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路易斯结构式生成器

选一个原子或一个受支持的分子,这个路易斯结构式生成器(路易斯电子式生成器)会按真实价电子数摆放成键电子对与孤对电子,遵守八隅体规则的实际逻辑,超出能核对的范围一律拒绝作图,不会替你猜。

要画什么
H2O (Water) O H H 8 valence electrons total — 2 bonding pairs, 2 lone pairs
01示例

路易斯结构式生成器的四个真实案例

路易斯电子式的价值全在点数对不对。下面四个案例用与页面顶部同一个路易斯结构式生成器画出:一个孤立原子、一个带两对孤对电子的弯曲分子、一个双键分子,以及一个孤对电子比成键更关键的分子。

氧原子:单原子的电子点式

氧在第 16 族,价电子数为 6。这张电子点式先在四个方向各放一个点,再把其中两个方向配成对——两对孤对电子加两个单点,正好对应课堂上手数出来的结果。

水:两对成键电子,两对孤对电子

水分子的 8 个价电子(氧贡献 6 个,两个氢各贡献 1 个)分成两对 O–H 成键电子对,剩下两对孤对电子留在氧上。正是这两对孤对电子把水分子从直线形挤成了角形——这个路易斯结构式生成器画出的是电子分布,形状是从电子分布推出来的结果。

二氧化碳:两个双键,碳上没有孤对电子

CO2 共有 16 个价电子。两个碳氧双键用掉其中 8 个,剩下 8 个以两对孤对电子的形式分别落在两个氧原子上,碳原子自己一对也不留。每个原子仍然满足八隅体,只是电子的分配方式和水分子完全不同。

氨:决定分子形状的那对孤对电子

氮的 5 个价电子加上三个氢各 1 个,一共 8 个:三对 N–H 成键电子对,外加留在氮上的一对孤对电子。这对孤对电子不参与成键,却正是它把氨分子的三个氢从平面三角形挤成了三角锥。

02工作原理

从元素或分子式到经过核对的电子式

下面每一步用的都是这个路易斯结构式生成器在页面上实际跑的同一套规则,预览和下载的图永远一致。

  1. 01

    选择单原子还是分子

    单原子模式画一个元素的路易斯点式;分子模式从一份固定清单里选,清单里每个分子都已逐个键核对过。

  2. 02

    输入元素或选一个分子

    单原子模式下输入符号(如 O)或原子序数(如 8);分子模式下从下拉列表选一个分子式,如 H2O、CO2、NH3。

  3. 03

    查看电子统计

    打开摘要开关,能看到总价电子数、成键电子对数与孤对电子数——和你手算核对时会写下的数字一样。

  4. 04

    下载 SVG 或 PNG

    导出适合打印讲义的矢量 SVG,或适合幻灯片的 PNG。两种格式都来自屏幕上同一张图,导出后不需要再核对一遍。

03功能

这个电子式工具做对了什么

多个主族元素的路易斯点式,展示不同的价电子数

价电子数按真实族数算,不是套公式

单原子模式按每个主族元素的真实族数读取价电子数:锂、钠是 1,氧、硫是 6,稀有气体是 8(氦是 2 这个例外单独处理)。没有一条通用规则被硬套到所有元素上再指望它凑巧对。

路易斯结构式生成器支持的分子清单,标注已核对的成键对与孤对数

人工核对过的分子清单,不是靠算法猜

下拉列表里的每一个分子——水、二氧化碳、氨、甲烷等——的成键对数与孤对数都对照总价电子数与八隅体规则人工核对过。清单以外的分子式一律拒绝作图,而不是硬画一个可能出错的结构。

路易斯结构式的 SVG 文件正被导出用于化学讲义

路易斯结构式生成器导出的 SVG 与 PNG,适合直接打印

导出适合讲义的矢量 SVG,或适合幻灯片尺寸的 PNG。导出文件和预览完全一致,这个路易斯结构式生成器不会给你一张和你核对过的预览不一样的图。

04这是什么

路易斯结构式生成器能画什么,不能画什么

路易斯结构式(也叫路易斯电子式)是表示原子或分子里价电子分布的简写:点代表孤对电子,线或成对的点代表共用的成键电子。吉尔伯特·路易斯(Gilbert N. Lewis)在 1916 年提出这套记法,至今仍是处理一个分子前最快回答三个问题的方式:有多少价电子、哪些原子相连、哪些电子作为孤对电子留了下来。

它不表示几何形状。水分子的路易斯电子式在氧原子周围画出两对孤对电子和两个键,但这本身并不能告诉你 H–O–H 键角接近 104.5 度——那个判断来自价层电子对互斥理论(VSEPR),它拿路易斯结构式给出的电子域数目去推算这些电子域在三维空间里怎样互相排斥。可以把路易斯结构式看成 VSEPR 建立在其上的电子计数步骤,而不是分子形状本身的画像。

八隅体规则也有真实且有据可查的例外,这个生成器的分子清单是把这些例外算进去,而不是回避它们。氢和氦只需要 2 个电子就满足稳定结构,不是 8 个。第三周期及以后的一些原子,比如二氧化硫里的硫,可以在扩展八隅体里容纳超过 8 个电子。还有少数分子——氧气就是典型——没有哪一种单一的路易斯结构式能对上它全部的实测性质:O2 的简单双键结构在纸面上把所有电子都配成对,但真实的氧分子是顺磁性的,也就是说它实际带有两个未成对电子,这是一张基础点式图画不出来的。

路易斯结构式的电子计数与 VSEPR 理论据此推出的三维分子形状对照
05常见问题

路易斯结构式常见问题

从理解定义到自己动手画结构式,学生最常问到的问题。

06相关工具

再画一个原子,再画一个分子

原子和分子的选择控件就在页面最上方——切换模式、改选项,随时用这个路易斯结构式生成器再导出一张新的 SVG 或 PNG。

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