Lewisjärjestelmä

Lewisjärjestelmä, eli Lewis-struktuuri, on kemiallisten yhdisteiden valenssielektronien sijoittelun kuva, jossa atomin symbolin ympärille sijoitetaan elektronipareja ja viivoja osoittamaan kovalenttiset sidokset. Järjestelmä on nimi Gilbert N. Lewisin 1916 esittelemälle tavalle hahmottaa aineiden elektronirakenteita ja päätteitä, kuten millaisia sidoksia atomien välillä muodostuu ja miten negatiivisesti varatut elektronit jakautuvat.

Rakenteen laatiminen perustuu valenssielektronien määrään ja oktettisäännön noudattamiseen. Ensin lasketaan yhteen jokaisen atomin valenssielektronit, sitten keskimmäinen atomi asetetaan ja ympärillä olevat eivät-keskusatomit liittyvät siihen sidosparein. Lopuksi ulkokuoren elektroniparit täytetään niin, että kunkin atomin ympärillä on oktetti tai siihen liittyviä poikkeuksia. Yhteiset sidosparit merkitään viivoilla (yksittäinen sidos vastaa kahta elektroniparia), ja vapaiksi jääneet elektroniparit merkitään pisteillä. Joissakin tapauksissa hyväksytään kaksois- tai kolmoissidot. Joissakin molekyyleissä voidaan kuvata useita resonanssitekijöitä.

Keskeisiä käsitteitä ovat oktettisääntö, parittomat elektroniparit, sidosmäärä (yksittäinen, kaksoinen, kolmois) sekä formaalinen varaus. Lisäksi ilmiö Resonanssi osoittaa, että yksi rakenne ei aina riitä kuvaamaan todellista elektronijakoa. Laajentunut oktettioikeus voi toteutua joissakin suuremmin sijoittuvissa atomeissa.

Rajoitteet liittyvät kuvan staattisuuteen ja sen kyvyttömyyteen täysin kuvata kolmiulotteista rakennetta sekä elektronien d- ja f-orbitaalien osallistumista joissakin yhdisteissä. Lewisjärjestelmä kuitenkin tarjoaa tehokkaan ja yleispätevän työkalun molekyylin perusrakenteen, reaktiivisuuden ja polaarisuuden hahmottamiseen sekä kemian opetuksessa ja suunnittelussa. Esimerkkejä ovat H2O, CO2 ja NH3.