Calcolatore carica formale: valenza, coppie e legami, gratis
Trovi la carica formale di qualsiasi atomo in una struttura di Lewis con tre conteggi: l'azoto dello ione ammonio, con 5 elettroni di valenza, nessuno di coppia solitaria e 8 di legame, risulta più uno. Ogni sostituzione viene mostrata. Gratis nel suo browser.
- Gratis
- Funziona nel suo browser
- Senza registrazione
- I suoi dati restano sul dispositivo
Esegui gratis nel browser
Esempio risolto
- Elettroni di valenza
- 4
- N. non leganti
- 0
- N. di legame
- 8
- Carica formale
- 0
- Etichetta di carica
- 0
Un calcolatore di carica formale trasforma tre conteggi di elettroni di una struttura di Lewis nell'intero unico che i chimici usano per assegnare la carica a ciascun atomo senza un calcolo quantistico completo. Inserisca il conteggio di elettroni di valenza dell'atomo libero V, il conteggio di elettroni di coppia solitaria non leganti N su quell'atomo e il conteggio di elettroni di legame condivisi B intorno a esso; lo strumento restituisce la carica formale FC uguale a V meno N meno B su due, un'etichetta di carica leggibile, la sostituzione passo passo e un breve riepilogo se l'atomo è neutro, positivo o negativo. Controlli dei compiti, preferenza di risonanza e valutazione automatica necessitano della stessa assegnazione di FC dai punti di Lewis del manuale.
Cosa significa la carica formale in una struttura di Lewis
La carica formale è uno strumento contabile per le strutture di Lewis, non una carica parziale misurata da spettroscopia.
Per qualsiasi atomo in una struttura disegnata si contano tre interi: V, il numero di elettroni di valenza che l'atomo libero avrebbe nella configurazione dello stato fondamentale (per gli elementi del gruppo principale di solito è il numero di gruppo nella numerazione antica A/B o moderna IUPAC); N, il numero di elettroni non leganti disegnati come coppie solitarie su quell'atomo —conti gli elettroni, quindi una coppia solitaria ne sono due, non uno—; e B, il numero totale di elettroni di legame condivisi in tutti i legami con i vicini —ogni legame singolo contribuisce due elettroni, un doppio quattro, un triplo sei—.
La formula chiusa è carica formale uguale a V meno N meno la metà di B. Quando FC è zero l'atomo è formalmente neutro in quella struttura; quando FC è positiva l'atomo è carente di elettroni rispetto all'atomo libero; quando FC è negativa ha guadagnato densità elettronica contabile. I docenti usano le cariche formali per ordinare i contribuenti di risonanza: si preferiscono strutture con cariche formali assolute minori e con carica negativa su atomi più elettronegativi.
Gli studenti che confondono gli elettroni di coppia solitaria con il numero di coppie, o che contano i legami invece degli elettroni di legame, ottengono il segno o la magnitudine sbagliati; questo strumento costringe i tre conteggi a essere espliciti così la sostituzione è trasparente. Il calcolatore non inventa una struttura di Lewis da una formula molecolare —deve già conoscere V, N e B dal Suo disegno o dall'enunciato del problema.
Consigli pratici, esempi classici e ricerche correlate
Controlli classici di aula: il carbonio nel metano ha V uguale a quattro, N uguale a zero, B uguale a otto, quindi FC è zero; l'azoto nello ione ammonio ha V uguale a cinque, N uguale a zero, B uguale a otto, quindi FC è più uno; l'ossigeno nell'acqua ha V uguale a sei, N uguale a quattro, B uguale a quattro, quindi FC è zero; l'ossigeno nell'idrossido ha V uguale a sei, N uguale a sei, B uguale a due, quindi FC è meno uno.
Conti sempre gli elettroni di legame come due per legame singolo disegnato verso l'atomo, non come il numero di linee. Preferisca inviare numeri piuttosto che stringhe preformattate quando controlla il client; le stringhe numeriche sono accettate solo quando corrispondono a un pattern numerico finito rigoroso e si risolvono in interi.
Questa pagina mira a chi cerca un calcolatore di carica formale, elettroni di valenza coppia solitaria e di legame, o FC uguale a V meno N meno B su due online; non è uno strumento di numero di ossidazione, né un calcolatore quantistico di carica parziale, né un disegnatore di strutture di Lewis che inventa legami da una formula.
Preferisca questa capacità quando ha già i tre conteggi e serve solo la carica formale; se la fonte è un problema testuale, estragga prima V, N e B dal diagramma di Lewis.
Casi d'uso
Controllo compiti sulla carica formale di Lewis
Gli studenti inseriscono V, N e B da strutture di Lewis del manuale e confrontano cariche formali e segni scritti a mano con un risultato deterministico prima di consegnare.
