Давайте разберем, как записать электронную и электронно-графическую формулы для молекулы метана (СН4), а также объясним, почему углерод может образовать четыре связи.

Углерод (C) имеет атомный номер 6, что означает, что в его электронной оболочке 6 электронов. Распределение этих электронов по оболочкам выглядит следующим образом:

• 1s² 2s² 2p²

Это значит, что в первой оболочке (1s) 2 электрона, а во второй оболочке (2s и 2p) — 4 электрона. Важно отметить, что для образования химических связей углерод использует электроны из внешней оболочки.

Метан состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Водород (H) имеет 1 электрон. Для записи электронной формулы метана мы указываем, как углерод соединяется с водородом:

• Углерод: 1s² 2s² 2p²
• Водород: 1s¹ (для каждого атома водорода)

В метане углерод использует свои 4 внешних электрона для образования 4 связей с 4 атомами водорода. При этом происходит перераспределение электронов, и каждая связь представляет собой пару электронов, которые делятся между атомами.

Электронно-графическая формула визуализирует связи между атомами. Для метана она выглядит так:

• H
• |
• H — C — H
• |
• H

Здесь каждая линия между атомами представляет собой одну связь, а углерод находится в центре, соединяясь с четырьмя атомами водорода.

Углерод может образовать четыре связи благодаря своей электронной конфигурации. У него 4 электрона во внешней оболочке, и чтобы достичь стабильной конфигурации (8 электронов), углерод может:

• Отдавать электроны, образуя положительный заряд.
• Получать электроны, образуя отрицательный заряд.
• Делить электроны с другими атомами, образуя ковалентные связи.

В случае метана углерод делит свои электроны с атомами водорода, образуя 4 ковалентные связи, что и позволяет ему достичь стабильной конфигурации.