Az atomok és molekulák túl kicsinek tűnhetnek a tanulmányozáshoz és megértéshez. Apró méretük ellenére azonban tudományos tanulmányok sokat elárultak viselkedésükről, többek között arról, hogy az atomok miként egyesülnek molekulákká. Idővel ezek a tanulmányok az oktett szabályhoz vezettek.
Az oktett szabály meghatározása
Az oktett-szabály azt mondja, hogy sok elem vegyértékeiként (legkülső) elektronhéjukban osztozik egy elektron oktettjében (8), amikor vegyületeket képeznek. Az oktet szabály általános formális meghatározása a Northwestern University-től azt állítja, hogy "az atomok elvesztik, megszerzik vagy megosztják az elektronokat, hogy elérjék a legközelebbi nemesgáz elektronkonfigurációja (8 vegyértékes elektron, kivéve a He-t 2-vel). "Ne feledje, hogy az" He "a héliumot jelenti.
A hélium két elektronjával stabil, így a többi nemesgázhoz hasonlóan a hélium sem szokott kombinálódni más elemekkel. A héliumhoz legközelebb eső elemek (hidrogén, lítium és berillium) elektronokat nyernek vagy veszítenek, így csak két elektron marad a külső elektronhéjban. Ez a figyelmeztetés néha az oktett-szabály kivételeként szerepel, néha az oktett-szabály részének tekintik, és néha duett-szabálynak nevezik.
Lewis Dot diagramok
A Lewis-pontdiagramok a vegyérték elektronok számát és relatív helyzetét ábrázolják. Például a hélium Lewis pontszerkezete két vegyértékelektront mutat, és a következőképpen van felírva: He. Az oxigén Lewis-pontdiagramja, amelynek hat van vegyérték elektronok, így írhatók: Ö: míg a berillium Lewis pontdiagramja így írható: Be: mert a berilliumnak négy vegyértéke van elektronok.
A Lewis-pontdiagramok segítenek vizualizálni, hogy az atomok hogyan osztják meg az elektronokat a vegyületekben. Például a hidrogén (H) atomoknak csak egy elektronja van. A Lewis pontdiagram .H egy pontot mutat a H szimbólum előtt. A hidrogéngáz azonban általában párban halad, így a hidrogénmolekula Lewis-pontdiagramja (H: H) mutatja a két atomot, amelyek megosztják az elektronokat. A két atom közötti kapcsolat pontok helyett kötőjelként jeleníthető meg. Az atomok ezen összekapcsolódását képviselő kémiai gyorsírás így néz ki: H +. H = H: H vagy H-H.
Az oktett szabály használata
Az oktett szabály kimondja, hogy az atomok megosztják vagy kölcsönöznek elektronokat annak érdekében, hogy elérjék a legközelebbi nemesgáz vegyértékelektronjainak számát.
A kation az az elem, amely elveszíti az elektronokat. Ezek az elemek a periódusos rendszer I-IV. Csoportjába tartoznak. Az I. csoport elveszíthet vagy megoszthat egy elektront, a II. Csoport elveszíthet vagy megoszthat két elektront stb.
Az anion az atomokat kereső elektron. Ezek az elemek a periódusos rendszer IV-VII. Csoportjába tartoznak. A IV. Csoport négy elektronra, az V. csoport három elektronra, a VI. Csoport két elektronra, a VII. Csoport pedig egy elektronra képes.
A hidrogénnek (I. csoport) egy elektronja van, így a Lewis-pontdiagram .H-t egy ponttal mutatja a hidrogén H szimbóluma előtt. Az oxigénnek (VI. Csoport) hat elektronja van, így a Lewis-pontdiagram a következőket mutatja: Ö: hat ponttal az oxigén O szimbóluma körül.
Tekintsük a hidrogént (I. csoport) és az oxigént (VI. Csoport). Az oxigénmolekula a hat elektronjával további két elektronra vágyik. A hidrogénnek egy vegyértékelektronja van, és két vegyértékelektront akar. Amikor a hidrogén és az oxigén együttesen vizet alkot, az oxigén kölcsönveszi az elektronokat két hidrogénatomtól. Lewis dot formátumban a vízmolekula H: O: H-nak tűnik, további pár pár ponttal az oxigén felett és alatt szimbólum (O) az O-t körülvevő nyolc elektron és az egyes hidrogén (H) atomok elektronpárjának megjelenítésére. Az oxigénnek és a hidrogénnek is teljes külső valens héja van.
Megjelenítés az oktett-szabállyal
Az oktett-szabály segít megismerni az atomok és a molekulák kombinációját azáltal, hogy megvizsgálja, hogyan osztoznak az elektronokon. Például a szén-dioxid stabil molekulát képez azáltal, hogy elektronokat oszt meg egy szénatom (IV. Csoport) és két oxigénatom (VI. Csoport) között. A szén- és oxigénatom egyesül egy elektronpár megosztásával. A Lewis-pontdiagram a megosztott elektronpárt megduplázott pontokként mutatja az atomok között, az alábbiak szerint írva: Ö:: C:: Ö: (vagy: Ö = C = Ö :). A Lewis-pontdiagram vizsgálata azt mutatja, hogy minden elemszimbólum nyolc vegyértékelektronnal, egy oktettel rendelkezik az egyes atomok körül.
Kivételek az Octet-szabály alól
Az oktett-szabály duett változata mellett az oktet-szabálytól két másik kivétel is előfordul. Egy kivétel akkor fordul elő, amikor a 3. és az azt meghaladó sorok elemei meghaladják az oktett-szabály nyolc vegyérték-elektronját. A másik kivétel a III. Csoport elemeivel fordul elő.
A III. Csoport elemeinek három vegyértékelektronja van. A bór Lewis pontszerkezete a bór vegyérték elektronjait mutatja, amelyek háromszöget alkotnak. mert a negatív töltésű elektronok taszítják vagy ellökik egymást. Ahhoz, hogy a bór vegyileg vegyüljön össze a hidrogénnel, egy oktetthez öt hidrogénatomra van szükség. Ez a molekula azonban lehetetlen az elektronok negatív töltéseinek száma és távolsága miatt. Nagyon reaktív molekula akkor képződik, amikor a bór (és más, a III. Csoportba tartozó elemek) csak három hidrogénatommal osztják meg az elektronokat, és így képezik a BH vegyületet3, amelynek csak hat vegyértékelektronja van.
Tippek
Egyes periódusos táblázatok eltérően címkézik a csoportokat. Az I. csoport az 1., a II. A 2., a III.