Izjeme od pravila okteta

Pravilo okteta je teorija vezi, ki se uporablja za napovedovanje molekularne strukture kovalentno vezanih molekul. V skladu s pravilom si atomi prizadevajo imeti osem elektronov v svojih zunanjih ali valenčnih elektronskih lupinah. Vsak atom si bo delil, pridobival ali izgubljal elektrone, da bi te zunanje elektronske lupine napolnil z natanko osmimi elektroni. Za mnoge elemente to pravilo deluje in je hiter in preprost način za napovedovanje molekularne strukture molekule.

Toda, kot pravi pregovor, so pravila narejena zato, da se jih krši. In pravilo okteta ima več elementov kršitev pravila kot slediti.

Medtem ko Lewisove strukture elektronskih pik pomagajo določiti vez v večini spojin, obstajajo tri splošne izjeme: molekule, v katerih imajo atomi manj kot osem elektronov (borov klorid in lažji s- in p- blok elementi); molekule, v katerih imajo atomi več kot osem elektronov ( žveplov heksafluorid in elementi po obdobju 3); in molekule z lihim številom elektronov (ŠT.)

Premalo elektronov: molekule s pomanjkanjem elektronov

Todd Helmenstine

vodik , berilij in bor imajo premalo elektronov, da bi tvorili oktet. Vodik ima samo en valenčni elektron in samo eno mesto za tvorbo vezi z drugim atomom. Berilij ima samo dva valenčna atoma , in lahko tvori samo vezi elektronskega para na dveh lokacijah . Bor ima tri valenčne elektrone. Dve molekuli na tej sliki prikazujejo osrednji berilij in atomi bora z manj kot osmimi valenčnimi elektroni.

Molekule, pri katerih imajo nekateri atomi manj kot osem elektronov, imenujemo molekule s pomanjkanjem elektronov.

Preveč elektronov: razširjeni okteti

Todd Helmenstine

Elementi v periodah, večjih od periode 3 v periodnem sistemu, imajo a d orbita na voljo z enako energijo kvantno število . Atomi v teh obdobjih lahko sledijo pravilo okteta , vendar obstajajo pogoji, ko lahko razširijo svoje valenčne lupine, da sprejmejo več kot osem elektronov.

Žveplo in fosfor so pogosti primeri tega vedenja. Žveplo lahko sledi pravilu okteta kot v molekuli SF_dva. Vsak atom je obdan z osmimi elektroni. Možno je dovolj vzbuditi atom žvepla, da potisne valenčne atome v d orbital, da omogoči molekule, kot je SF₄in SF₆. Žveplov atom v SF₄ima 10 valentnih elektronov in 12 valentnih elektronov v SF₆.

Osamljeni elektroni: prosti radikali

Todd Helmenstine

Najbolj stabilne molekule in kompleksni ioni vsebujejo pare elektronov. Obstaja razred spojin, kjer valenčni elektroni vsebujejo liho število elektronov valenčna lupina . Te molekule so znane kot prosti radikali. Prosti radikali vsebujejo vsaj en nesparjen elektron v svoji valenčni lupini. Na splošno, molekule z lihim številom elektronov so ponavadi prosti radikali.

Dušikov (IV) oksid (NO_dva) je dobro znan primer. Upoštevajte osamljeni elektron na atomu dušika v Lewisovi strukturi. Kisik je še en zanimiv primer. Molekulske molekule kisika imajo lahko dva posamezna nesparjena elektrona. Takšne spojine so znane kot biradikali.