Atomii și moleculele pot părea prea mici pentru a fi studiate și înțelese. În ciuda dimensiunilor minuscule, totuși, studiile științifice au dezvăluit multe despre comportamentul lor, inclusiv modul în care atomii se combină pentru a forma molecule. De-a lungul timpului, aceste studii au condus la regula octetului.
Definirea regulii octetului
Regula octetului spune că multe elemente împart un octet (8) de electroni în valența lor (cea mai exterioară) de înveliș de electroni atunci când formează compuși. O definiție formală a regulii octetului, de la Universitatea Northwestern, afirmă că „atomii vor pierde, vor câștiga sau vor împărți electroni pentru a realiza configurația electronică a celui mai apropiat gaz nobil (8 electroni de valență, cu excepția lui He cu 2). "Amintiți-vă că" He "reprezintă heliu.
Heliul este stabil cu cei doi electroni ai săi, astfel încât, la fel ca celelalte gaze nobile, heliul nu se combină de obicei cu alte elemente. Elementele cele mai apropiate de heliu (hidrogen, litiu și beriliu) câștigă sau pierd electroni, astfel încât doar doi electroni rămân în învelișul exterior al electronilor. Această avertisment este uneori listată ca o excepție de la regula octetului, uneori considerată parte a regulii octetului și uneori numită regula duetului.
Diagrame Lewis Dot
Diagramele cu puncte Lewis reprezintă numărul și pozițiile relative ale electronilor de valență. De exemplu, structura punctului Lewis cu heliu prezintă doi electroni de valență și este scrisă astfel: He. Diagrama punctului Lewis pentru oxigen, care are șase electroni de valență, ar putea fi scrise ca: Ö: în timp ce diagrama de punct de beriliu Lewis ar putea fi scrisă ca: Fie: deoarece beriliu are patru valențe electroni.
Diagramele cu puncte Lewis ajută la vizualizarea modului în care atomii împart electronii în compuși. De exemplu, atomii de hidrogen (H) au doar un electron. Diagrama punctelor Lewis. H arată un punct înainte de simbolul H. Hidrogenul gazos tinde să se deplaseze în perechi, totuși, astfel încât diagrama punctului Lewis (H: H) a moleculei de hidrogen arată cei doi atomi care împart electroni. Conexiunea dintre cei doi atomi poate fi afișată ca o liniuță în loc de puncte. Stenograma chimică care reprezintă această legătură a atomilor arată astfel: H. +. H = H: H sau H-H.
Cum se folosește regula octetului
Regula octetului afirmă că atomii vor împărți sau împrumuta electroni pentru a ajunge la numărul de electroni de valență al celui mai apropiat gaz nobil.
Cationul este elementul care caută să piardă electroni. Aceste elemente se află în grupurile I-IV de pe tabelul periodic. Grupul I poate pierde sau împărți un electron, Grupul II va pierde sau împărți doi electroni și așa mai departe.
Anionul este atomul care caută să câștige electroni. Aceste elemente se află în grupele IV-VII de pe tabelul periodic. Grupul IV va câștiga sau împărți patru electroni, grupul V va câștiga sau împărți trei electroni, grupul VI poate câștiga sau împărți doi electroni și grupul VII poate câștiga sau împărți un singur electron.
Hidrogenul (Grupul I) are un singur electron, astfel încât diagrama punctelor Lewis arată .H cu un punct înaintea simbolului H al hidrogenului. Oxigenul (Grupul VI) are șase electroni, deci diagrama punctului Lewis arată: Ö: cu șase puncte distanțate în jurul simbolului O.
Luați în considerare hidrogenul (grupa I) și oxigenul (grupa VI). Molecula de oxigen cu cei șase electroni ai săi mai vrea doi electroni. Hidrogenul are un electron de valență și dorește doi electroni de valență. Când hidrogenul și oxigenul se combină pentru a face apă, oxigenul împrumută electronii de la doi atomi de hidrogen. În formatul punctului Lewis, molecula de apă arată ca H: O: H cu perechi suplimentare de puncte deasupra și dedesubtul oxigenului simbolul (O) pentru a arăta un total de opt electroni care înconjoară O și o pereche de electroni pentru fiecare atom de hidrogen (H). Atât oxigenul, cât și hidrogenul au acum învelișuri de valență exterioare complete.
Vizualizarea cu regula octetului
Regula octetului ajută la vizualizarea modului în care atomii și moleculele se combină uitându-se la modul în care împart electronii. De exemplu, dioxidul de carbon formează o moleculă stabilă prin împărțirea electronilor între un atom de carbon (grupa IV) și doi atomi de oxigen (grupa VI). Atomii de carbon și oxigen se combină împărtășind o pereche de electroni. Diagrama cu puncte Lewis arată perechea comună de electroni ca puncte dublate între atomi, scrise ca: Ö:: C:: Ö: (sau: Ö = C = Ö :). Examinând diagrama punctului Lewis se arată că fiecare simbol al elementului are opt electroni de valență, un octet, în jurul fiecărui atom.
Excepții de la regula octetului
Pe lângă versiunea duet a regulii octetului, apar uneori și alte două excepții de la regula octetului. O excepție apare atunci când elementele din rândurile 3 și peste depășesc cei opt electroni de valență ai regulii octetului. Cealaltă excepție apare cu elementele din Grupul III.
Elementele din grupa III au trei electroni de valență. Structura punctului Lewis cu bor prezintă electronii de valență ai borului formând un triunghi .Ḃ. deoarece electronii încărcați negativ se resping sau se împing unul de celălalt. Pentru ca borul să se combine chimic cu hidrogenul, un octet necesită cinci atomi de hidrogen. Cu toate acestea, această moleculă este imposibilă datorită numărului și spațierii sarcinilor negative ale electronilor. O moleculă foarte reactivă se formează atunci când borul (și alte elemente din grupa III) împărtășesc electroni cu doar trei atomi de hidrogen, formând compusul BH3, care are doar șase electroni de valență.
sfaturi
Unele tabele periodice etichetează grupurile în mod diferit. Grupa I este etichetată Grupa 1, Grupa II este Grupa 2, Grupa III este Grupa 3 până la 12, Grupa IV este Grupa 13, Grupa V este Grupa 14 și așa mai departe cu Grupa VIII etichetată ca Grupa 18.