Atomi i molekule mogu se činiti previše sićušnima za proučavanje i razumijevanje. Unatoč njihovoj maloj veličini, znanstvene studije otkrile su mnogo o njihovom ponašanju, uključujući kako se atomi kombiniraju i tvore molekule. S vremenom su ove studije dovele do pravila okteta.
Utvrđivanje pravila okteta
Pravilo okteta kaže da mnogi elementi dijele oktet (8) elektrona u njihovoj valentnoj (najudaljenijoj) elektronskoj ljusci kad tvore spojeve. Formalna definicija pravila okteta, sa Sveučilišta Northwestern, kaže da "Atomi će izgubiti, dobiti ili podijeliti elektrone da bi postigli elektronska konfiguracija najbližeg plemenitog plina (8 valentnih elektrona, osim He s 2). "Sjetite se da" He "predstavlja helij.
Helij je stabilan sa svoja dva elektrona pa se, kao i ostali plemeniti plinovi, helij obično ne kombinira s drugim elementima. Elementi najbliži heliju (vodik, litij i berilij) dobivaju ili gube elektrone tako da u vanjskoj elektronskoj ovojnici ostaju samo dva elektrona. Ovo upozorenje ponekad je navedeno kao iznimka od pravila okteta, ponekad se smatra dijelom pravila okteta, a ponekad se naziva pravilom dueta.
Lewisovi dijagrami točkica
Lewisovi dijagrami točkica predstavljaju broj i relativni položaj valentnih elektrona. Na primjer, helijeva Lewisova točka struktura prikazuje dva valentna elektrona i zapisana je kao: He. Lewisov dijagram točaka za kisik koji ih ima šest valentni elektroni, mogli bi se zapisati kao: Ö: dok bi se Lewisov dijagram berilija Lewisa mogao zapisati kao: Be: jer berilij ima četiri valencije elektroni.
Lewis-ovi dijagrami pomažu vizualizirati kako atomi dijele elektrone u spojevima. Na primjer, atomi vodika (H) imaju samo jedan elektron. Lewisov dijagram točaka .H prikazuje jednu točku prije simbola H. Vodikov plin obično putuje u parovima, pa Lewisov dijagram točke molekule vodika (H: H) prikazuje dva atoma koja dijele elektrone. Veza između dva atoma može se prikazati kao crtica umjesto točkica. Kemijska skraćenica koja predstavlja ovo povezivanje atoma izgleda ovako: H. +. H = H: H ili H-H.
Kako se koristi pravilo okteta
Pravilo okteta kaže da će atomi dijeliti ili posuđivati elektrone kako bi dosegli broj valentnih elektrona najbližeg plemenitog plina.
Kation je element koji želi izgubiti elektrone. Ti se elementi nalaze u skupinama I-IV na periodnom sustavu. Skupina I može izgubiti ili podijeliti jedan elektron, Grupa II će izgubiti ili podijeliti dva elektrona i tako dalje.
Anion je atom koji želi dobiti elektrone. Ti se elementi nalaze u skupinama IV-VII na periodnom sustavu. Skupina IV dobit će ili dijeliti četiri elektrona, Skupina V dobit će ili dijeliti tri elektrona, Skupina VI može dobiti ili dijeliti dva elektrona, a Grupa VII može dobiti ili dijeliti jedan elektron.
Vodik (skupina I) ima jedan elektron, pa Lewisov dijagram točaka prikazuje .H s jednom točkom prije vodikovog simbola H. Kisik (skupina VI) ima šest elektrona, pa Lewisov dijagram točaka pokazuje: Ö: sa šest točaka raspoređenih oko simbola O.
Razmotrimo vodik (skupina I) i kisik (skupina VI). Molekula kisika sa svojih šest elektrona želi još dva elektrona. Vodik ima jedan valentni elektron i želi dva valentna elektrona. Kada se vodik i kisik kombiniraju da bi stvorili vodu, kisik posuđuje elektrone iz dva atoma vodika. U Lewisovom obliku točaka, molekula vode izgleda poput H: O: H s dodatnim parovima točaka iznad i ispod kisika simbol (O) za prikaz ukupno osam elektrona koji okružuju O i par elektrona za svaki atom vodika (H). I kisik i vodik sada imaju kompletne vanjske valentne ljuske.
Vizualizacija pravilom okteta
Pravilo okteta pomaže vizualizirati kako se atomi i molekule kombiniraju gledajući kako dijele elektrone. Na primjer, ugljični dioksid stvara stabilnu molekulu dijeleći elektrone između jednog atoma ugljika (IV. Skupina) i dva atoma kisika (VI.). Atomi ugljika i kisika kombiniraju se dijeleći par elektrona. Lewisov dijagram točaka prikazuje zajednički par elektrona kao udvostručene točke između atoma, zapisane kao: Ö:: C:: Ö: (ili: Ö = C = Ö :). Ispitivanje Lewisovog dijagrama točaka pokazuje da svaki simbol elementa ima osam valentnih elektrona, oktet, oko svakog atoma.
Iznimke od pravila okteta
Osim duetske verzije pravila okteta, ponekad se javljaju i dvije druge iznimke od pravila okteta. Jedna se iznimka događa kada elementi iz 3. reda i više premašuju osam valentnih elektrona pravila okteta. Druga se iznimka događa s elementima III. Skupine.
Elementi skupine III imaju tri valentna elektrona. Lewisova struktura bora prikazuje valentne elektrone bora koji tvore trokut .Ḃ. jer se negativno nabijeni elektroni odbijaju ili odguruju jedni od drugih. Da bi se bor kemijski spojio s vodikom, oktetu je potrebno pet atoma vodika. Ova je molekula, međutim, nemoguća zbog broja i razmaka negativnih naboja elektrona. Visoko reaktivna molekula nastaje kada bor (i ostali elementi III. Skupine) dijele elektrone sa samo tri atoma vodika, tvoreći spoj BH3, koji ima samo šest valentnih elektrona.
Savjeti
Neke periodne tablice različito označavaju grupe. Skupina I označena je kao Grupa 1, Skupina II je Skupina 2, Skupina III je Skupina od 3 do 12, Skupina IV je Skupina 13, Skupina V je Skupina 14, i tako dalje s Skupinom VIII koja je označena kao Grupa 18.