بإتقان هذا المفهوم، يُمكن فهم خصائص وسلوكيات العناصر الكيميائية المختلفة بشكل أفضل. فهم بنية رافعة الحجارة يُعدّ هذا المفهوم أساسيًا للتنبؤ بكيفية ارتباط الذرات ببعضها البعض، وتكوين الجزيئات والمركبات الكيميائية. لذلك، في بنيتها رافعة الحجارةنرسم رمز الأكسجين (O) ونضع حوله ستة إلكترونات موزعة على شكل أزواج وإلكترونات منفردة. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الأكسجين على 6 إلكترونات تكافؤ. ويمكن تحقيق ذلك من خلال الروابط الأيونية، أو التساهمية، أو المعدنية.
تظهر جميع الإلكترونات التكافؤية الـ 16 , 4 من الكربون و6 من كل أكسجين, في المخطط. يتشارك الكربون 4 إلكترونات إجمالاً https://christopheryabsley.com/ (2 مع كل أكسجين عبر روابط ثنائية) مما يُشبع ثمانيته. يُطبّق هذا القالب إطار بنية النقطة لويس على ثاني أكسيد الكربون، أحد أكثر الجزيئات اختباراً في الكيمياء العامة. عموما، العناصر التي تقع تحت الصف الثاني قادرة على التوسع لاستيعاب إلكترون التكافؤ حتى أكثر من 8 إلكترونات. عنصر الهيدروجين (H) يمكنه فقط أن يشكل روابط التي تشترك فقط باثنين من الإلكترونات، بينما الفلزات الانتقالية غالباً ما تتوافق مع قاعدة الإثنا عشرية (12) (على سبيل المثال، مركبات أيون البرمنغنات). تمثل الإلكترونات الزائدة من الأزواج الوحيدة كزوج من النقاط وتُوضَع بجانب الذرات.
سمي هيكل لويس على اسم كان اسمه هيكل لويس بعد جيلبرت لويس الذي عرض فكرة الهيكل في مقالة له سنة 1916 تحت عنوان المادة الذرة والجزيء. يمكن رسم هيكل لويس لأي جزيء يتمتع برابطة تساهمية أو لأي تركيب معقد تساندي. تشبه بنية لويس المخططات النقطية للإلكترونات من حيث أن الإلكترونات التكافؤية تمثل بنقط عندما تكون منفردة وغير متزاوجة، ولكن عندما تكون الإلكترونات مشتركة في الرابطة التساهمية تمثل في بنية لويس على شكل خط متصل.
وللأسباب نفسها التي وجدناها، في أيون البرمنجنات، يجب ترك ذرتين من الأكسجين بشحنات شكلية سلبية، والتي يصل مجموعها إلى -2، وهي شحنة أيون ثنائي الكرومات. ولأن عددها أربع، فإن الشحنة الصافية للأنيون ستكون -4، وهو أمر غير صحيح بالطبع. علاوة على ذلك، بالنسبة لأيون MnO 4 – إن كشف الشحنة السالبة ضروري لتقليل الشحنات الرسمية لذرات الأكسجين، كما هو الحال من خلال الروابط المزدوجة. ومع ذلك، يمكن أن تحتوي المعادن الانتقالية على أكثر من ثمانية إلكترونات تكافؤ. يصبح الأمر معقدًا عند محاولة إنشاء هياكل لويس لمركبات الفلزات الانتقالية.
- لويس في أوائل القرن العشرين، وهي أساسية لفهم الروابط الكيميائية والهندسة الجزيئية.
- باختصار ، فإن بنية لويس إنها أداة مهمة لفهم الروابط الكيميائية بين الذرات، إذ تتيح لك تصوّر توزيع الإلكترونات في غلاف التكافؤ بوضوح.
- عنصر الهيدروجين (H) يمكنه فقط أن يشكل روابط التي تشترك فقط باثنين من الإلكترونات، بينما الفلزات الانتقالية غالباً ما تتوافق مع قاعدة الإثنا عشرية (12) , على سبيل المثال، مركبات أيون البرمنغنات,.
- بتطبيق معرفة TEV وTRPEV، يتضح أن الشكل الهندسي رباعي السطوح مشوه بسبب زوج النيتروجين الوحيد، وبالتالي يكون تهجينه sp 3 .
- على الرغم من أن عناصر المجموعة الرئيسية من الصف الثاني تتفاعل عادة من خلال الحصول أو فقدان أو تقاسم الإلكترونات إلى أن يتحقق التكافؤ في تكوين الإلكترونات على ثمانية (8) الإلكترونات فأن العناصر الأخرى تتبع قواعد مختلفة.
- لذلك، لن يستطيع أبدًا إنشاء رابطتين (والتي يجب عدم الخلط بينها وبين الروابط الهيدروجينية).
بما أن كل رابطة تتكون من إلكترونين، فإن نسبة C/2 تساوي عدد الروابط (أو الشرطات) المطلوب رسمها. ينطبق هذا على جميع العناصر غير المعدنية أو تلك الموجودة في الكتل المتعرجة للجدول الدوري. وهكذا، ينتمي الكربون إلى المجموعة IVA، والأكسجين إلى المجموعة VIA، والنيتروجين إلى المجموعة VA. رقم المجموعة يساوي عدد إلكترونات التكافؤ (النقاط). لرسم بنية أو صيغة أو مخطط لويس، تُعد الصيغة الكيميائية للمركب أساسية.
يتم تمثيل هذه الروابط والإلكترونات باستخدام نقاط طويلة أو شرطات، إذ تُستخدم النقاط غالبًا للإشارة إلى الإلكترونات غير المشتركة، بينما تُظهر الشرطات الروابط التساهمية. تمثيل لويس هو أي شكل يُعبر عن الروابط التساهمية الموجودة ضمن جزيء أو أيون. تعتبر بنية لويس ذات قيمة كبيرة لأنها تتيح لنا التوقع بسلوك الجزيء الكيميائي، بما في ذلك تفاعليته وخصائصه الفيزيائية. تُوزَّع الإلكترونات لتحقيق قاعدة الثمانيات، مما يعني أن كل ذرة تحتوي عادةً على ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها. يتم تمثيل كل ذرة بواسطة رمزها الكيميائي، بينما تُحيط نقاط إلكترونات التكافؤ بالذرة. تم تقديم لويس في بداية القرن العشرين، ويُعتبر هذا أساسيًا لفهم الروابط الكيميائية والهندسة الجزيئية.
عدم استيفاء جميع القواعد لا يعني بالضرورة أن التركيب غير صحيح. وبذلك، يمكن إجراء إضافة أو إزالة للروابط لتتوافق الشحنة الشكلية للذرة مع الشحنة الكلية المعروضة. هذا يساعد على تفادي ظهور هياكل غير منظمة، حيث تُنظَّم الذرات بطرق لا تتبع نمط واضح. تميل الطبيعة بشكل كبير إلى تشكيل هياكل جزيئية متناسقة قدر الإمكان. في حالة وجود مركب يتكون من الزنك والهيدروجين والأكسجين، يرتبط الهيدروجين بالأكسجين بدلاً من الزنك (Zn–O–H، وليس H–Zn–O). علاوة على ذلك، يجب أن يكون لديك إدراك لقواعد أخرى.