Hoe ziet de Lewisstructuur van H2so4 eruit?

Antwoord

Beste David,

Voor de voorstelling van de Lewisstructuur van verbindingen die zwavel bevatten zijn er twee schrijfwijzen. Eén waarbij men uitkomt op acht elektronen in de buitenste schi l(zie toegevoegde figuren) en dat komt overeen met wat men verwacht voor een octetstructuur of het streven ernaar (zie toegevoegde figuren) en een tweede schrijfwijze waarbij er rond zwavel 12 elektronen opduiken doordat vanuit de de eerste schrijwijze eigenlijk twee vrije elektronenparen van de zuurstoffen gebruikt zijn om een extra dubbelebinding te maken met zwavel. In feite zijn dat gewooon twee alternatieve modellen die wat andere bindingmodellen gebruiken. De eerste heeft mijn persoonlijke voorkeur en gaat ui van een zgn. sp3 hybridisatie voor zwavel. Hier zijn er dan maximaal 8 elektronen rond ieder atoom. Nu dit bindingsmodel impliceert dat zwavel zijn twee vrije elektronenparen gebruikt om een datieve binding (of donor(= zwavel)-acceptor(=zuurstofatomen) binding) aan te gaan met de zuurstoffen; dit betekent dan wel dat zwavel en zuurstof formele ladingen krijgen van 2+ respectiefelijk -1. 

Deze structuur is alleszins in overeenstemming met de structuur van zwavelzuur zoals die waargenomen wordt en waaarbij de bindingshoekn tussen de verschillende bindingen eerder dicht tegen de 110° liggen en dus verwijzen naar een tetraëdergeometrie.

De schrijfwijze die jij aangeeft is eigenlijk een oudere schrijwijze of verwijst naar een fenomeen waarbij de polaire bindingen eerder een dubbelbindingskarakter hebben doordat één van de vrije elektronenparen op de polaire zuurstoffen die in een 2p orbitaal zitten interageren op een bindende wijze met de lege 3d orbitalen van zwavel. Men noemt dat verschijnsel "back donation" , iets dat ook waargenomen wordt voor fosforverbindingen. Een aanwijzing voor een dergelijk verschijsel kan gevonden worden in het verschil in bindingslengte tussen de zwavel-zuurstof bindingen. Diegenen die nog een waterstof dragen zijn 1,57 angstrom lang die die polair zijn enkel 1,42 angstrom lang, dus veel korter.

Back donation kan dit verklaren, gewoon een sp3 hybridisatie zou dergelijk groot verschil in bindingslengtes niet voorspellen.

Dus conclusie: beide voorstellingen zijn eigenlijk complementair, ze tonen verschillende aspecten van de bindingen in zwavelzuur. Nogmaals persoonlijk vind ik de schrijwijze met polaire bindingen eenduidiger omdat ik dan ook een tetraêder structuur zal voorspellen. een dergelijk voorspelling met de andere structuur is moeilijker en inderdaad wordt  de octetregel schijnbaar genegeerd.

vriendelijke groeten