правило на октета

Химия

2022

Обясняваме какво е октетното правило в химията, кой е неговият създател, примери и изключения. Също така, структурата на Луис.

Молекулите са стабилни, когато всеки атом има 8 електрона на последното си енергийно ниво.

Какво е правилото на октета?

В химия, е известно като октетното правило или теория на октета за обяснението на начина, по който атомите на химични елементи съчетава се.

Тази теория е изложена през 1917 г. от американския физик химик Гилбърт Н. Луис (1875-1946) и обяснява, че атоми от различните елементи обикновено винаги поддържат стабилна електронна конфигурация, като разполагат с осем електрони в последните си енергийни нива.

Правилото на октета гласи, че йоните на различните химични елементи, открити в периодичната таблица, обикновено завършват последните си енергийни нива с 8 електрона. Заради това, молекули може да придобие стабилност, подобна на тази на Благородни газове (намира се най-вдясно на периодичната таблица), чиято електронна структура (с последното си пълно енергийно ниво) ги прави много стабилни, тоест не много реактивни.

По този начин елементи с висока електроотрицателност (като халогени и амфогени, тоест елементи от група 16 на таблицата) са склонни да „спечелят“ електрони до октета, докато тези с ниска електроотрицателност (като алкални или алкалоземни) са склонни да "загубят" електрони, за да достигнат октета.

Това правило обяснява един от начините, по които атомите образуват своите връзки, а поведението и химичните свойства на получените молекули ще зависят от тяхната природа. По този начин правилото на октета е практически принцип, който служи за предсказване на поведението на мнозина вещества, въпреки че има и различни изключения.

Примери за октетното правило

Във водата кислородът завършва последното си енергийно ниво с 8 електрона, а водородът с 2.

Помислете за молекула на CO2, чиито атоми имат валентности от 4 (въглерод) и 2 (кислород), съединени от химически връзки двойно. (Важно е да се изясни, че валентността са електроните, които даден химичен елемент трябва да се откаже или приеме, за да постигне последното си енергийно ниво, за да бъде пълно. Химическата валентност не трябва да се бърка с валентните електрони, тъй като последните са електроните, които са разположени в последното енергийно ниво).

Тази молекула е стабилна, ако всеки атом има общо 8 електрона на последното си енергийно ниво, достигайки стабилния октет, който е изпълнен с 2-електронното отделение между въглеродните и кислородните атоми:

  • Въглеродът споделя два електрона с всеки кислород, увеличавайки електроните на последното енергийно ниво на всеки кислород от 6 на 8.
  • В същото време всеки кислород споделя два електрона с въглерода, увеличавайки електроните от 4 на 8 в последното енергийно ниво на въглерода.

Друг начин да се погледне на това би бил, че общият брой на прехвърлените и взети електрони винаги трябва да бъде осем.

Такъв е случаят с други стабилни молекули, като натриев хлорид (NaCl).Натрият внася своя единичен електрон (валентност 1) към хлор (валентност 7), за да завърши октета. Така ще имаме Na1 + Cl1- (тоест, натрият предаде електрон и получи положителен заряд, а хлорът приема електрон и с него отрицателен заряд).

Изключения от правилото за октета

Правилото за октета има няколко изключения, тоест съединения, които постигат стабилност, без да се управляват от електронния октет. Атоми като фосфор (P), сяра (S), селен (Se), силиций (Si) или хелий (He) могат да поемат повече електрони, отколкото е предложено от Луис (хипервалентност).

Обратно, водородът (H), който има един електрон в една атомна орбитала (областта на пространството, където най-вероятно е да се намери електрон около атомното ядро), може да приеме до два електрона в химическа връзка. Други изключения са берилият (Be), който придобива стабилност само с четири електрона, или бор (B), който го прави с шест.

Правилото на октета и структурата на Луис

Структурата на Люис позволява да се визуализират свободни и споделени електрони.

Друг от големите приноси на Люис към химията е неговият известният начин за представяне на атомните връзки, днес известен като „структурата на Люис“ или „формулата на Люис“.

Състои се от поставяне на точки или тирета за представяне на споделените електрони в молекула и електроните, които са свободни на всеки атом.

Този тип двуизмерно графично представяне позволява да се знае валентността на атом, който взаимодейства с други в съединение и дали образува единични, двойни или тройни връзки, всички от които ще повлияят на молекулярната геометрия.

За да представим молекула по този начин, трябва да изберем централен атом, който ще бъде заобиколен от останалите (наречени терминали), установяващи връзки, докато достигнат валентностите на всички участващи. Първите обикновено са най-малко електроотрицателни, а вторите най-електроотрицателни.

Например, представителството на Вода (H2O) показва свободните електрони, които има кислородният атом, освен това можете да визуализирате простите връзки между кислородния атом и водородните атоми (електроните, които принадлежат на кислородния атом, са представени в червено, а тези на атомите на водорода в черно ). Представена е и ацетиленовата молекула (C2H2), където можете да визуализирате тройната връзка между двата въглеродни атома и единичните връзки между всеки въглероден атом и водороден атом (електроните, които принадлежат на въглеродните атоми, са представени в червено, а тези на водородни атоми в черно).

!-- GDPR -->