Pre-controlli di ranking per risonanza
Le pipeline valutano strutture di Lewis candidate per magnitudine assoluta della carica formale dopo aver calcolato FC per ciascun atomo da conteggi di elettroni espliciti.
Domande frequenti
Qual è la formula della carica formale?
Carica formale FC = V − N − B/2, dove V sono gli elettroni di valenza dell'atomo libero, N gli elettroni di coppia solitaria (non leganti) sull'atomo e B gli elettroni di legame (condivisi) intorno all'atomo.
Conto le coppie solitarie o gli elettroni di coppia solitaria?
Conti gli elettroni. Una coppia solitaria sono due elettroni per N. Se inserisce il numero di coppie invece degli elettroni, la carica formale sarà sbagliata.
Cosa succede con un conteggio di elettroni negativo?
I conteggi di elettroni nella contabilità di Lewis devono essere interi zero o positivi.
La carica formale è uguale al numero di ossidazione?
No. La carica formale assume condivisione uguale degli elettroni di legame; i numeri di ossidazione assegnano gli elettroni di legame all'atomo più elettronegativo. Usi questo strumento solo per la carica formale.
Il calcolatore di carica formale è gratis?
Lo strumento browser è gratis e gira in locale.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/formal-charge \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"valence_electrons":4,"lone_pair_electrons":0,"bonding_electrons":8}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/formal-charge", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"valence_electrons": 4,
"lone_pair_electrons": 0,
"bonding_electrons": 8
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/formal-charge",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"valence_electrons": 4,
"lone_pair_electrons": 0,
"bonding_electrons": 8
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/formal-charge", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"valence_electrons":4,"lone_pair_electrons":0,"bonding_electrons":8}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"valence_electrons":4,"lone_pair_electrons":0,"bonding_electrons":8}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/formal-charge", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"valence_electrons": 4,
"lone_pair_electrons": 0,
"bonding_electrons": 8
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.formal_charge",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Limiti
max_abs | 1000000000000 |
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
I conteggi di elettroni negativi sono rifiutati con invalid_input così un refuso non inventa uno strato di valenza negativo privo di senso. Il percorso è aritmetica pura deterministica —senza rete, senza semi casuali, senza dipendenza dall'orologio— così l'esecutore gratuito del browser e l'API prepagata restituiscono lo stesso JSON dopo arrotondamento decimale fisso a ogni chiamata.
Come chiamare l'API e cosa restituisce
I valori assoluti devono restare entro il limite pubblicato di un trilione; devono essere interi perché i conteggi di elettroni sono discreti nella teoria di Lewis. Invii un corpo JSON con tre interi non negativi obbligatori: valence_electrons (alias valence, V, ve, valence_e), lone_pair_electrons (alias lone_pairs, lone_pair, nonbonding, non_bonding, nonbonding_electrons, N, L) e bonding_electrons (alias bonding, shared, shared_electrons, B, bonding_e). Qualsiasi conteggio negativo è rifiutato con invalid_input e un messaggio che nomina il campo offensivo —zero è consentito, coprendo atomi senza coppie solitarie o senza legami in casi limite—. In caso di successo la risposta ripete valence_electrons, lone_pair_electrons e bonding_electrons arrotondati, imposta formal_charge al valore FC arrotondato, formula alla stringa FC uguale a V meno N meno B su due, charge_label a una visualizzazione compatta come zero, più uno o meno uno, message a un breve riepilogo del segno e steps a un array ordinato di righe di sostituzione che può asserire nei test. La validazione fallita —campi mancanti, numeri non finiti, non interi, valori fuori limiti assoluti o conteggi negativi— restituisce invalid_input e non è mai addebitata. Il prezzo è un forfait $0.002 per richiesta riuscita con unità item e prezzo unitario marginale zero.
Consigli pratici, esempi classici e ricerche correlate
Mantenga i conteggi entro l'intervallo assoluto pubblicato così l'aritmetica intermedia resta finita sul Worker e nel browser. I task falliti che restituiscono invalid_input non consumano saldo prepagato, il che mantiene economici gli script esplorativi quando gli apprendisti inviano deliberatamente conteggi negativi. I controlli andata-ritorno sono facili: ricalcoli V meno N meno B su due a mano e confermi che è uguale al formal_charge pubblicato nello stesso arrotondamento a dodici decimali, e confermi che charge_label corrisponde al segno di quel valore.
Casi di integrazione
Test unitari per app di educazione chimica
Generi casi noti di carica formale neutra, positiva e negativa più rifiuti deliberati di conteggi negativi per kata di codice e fixture di valutazione.