- Що таке правило октету?
- Приклади правила октету
- Винятки з правила октету
- Правило октетів і структура Льюїса
Пояснюємо, що таке правило октету в хімії, хто був його творцем, приклади та винятки. Крім того, структура Льюїса.
Що таке правило октету?
в хімія, відомий як правило октетів або теорія октетів для пояснення того, як атоми хімічні елементи воно поєднує.
Ця теорія була сформульована в 1917 році американським фізиком-хіміком Гілбертом Н. Льюїсом (1875-1946) і пояснює, що атоми різних елементів зазвичай завжди підтримують стабільну електронну конфігурацію, розташовуючи вісім електрони на останніх енергетичних рівнях.
Правило октету стверджує, що іони різних хімічних елементів, знайдені в періодичній системі, зазвичай завершують свої останні енергетичні рівні з 8 електронами. Через це, молекули може придбати стабільність, подібну до стійкості Благородні гази (знаходиться в крайньому правому куті Періодична таблиця), чия електронна структура (з останнім рівнем повної енергії) робить їх дуже стабільними, тобто не дуже реактивними.
Таким чином, елементи з високою електронегативністю (наприклад, галогени та амфогени, тобто елементи з групи 16 таблиці) мають тенденцію «набирати» електрони до октету, тоді як елементи з низькою електронегативністю (наприклад, лужно- або лужноземельні) мають тенденцію до «втрачати» електрони, щоб досягти октету.
Це правило пояснює один із способів, яким атоми утворюють свої зв’язки, а поведінка та хімічні властивості отриманих молекул залежатимуть від їх природи. Таким чином, правило октету є практичним принципом, який служить для прогнозування поведінки багатьох людей речовин, хоча він також містить різні винятки.
Приклади правила октету
Розглянемо молекулу СО2, атоми якої мають валентності з 4 (вуглець) і 2 (кисень), об'єднаних хімічні зв'язки подвійний. (Важливо пояснити, що валентність – це електрони, від яких хімічний елемент повинен відмовитися або прийняти, щоб досягти свого останнього енергетичного рівня, щоб бути повним. Хімічну валентність не слід плутати з валентними електронами, оскільки останні – це електрони, які знаходяться на останньому енергетичному рівні).
Ця молекула є стабільною, якщо кожен атом має всього 8 електронів на своєму останньому енергетичному рівні, досягаючи стабільного октету, який заповнюється 2-електронним відсіком між атомами вуглецю та кисню:
- Вуглець ділить два електрони з кожним киснем, збільшуючи кількість електронів на останньому енергетичному рівні кожного кисню з 6 до 8.
- У той же час кожен кисень поділяє два електрони з вуглецем, збільшуючи кількість електронів з 4 до 8 на останньому енергетичному рівні вуглецю.
Інший спосіб поглянути на це: загальна кількість електронів, що передаються та відбираються, завжди має бути вісім.
Це стосується інших стабільних молекул, таких як хлорид натрію (NaCl).Натрій вносить свій один електрон (валентність 1) до хлору (валентність 7), щоб завершити октет. Таким чином, ми мали б Na1 + Cl1- (тобто натрій віддав електрон і отримав позитивний заряд, а хлор прийняв електрон, а разом з ним і негативний заряд).
Винятки з правила октету
Правило октетів має кілька винятків, тобто сполуки, які досягають стабільності, не керуючись електронним октетом. Такі атоми, як фосфор (P), сірка (S), селен (Se), кремній (Si) або гелій (He), можуть вмістити більше електронів, ніж припускає Льюїс (гіпервалентність).
Навпаки, водень (H), який має один електрон на одній атомній орбіталі (області простору, де найімовірніше знаходиться електрон навколо атомного ядра), може прийняти до двох електронів в хімічному зв’язку. Іншими винятками є берилій (Ве), який набуває стабільності лише з чотирма електронами, або бор (В), який робить це з шістьма електронами.
Правило октетів і структура Льюїса
Іншим великим внеском Льюїса в хімію був його знаменитий спосіб представлення атомних зв'язків, сьогодні відомий як «структура Льюїса» або «формула Льюїса».
Він складається з розміщення крапок або тире, щоб відобразити спільні електрони в молекулі та електрони, які є вільними на кожному атомі.
Цей тип двовимірного графічного зображення дозволяє дізнатися валентність атома, який взаємодіє з іншими в складний і чи утворює він одинарні, подвійні чи потрійні зв’язки, все це вплине на геометрію молекули.
Щоб представити молекулу таким чином, нам потрібно вибрати центральний атом, який буде оточений іншими (так звані терміналами), які встановлюють зв’язки до досягнення валентності всіх залучених. Перші зазвичай найменш електронегативні, а другі — найбільш електронегативні.
Наприклад, уявлення про Вода (H2O) показує вільні електрони, які має атом кисню, крім того, ви можете візуалізувати прості зв'язки між атомом кисню та атомами водню (електрони, які належать до атома кисню, представлені червоним, а електрони атомів водню чорним ). Також представлена молекула ацетилену (C2H2), де ви можете візуалізувати потрійний зв’язок між двома атомами вуглецю та одинарні зв’язки між кожним атомом вуглецю та атомом водню (електрони, що належать до атомів вуглецю, зображені червоним, а електрони атоми водню чорним).