Atomit ja molekyylit saattavat tuntua liian pieniltä tutkia ja ymmärtää. Pienestä koostaan huolimatta tieteelliset tutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet paljon heidän käyttäytymisestään, mukaan lukien kuinka atomit yhdistyvät molekyylien muodostamiseksi. Ajan myötä nämä tutkimukset ovat johtaneet oktettisääntöön.
Oktettisäännön määrittäminen
Oktetisääntö sanoo, että monilla elementeillä on elektronien oktetti (8) valenssissaan (uloimmassa) elektronikuoressaan, kun ne muodostavat yhdisteitä. Luoteis-yliopiston virallisessa oktettisäännön määritelmässä todetaan, että "Atomit menettävät, saavat tai jakavat elektroneja saavuttaakseen lähimmän jalokaasun elektronikonfiguraatio (8 valenssielektronia paitsi Hän 2: lla). "Muista, että" Hän "edustaa heliumia.
Helium on stabiili kahden elektroninsa kanssa, joten muiden jalokaasujen tavoin helium ei yleensä yhdisty muiden elementtien kanssa. Heliumia lähinnä olevat elementit (vety, litium ja beryllium) saavat tai menettävät elektroneja siten, että ulommassa elektronikuoressa on vain kaksi elektronia. Tämä huomautus on joskus lueteltu poikkeuksena oktettisääntöön, joskus sitä pidetään osana oktettisääntöä ja toisinaan sitä kutsutaan duettisäännöksi.
Lewis Dot -kaaviot
Lewis-pistekaaviot edustavat valenssielektronien lukumäärää ja suhteellisia sijainteja. Esimerkiksi helium-Lewis-pisterakenne näyttää kaksi valenssielektronia ja on kirjoitettu seuraavasti: He. Lewis-pistekaavio hapelle, jossa on kuusi valenssielektronit, voitaisiin kirjoittaa seuraavasti: Ö: kun taas beryllium Lewis -diagrammi voitaisiin kirjoittaa seuraavasti: Be: koska berylliumilla on neljä valenssia elektronit.
Lewis-pistekaaviot auttavat visualisoimaan kuinka atomit jakavat elektroneja yhdisteissä. Esimerkiksi vety (H) atomissa on vain yksi elektroni. Lewis-pistekaavio .H näyttää yhden pisteen ennen symbolia H. Vetykaasulla on taipumus liikkua pareittain, joten vetymolekyylin Lewis-pistekaavio (H: H) näyttää kaksi atomia, jotka jakavat elektroneja. Kahden atomin välinen yhteys voidaan näyttää viivana pisteiden sijaan. Tätä atomien linkitystä edustava kemiallinen lyhenne näyttää tältä: H. +. H = H: H tai H-H.
Kuinka käyttää oktettisääntöä
Oktetin sääntö sanoo, että atomit jakavat tai lainavat elektroneja saavuttaakseen lähimmän jalokaasun valenssielektronien määrän.
Kationi on elementti, joka haluaa menettää elektroneja. Nämä elementit ovat jaksollisen taulukon ryhmissä I-IV. Ryhmä I voi menettää tai jakaa yhden elektronin, ryhmä II menettää tai jakaa kaksi elektronia ja niin edelleen.
Anioni on atomi, joka haluaa saada elektroneja. Nämä elementit ovat jaksollisen taulukon ryhmissä IV-VII. Ryhmä IV saa tai jakaa neljä elektronia, ryhmä V saa tai jakaa kolme elektronia, ryhmä VI voi saada tai jakaa kaksi elektronia ja ryhmä VII voi saada tai jakaa yhden elektronin.
Vedyllä (ryhmä I) on yksi elektroni, joten Lewis-pistekaavio näyttää .H yhdellä pisteellä ennen vedyn symbolia H. Hapessa (ryhmä VI) on kuusi elektronia, joten Lewis-pistekaaviossa näkyy: Ö: kuusi pistettä välissä hapen symbolin O.
Harkitse vetyä (ryhmä I) ja happea (ryhmä VI). Happimolekyyli kuuden elektronin kanssa haluaa vielä kaksi elektronia. Vedyllä on yksi valenssielektroni ja se haluaa kaksi valenssielektronia. Kun vety ja happi yhdistyvät vedeksi, happi lainaa elektronit kahdesta vetyatomista. Lewis-pistemuodossa vesimolekyyli näyttää H: O: H: ltä, lisähappiparilla hapen ylä- ja alapuolella symboli (O) osoittamaan yhteensä kahdeksan O: ta ympäröivää elektronia ja elektroniparin jokaiselle vetyatomille. Sekä hapella että vedyllä on nyt täydelliset ulommat valenssikuoret.
Visualisointi Octet-säännön avulla
Oktetisääntö auttaa visualisoimaan atomien ja molekyylien yhdistymistä tarkastelemalla kuinka ne jakavat elektroneja. Esimerkiksi hiilidioksidi muodostaa vakaan molekyylin jakamalla elektroneja yhden hiiliatomin (ryhmä IV) ja kahden happiatomin (ryhmä VI) välillä. Hiili- ja happiatomit yhdistyvät jakamalla elektronipari. Lewis-pistekaavio näyttää jaetun elektroniparin kaksinkertaisina pisteinä atomien välillä, kirjoitettuna seuraavasti: Ö:: C:: Ö: (tai: Ö = C = Ö :). Lewis-pistekaavion tutkiminen osoittaa, että jokaisella elementtisymbolilla on kahdeksan valenssielektronia, oktetti, jokaisen atomin ympärillä.
Poikkeukset oktettisäännöstä
Oktetisäännön duettiversioiden lisäksi joskus esiintyy kahta muuta poikkeusta oktettisäännöstä. Yksi poikkeus tapahtuu, kun elementit riveillä 3 ja sen jälkeen ylittävät oktettisäännön kahdeksan valenssielektronia. Toinen poikkeus tapahtuu ryhmän III elementeillä.
Ryhmän III elementeissä on kolme valenssielektronia. Boorin Lewis-pisterakenne osoittaa boorin valenssielektronit muodostavan kolmion. koska negatiivisesti varautuneet elektronit hylkäävät tai työntyvät pois toisistaan. Jotta booriyhdistettäisi kemiallisesti vedyn kanssa, oktetti vaatii viisi vetyatomia. Tämä molekyyli on kuitenkin mahdoton elektronien negatiivisten varausten määrän ja etäisyyden vuoksi. Erittäin reaktiivinen molekyyli muodostuu, kun boori (ja muut ryhmän III alkuaineet) jakaa elektroneja vain kolmen vetyatomin kanssa muodostaen yhdisteen BH3, jossa on vain kuusi valenssielektronia.
Vinkkejä
Jotkut jaksolliset taulukot merkitsevät ryhmät eri tavalla. Ryhmä I on merkitty Ryhmä 1, Ryhmä II on Ryhmä 2, Ryhmä III on Ryhmät 3 - 12, Ryhmä IV on Ryhmä 13, Ryhmä V on Ryhmä 14 ja niin edelleen, Ryhmä VIII on Ryhmä 18.