Atomi un molekulas var šķist pārāk niecīgas, lai tās pētītu un saprastu. Neskatoties uz nelielo izmēru, tomēr zinātniskie pētījumi ir daudz atklājuši viņu uzvedību, tostarp to, kā atomi apvienojas, veidojot molekulas. Laika gaitā šie pētījumi ir noveduši pie okteta noteikuma.
Okteta kārtulas noteikšana
Okteta noteikums saka, ka, veidojot savienojumus, daudziem elementiem to valences (ārējā) elektronu apvalkā ir kopīgs elektronu oktets (8). Ziemeļrietumu universitātes oficiālajā okteta noteikuma definīcijā teikts, ka "Atomi zaudēs, iegūs vai koplietos elektronus, lai sasniegtu tuvākās cēlgāzes elektronu konfigurācija (8 valences elektroni, izņemot Viņš ar 2). "Atcerieties, ka" Viņš "ir hēlijs.
Hēlijs ir stabils ar diviem elektroniem, tāpēc, tāpat kā citas cēlās gāzes, hēlijs parasti netiek apvienots ar citiem elementiem. Hēlijam vistuvākie elementi (ūdeņradis, litijs un berilijs) iegūst vai zaudē elektronus tā, ka ārējā elektronu apvalkā paliek tikai divi elektroni. Šis brīdinājums dažreiz tiek uzskaitīts kā izņēmums no okteta noteikuma, dažreiz to uzskata par daļu no okteta noteikuma un dažreiz to sauc par dueta likumu.
Luisa Dota diagrammas
Lūisa punktu diagrammas attēlo valences elektronu skaitu un relatīvo pozīciju. Piemēram, hēlija Lūisa punktu struktūra parāda divus valences elektronus un ir rakstīta šādi: Viņš. Lūisa punktu diagramma skābeklim, kurā ir seši valences elektronus, varētu uzrakstīt šādi: Ö: kamēr berilija Lūisa punktu diagrammu varētu uzrakstīt šādi: Be: jo berilijam ir četras valences elektroni.
Lūisa punktu diagrammas palīdz vizualizēt, kā atomi savieno elektronus. Piemēram, ūdeņraža (H) atomiem ir tikai viens elektrons. Lūisa punktu diagramma .H parāda vienu punktu pirms simbola H. Ūdeņraža gāzei ir tendence pārvietoties pa pāriem, tāpēc ūdeņraža molekulas Lūisa punktu diagramma (H: H) parāda divus atomus, kas dala elektronus. Savienojumu starp abiem atomiem punktu vietā var attēlot kā domuzīmi. Ķīmiskā stenogrāfija, kas attēlo šo atomu saistīšanu, izskatās šādi: H. +. H = H: H vai H-H.
Kā lietot oktetes likumu
Okteta noteikums nosaka, ka atomi dalīsies vai aizņemsies elektronus, lai sasniegtu tuvākās cēlgāzes valences elektronu skaitu.
Katjons ir elements, kas vēlas zaudēt elektronus. Šie elementi ir periodiskās tabulas I-IV grupā. I grupa var pazaudēt vai dalīties ar vienu elektronu, II grupa zaudēs vai dalīs divus elektronus utt.
Anjons ir atoms, kas vēlas iegūt elektronus. Šie elementi ir periodiskās tabulas IV-VII grupā. IV grupa iegūst vai dala četrus elektronus, V grupa iegūst vai dala trīs elektronus, VI grupa var iegūt vai dalīt divus elektronus, un VII grupa var iegūt vai dalīt vienu elektronu.
Ūdeņradim (I grupa) ir viens elektrons, tāpēc Lūisa punktu diagrammā H ir viens punkts pirms ūdeņraža simbola H. Skābeklim (VI grupa) ir seši elektroni, tāpēc Lūisa punktu diagrammā parādīts: Ö: ar sešiem punktiem, kas izvietoti ap skābekļa simbolu O.
Apsveriet ūdeņradi (I grupa) un skābekli (VI grupa). Skābekļa molekula ar sešiem elektroniem vēlas vēl divus elektronus. Ūdeņradim ir viens valences elektrons, un viņš vēlas divus valences elektronus. Kad ūdeņradis un skābeklis apvienojas, iegūstot ūdeni, skābeklis aizņem elektronus no diviem ūdeņraža atomiem. Lewis dot formātā ūdens molekula izskatās kā H: O: H ar papildu punktu pāri virs un zem skābekļa simbols (O), lai parādītu astoņus elektronus, kas ieskauj O, un elektronu pāri katram ūdeņraža (H) atomam. Gan skābeklim, gan ūdeņradim tagad ir pilnīgi ārējās valences čaumalas.
Vizualizēšana ar okteta likumu
Okteta likums palīdz vizualizēt to, kā atomi un molekulas apvienojas, aplūkojot, kā tie dala elektronus. Piemēram, oglekļa dioksīds veido stabilu molekulu, dalot elektronus starp vienu oglekļa atomu (IV grupa) un diviem skābekļa atomiem (VI grupa). Oglekļa un skābekļa atomi apvienojas, daloties elektronu pārī. Lūisa punktu diagrammā kopīgais elektronu pāris tiek parādīts kā dubultoti punkti starp atomiem, kas rakstīti šādi: Ö:: C:: Ö: (vai: Ö = C = Ö :) Pārbaudot Luisa punktu diagrammu, redzams, ka katram elementa simbolam ap katru atomu ir astoņi valences elektroni, oktets.
Izņēmumi no okteta likuma
Papildus okteta noteikuma dueta versijai dažkārt notiek divi citi okteta noteikuma izņēmumi. Viens izņēmums rodas, ja 3. un turpmākās rindas elementi pārsniedz okteta noteikuma astoņus valences elektronus. Otrs izņēmums notiek ar III grupas elementiem.
III grupas elementiem ir trīs valences elektroni. Bora Lūisa punktu struktūra parāda bora valences elektronus, kas veido trīsstūri. jo negatīvi lādētie elektroni atgrūž vai izstumjas viens no otra. Lai bors ķīmiski savienotos ar ūdeņradi, oktetam nepieciešami pieci ūdeņraža atomi. Šī molekula tomēr nav iespējama elektronu negatīvo lādiņu skaita un attāluma dēļ. Ļoti reaktīva molekula veidojas, kad bors (un citi III grupas elementi) dala elektronus tikai ar trim ūdeņraža atomiem, veidojot savienojumu BH3, kurā ir tikai seši valences elektroni.
Padomi
Dažās periodiskajās tabulās grupas tiek apzīmētas atšķirīgi. I grupa ir apzīmēta ar 1. grupu, II grupa ir 2. grupa, III grupa ir 3. līdz 12. grupa, IV grupa ir 13. grupa, V grupa ir 14. grupa un tā tālāk ar VIII grupu, kas apzīmēta kā 18. grupa.