對孤對電子畫成兩個圓點，並成為新孤對電子的樣式。所選原子上的孤對電子會改為圓點；若沒有選取任何東西，圖中所有孤對電子都會改變。 |
| Line (bar)（短線） | 像許多課本一樣，把每對孤對電子畫成一條短線。用法與 Dots 相同：新加入的孤對電子會使用此樣式，所選範圍（或整張圖）中既有的孤對電子也會切換。 |
| Add one lone pair to all（為所有原子各加一對） | 為每個仍有空間的原子加入一對孤對電子。再執行一次就會加入下一對。會略過氫與中性碳。若有選取原子，則只作用於這些原子。 |
| Add all lone pairs（加入所有孤對電子） | 一次把每個原子填到上限。會略過氫與中性碳，但帶電荷的碳（例如碳陰離子）會得到它的孤對電子。若有選取原子，則只填滿這些原子。 |
| Remove lone pairs（移除孤對電子） | 移除所選原子上的所有孤對電子。若沒有選取任何東西，則清除整張圖的孤對電子。自由基圓點會保留。 |
其中一些選項也可以從其他地方使用：
- 右鍵選單：在原子或選取範圍上按右鍵，選擇 Add all lone pairs。有孤對電子可移除時，你還會看到 Remove lone pairs（有選取範圍時）或 Remove all lone pairs（沒有選取範圍時）。
- 觸控選單：選取帶有孤對電子的原子，從快速選單中選擇 Remove lone pairs。
- 設定：Settings › General › Drawing › Lone pair style 可為新孤對電子設定 Dots 或 Line。它不會改變已經畫好的孤對電子，那需要使用工具選單。
Lone pair 工具沒有鍵盤快捷鍵。復原（Ctrl+Z，Mac 上為 ⌘+Z）可以撤回以上任何動作。
移動與移除孤對電子
移動一對孤對電子
用 Lone pair 工具或 Select 工具拖曳孤對電子。它會繞著所屬原子移動，停在你放開的位置，該原子上的其他孤對電子不會移動。執行 Cleanup 會把孤對電子放回鍵之間的空隙，但保留它們的樣式。
移除一對
- 使用 Lone pair 工具時，按住 Shift 或 Alt 點選原子或其中一對孤對電子。
- 使用 Erase 工具時，點選某一對孤對電子。
- 原子已滿時，用 Lone pair 工具直接點選也會移除一對。
移除所有孤對電子
在工具選單或右鍵選單中選擇 Remove lone pairs。先選取原子，就只會清除這些原子上的孤對電子。
孤對電子與電荷及自由基
MolDraw 不允許你畫出超過原子電子數所容許的孤對電子。計算方式如下：
- 從元素的價電子數開始（N 有 5 個，O 有 6 個，Cl 有 7 個）。
- 每個負電荷加一個，每個正電荷減一個。
- 每根鍵減一個，包括標籤中隱含的氫（OH、NH2，或代表水的單獨 O）。雙鍵算兩個。
- 把剩下的數除以二並無條件捨去，就是孤對電子的最大對數。
所以請在加入孤對電子之前先設定電荷。電荷工具可加入 +、−、+2、圓圈電荷以及 δ+ 或 δ−。
| 水，H–O–H | 6 − 2 根鍵 = 4 個電子，所以氧有 2 對。 |
|---|---|
| 氨，NH3 | 5 − 3 根鍵 = 2 個電子，所以氮有 1 對。 |
| 氯離子，Cl− | 7 + 1（電荷）= 8 個電子，所以氯有 4 對。 |
| 氫氧根，HO− | 6 + 1 − 1 根鍵 = 6 個電子，所以氧有 3 對。 |
| 鋞離子，H3O+ | 6 − 1 − 3 根鍵 = 2 個電子，所以氧有 1 對。 |
| 銨離子，NH4+ | 5 − 1 − 4 根鍵 = 0，所以氮沒有孤對電子。點選該原子時它會閃紅色。 |
| 羰基氧，C=O | 6 − 2（一根雙鍵）= 4 個電子，所以氧有 2 對。 |
先設定電荷。負電荷會多出容納一對孤對電子的空間，所以要在加入孤對電子之前設定。若之後再修改電荷，MolDraw 會移除放不下的孤對電子。
自由基。剩下奇數個電子時，會有一個電子無法成對。MolDraw 會無條件捨去，所以請用 Free radical 把最後那個電子畫成單一圓點。以畫成 O–H 的羥基自由基為例：6 − 1 = 5 個電子，也就是 2 對孤對電子加一個圓點。⊕ 電荷選單中的 Radical cation (•+) 與 Radical anion (•−) 工具，點一下就能同時設定圓點與電荷。
搭配彎箭頭使用孤對電子
許多反應機構的箭頭都是從孤對電子開始。畫法如下：
- 先加入孤對電子。
- 開啟反應箭頭選單，一對電子選擇 Electron flow (2e⁻)，一個電子選擇 Fishhook (1e⁻)。兩者都在 Mechanism 群組中。
- 從孤對電子開始畫箭頭。箭尾會附著在該孤對電子上，醒目標示會顯示它吸附到哪裡。
- 在原子或鍵上結束箭頭，箭頭會吸附在那裡。
附著的箭頭會在你拖曳或整理分子時跟著移動。繪製時按住 Alt 可自由放置端點。若要關閉吸附，請前往 Settings › General › Canvas › Snap curved arrows，此選項預設為開啟。
用於教學的路易斯結構檢視與自由繪圖模式
Settings › General › Teaching 下的兩項設定會改變孤對電子的行為。
Structure display：Lewis structure
把 Structure display 設為 Lewis structure。MolDraw 就會顯示每個原子、每個氫，以及以圓點表示的孤對電子，不需要你手動加入。它能正確計算隱含的氫與自由基圓點。改變的只有檢視方式：你的圖本身不變，隨時都能切換回 Skeletal formula（鍵線式）。
若你自己在某個原子上放了孤對電子，MolDraw 會在該原子上顯示你的孤對電子，而不是自動產生的。自動產生的孤對電子不會儲存在圖中。若要在鍵線式檢視中保留孤對電子，請用 Add all lone pairs 加入。
Free sketch mode：Allow any number of lone pairs
開啟 Free sketch mode（自由繪圖模式），就能畫出打破一般規則的結構，例如展示學生的錯誤。這時 Allow any number of lone pairs 選項預設會開啟，讓點選工具可以在任何原子上放最多四對孤對電子，不論其電子數為何。Add all lone pairs 與 Add one lone pair to all 仍會依照一般的電子數計算。
另外兩個自由繪圖選項在這裡也很重要。No valence correction 表示修改電荷等編輯動作永遠不會移除孤對電子；No automatic hydrogens 表示路易斯檢視只顯示你畫的原子與孤對電子。開啟自由繪圖模式時，這兩項預設都會開啟。
疑難排解
- 工具不再加入孤對電子。這個原子已達上限。請檢查電荷與鍵。例如，氯離子要先帶 −1 電荷，才能容納第四對。
- 點選時移除而不是加入孤對電子。原子已經滿了，所以工具正在倒數。繼續點選直到孤對電子全部移除，它就會重新加入。也請檢查你是否按住了 Shift 或 Alt。
- 原子閃紅色。原子上完全沒有容納孤對電子的空間（例如 NH4+ 的氮），或你試圖從沒有孤對電子的原子上移除孤對電子。
- 想加入孤對電子，卻移動了其中一對。你點在既有的孤對電子上或旁邊，因此把它拾起了。請改點原子的正中央。結構擁擠時請放大檢視。
- Add all lone pairs 略過了某個碳。中性碳是刻意略過的。帶電荷的碳會得到孤對電子。
- 修改電荷後孤對電子不見了。MolDraw 移除了放不下的孤對電子。在開啟 No valence correction 的自由繪圖模式中，它們會保留。
- 彎箭頭無法附著到孤對電子上。請確認 Snap curved arrows 已開啟，而且你沒有按住 Alt。
常見問題
如何在 MolDraw 中加入孤對電子？
在左側工具列選擇 Lone pair 工具，點一下原子中心。每點一下就加入一對。若要一次填滿所有原子，請開啟該工具的選單並選擇 Add all lone pairs。
為什麼無法再為某個原子加入孤對電子？
這個原子的孤對電子數已達其電子數所允許的上限。MolDraw 會根據元素、電荷以及與它相連的鍵算出這個上限。原子已滿時，下一次點選會改為移除一對。Free sketch mode（自由繪圖模式）會把上限放寬到四對。
如何把孤對電子畫成短線而不是圓點？
開啟 Lone pair 工具選單，選擇 Line (bar)。新加入的孤對電子會使用短線，所選原子上的孤對電子也會跟著改變；若沒有選取任何東西，圖中所有的孤對電子都會改變。選擇 Dots (classic) 即可改回圓點。
如何移除孤對電子？
使用 Lone pair 工具時，按住 Shift 或 Alt 點選原子即可移除一對。你也可以用 Erase 工具點選某一對。若要全部清除，請在工具選單或右鍵選單中選擇 Remove lone pairs。
彎箭頭可以從孤對電子出發嗎？
可以。在箭頭選單中選擇 Electron flow (2e⁻) 或 Fishhook (1e⁻)，並從孤對電子開始畫箭頭。箭尾會附著在該孤對電子上，並跟著分子移動。按住 Alt 可自由放置端點。