Vapaat elektronit parit (lone pair)

Wikipedia määrittelee vapaan elektroni parin: Vapaa elektronipari eli sitomaton elektronipari on yhdisteissä yhdelle atomille valenssikuorelle lokalisoituneita kemiallisen sidoksen muodostumiseen osallistumattomia elektronipareja. Lewis-rakenteissa vapaat elektroniparit piirretään kahtena pisteenä sille atomille, jolle ne kuuluvat. Teksti on hieman harhaanjohtava tai ainakin johtaa helposti väärään tulkintaan. Tämän määritelmän voisi kirjoittaa toisinkin: Vapaa elektronipari on yksittäisen atomin ulkoelektroneja (valenssielektroneja), jotka eivät ole yhdisteessä muodostamassa sidosta. Ne voivat muodostaa kovalenttisia koordinaatiosidoksia (toimia Lewis-emäksenä) luovuttaen elektroniparin toisen atomin kanssa muodostettavaan koordinaatiosidokseen (engl. a lone pair refers to a pair of valence electrons that are not shared with another atom). Esimerkkeinä tästä ovat esimerkiksi: ammoniumioni, jossa typpi muodostaa neljännen sidoksen luovuttamalla vapaa elektroniparin vety-ionin kanssa muodostuvaan sidokseen. Tai hiilimonoksidissa, jossa hiilen hapen välissä olevasta kolmoissidoksesta kaksi muodostuu kovalenttisesta sidoksesta ja yhdessä koordinaatiosidoksesta, jossa happi-atomi on luovuttanut yhden vapaan elektroniparinsa yhteiseen sidokseen.

MarvinSketch piirtää vapaat elektroniparit

MarvinSktech-ohjelman saa näyttämään vapaat elektroniparit niin pisteinä kuin viivoina. Valinta viivan ja pisteen välillä tehdään Edit | Preferences -valikossa kohdassa General settings (kts. yllä). Tämä ei vielä anna näkyviin vapaita elektronipareja.

Kun piirretään molekyylejä, täytyy miettiä piirretäänkö myös atomien välisiä sidoksia näkyviin, jolloin vapaan elektroniparin merkitsemisellä on jotain mielekästä merkitystä.

Vapaat elektroniparin saadaan näkyviin valitsemalla View –valikosta Advanced | Lone Pairs (kts. vasemmalla).

Alempana on kuva, jossa vapaat elektroniparit näkyvät pisteinä.

 

Samat molekyylit, jossa elektroniparit merkitty viivalla.  

Miten opetetaan vapaat elektroniparit

Eli MarvinSketch piirtää vapaat elektroniparit – miten tämä asia nyt opetettaisiin. Olisiko nyt mahdollisuus miettiä Lewis-rakenteiden opettamista hieman syvällisemmin. Ohjelmassa yksi valinta (tai sen muuttaminen) osoittaa, mitä viivalla tarkoitetaan. Tarvitseeko tätä enää kysyä esim. yo-kirjoituksissa. Vai voisiko tässä jo kysellä Lewis-emästen perään?