Ładunek formalny jest narzędziem służącym do oszacowania rozkładu ładunku elektrycznego w cząsteczce. Konkurencyjną metodę oceny rozmieszczenia elektronów w cząsteczkach stanowi pojęcie stanów utlenienia. Jeśli porównamy ładunki formalne i stany utlenienia atomów w dwutlenku węgla, otrzymamy następujące wartości:

Przyczyną różnicy między tymi wartościami jest to, że ładunki formalne i stany utlenienia reprezentują zasadniczo różne sposoby patrzenia na dystrybucję elektronów wśród atomów w cząsteczce. W przypadku ładunku formalnego zakłada się, że elektrony w każdym wiązaniu kowalencyjnym są rozdzielone dokładnie równomiernie pomiędzy dwa atomy w wiązaniu (stąd dzielenie przez dwa w metodzie opisanej powyżej). Widok ładunku formalnego cząsteczki CO2 jest zasadniczo pokazany poniżej:

Kowalencyjny (dzielenie) aspekt wiązania jest nadmiernie podkreślany w użyciu ładunków formalnych, ponieważ w rzeczywistości istnieje większa gęstość elektronów wokół atomów tlenu ze względu na ich wyższą elektroujemność w porównaniu do atomu węgla. Najbardziej efektywnie można to zobrazować na mapie potencjału elektrostatycznego.

W formalizmie stanu utlenienia, elektrony w wiązaniach są „przyznawane” atomowi o większej elektroujemności. Widok stanu utlenienia cząsteczki CO2 jest przedstawiony poniżej:

Stany utlenienia przesadnie podkreślają jonowy charakter wiązania; różnica w elektroujemności pomiędzy węglem i tlenem jest niewystarczająca do uznania wiązań za jonowe.

W rzeczywistości rozmieszczenie elektronów w cząsteczce leży gdzieś pomiędzy tymi dwoma skrajnościami. Nieadekwatność prostej struktury Lewisa w cząsteczkach doprowadziła do opracowania bardziej ogólnej i dokładnej teorii wiązań walencyjnych Slatera, Paulinga i innych, a następnie teorii orbitali molekularnych Mullikena i Hunda.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *