بإتقان هذا المفهوم، يُمكن فهم خصائص وسلوكيات العناصر https://christopheryabsley.com/ الكيميائية المختلفة بشكل أفضل. فهم بنية رافعة الحجارة يُعدّ هذا المفهوم أساسيًا للتنبؤ بكيفية ارتباط الذرات ببعضها البعض، وتكوين الجزيئات والمركبات الكيميائية. لذلك، في بنيتها رافعة الحجارةنرسم رمز الأكسجين (O) ونضع حوله ستة إلكترونات موزعة على شكل أزواج وإلكترونات منفردة. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الأكسجين على 6 إلكترونات تكافؤ. ويمكن تحقيق ذلك من خلال الروابط الأيونية، أو التساهمية، أو المعدنية.
في المخطط، يتم عرض جميع الإلكترونات التكافؤية الـ 16، حيث تأتي 4 من الكربون و6 من كل أكسجين. يشارك الكربون إجمالاً 4 إلكترونات، حيث تربط روابط ثنائية بينه وبين كل أكسجين، مما يحقق اكتفاءً لثمانيته. يُستخدم هذا القالب لتطبيق إطار بنية النقطة لويس على ثاني أكسيد الكربون، والذي يُعتبر من أكثر الجزيئات التي تم دراستها في الكيمياء العامة. بصفة عامة، يمكن للعناصر الواقعة تحت الصف الثاني أن تتوسع لاستيعاب إلكترونات التكافؤ بما يتجاوز 8 إلكترونات. عنصر الهيدروجين (H) يستطيع فقط تشكيل روابط تتطلب مشاركة اثنين من الإلكترونات، بينما تميل الفلزات الانتقالية في كثير من الأحيان إلى اتباع قاعدة الإثنا عشرية (12)، كما هو الحال في مركبات أيون البرمنغنات. تُظهر الإلكترونات الزائدة من الأزواج الوحيدة على شكل زوج من النقاط، وتُوضع بجانب الذرات المعنية.
يعود اسم هيكل لويس إلى كان يُدعى هيكل لويس، نسبةً لجيلبرت لويس الذي طرح مفهوم الهيكل في مقالته سنة 1916 بعنوان «المادة الذرة والجزيء». يمكن رسم هيكل لويس لأي جزيء يحتوي على رابطة تساهمية أو لأي تركيب معقد له سياق تساندي. بنية لويس تُماثل المخططات النقطية للإلكترونات، حيث تُمثل الإلكترونات التكافؤية بنقاط عند كونها فردية وغير متزاوجة، ولكنها تُعبر عن الروابط التساهمية في بنية لويس بخط متصل.
وللأسباب نفسها التي وجدناها، في أيون البرمنجنات، يجب ترك ذرتين من الأكسجين بشحنات شكلية سلبية، والتي يصل مجموعها إلى -2، وهي شحنة أيون ثنائي الكرومات. ولأن عددها أربع، فإن الشحنة الصافية للأنيون ستكون -4، وهو أمر غير صحيح بالطبع. علاوة على ذلك، بالنسبة لأيون MnO 4 – إن كشف الشحنة السالبة ضروري لتقليل الشحنات الرسمية لذرات الأكسجين، كما هو الحال من خلال الروابط المزدوجة. ومع ذلك، يمكن أن تحتوي المعادن الانتقالية على أكثر من ثمانية إلكترونات تكافؤ. يصبح الأمر معقدًا عند محاولة إنشاء هياكل لويس لمركبات الفلزات الانتقالية.
- لويس في أوائل القرن العشرين، وهي أساسية لفهم الروابط الكيميائية والهندسة الجزيئية.
- باختصار ، فإن بنية لويس إنها أداة مهمة لفهم الروابط الكيميائية بين الذرات، إذ تتيح لك تصوّر توزيع الإلكترونات في غلاف التكافؤ بوضوح.
- عنصر الهيدروجين (H) يمكنه فقط أن يشكل روابط التي تشترك فقط باثنين من الإلكترونات، بينما الفلزات الانتقالية غالباً ما تتوافق مع قاعدة الإثنا عشرية (12) , على سبيل المثال، مركبات أيون البرمنغنات,.
- بتطبيق معرفة TEV وTRPEV، يتضح أن الشكل الهندسي رباعي السطوح مشوه بسبب زوج النيتروجين الوحيد، وبالتالي يكون تهجينه sp 3 .
- على الرغم من أن عناصر المجموعة الرئيسية من الصف الثاني تتفاعل عادة من خلال الحصول أو فقدان أو تقاسم الإلكترونات إلى أن يتحقق التكافؤ في تكوين الإلكترونات على ثمانية (8) الإلكترونات فأن العناصر الأخرى تتبع قواعد مختلفة.
- لذلك، لا يُمكنه أبدًا تكوين رابطتين (لا ينبغي الخلط بينهما وبين الروابط الهيدروجينية).
بما أن كل رابطة تتكون من إلكترونين، فإن نسبة C/2 تساوي عدد الروابط , أو الشرطات, المطلوب رسمها. ينطبق هذا على جميع العناصر غير المعدنية أو تلك الموجودة في الكتل المتعرجة للجدول الدوري. وهكذا، ينتمي الكربون إلى المجموعة IVA، والأكسجين إلى المجموعة VIA، والنيتروجين إلى المجموعة VA. رقم المجموعة يساوي عدد إلكترونات التكافؤ (النقاط). لرسم بنية أو صيغة أو مخطط لويس، تُعد الصيغة الكيميائية للمركب أساسية.
تُمثَّل هذه الروابط والإلكترونات بنقاط طويلة أو شرطات، مع أن النقاط غالبًا ما تُمثِّل الإلكترونات غير المشتركة، والشرطات تُمثِّل الروابط التساهمية. A بنية لويس هو أي تمثيل للروابط التساهمية داخل جزيء أو أيون. تُعد بنية لويس مهمة لأنها تُمكّننا من التنبؤ بالسلوك الكيميائي للجزيء، مثل تفاعليته وخصائصه الفيزيائية. تُوزَّع الإلكترونات لتحقيق قاعدة الثمانيات، أي أن كل ذرة عادةً ما تحتوي على ثمانية إلكترونات في غلافها التكافؤي. يُمثَّل كل ذرة برمزها الكيميائي، وتُمثَّل إلكترونات التكافؤ بنقاط حول الذرة. لويس في أوائل القرن العشرين، وهي أساسية لفهم الروابط الكيميائية والهندسة الجزيئية.
لم تُستوفى جميع القواعد، وهذا لا يعني بالضرورة أن التركيب غير صحيح. وبالتالي، يمكن إضافة الروابط أو إزالتها لمطابقة الشحنة الشكلية للذرة مع الشحنة الكلية المعروضة. هذا يُساعد على تجنب تكوين هياكل غير منظمة، حيث تُرتّب الذرات بطريقة لا تتبع أي نمط واضح. تُفضّل الطبيعة بشدة تكوين هياكل جزيئية متناسقة قدر الإمكان. إذا كان لديك مركب من الزنك والهيدروجين والأكسجين، فإن الهيدروجين يرتبط بالأكسجين، وليس بالزنك , Zn–O–H، وليس H–Zn–O,. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون لديك فهم لقواعد أخرى.