Výnimky z oktetového pravidla

Oktetové pravidlo je väzbová teória používaná na predpovedanie molekulárnej štruktúry kovalentne viazaných molekúl. Podľa pravidla sa atómy snažia mať osem elektrónov vo svojich vonkajších alebo valenčných elektrónových obaloch. Každý atóm bude zdieľať, získavať alebo strácať elektróny, aby naplnil tieto vonkajšie elektrónové obaly presne ôsmimi elektrónmi. Pre mnoho prvkov toto pravidlo funguje a predstavuje rýchly a jednoduchý spôsob, ako predpovedať molekulárnu štruktúru molekuly.

Ale ako sa hovorí, pravidlá sú na to, aby sa porušovali. A oktetové pravidlo má viac prvkov porušenie pravidla než ho nasledovať.

Zatiaľ čo štruktúry Lewisových elektrónových bodiek pomáhajú určiť väzbu vo väčšine zlúčenín, existujú tri všeobecné výnimky: molekuly, v ktorých majú atómy menej ako osem elektrónov (chlorid boritý a ľahšie s- a p-blokové prvky); molekuly, v ktorých majú atómy viac ako osem elektrónov ( fluorid sírový a prvky po období 3); a molekuly s nepárnym počtom elektrónov (NO.)

Príliš málo elektrónov: molekuly s nedostatkom elektrónov

Todd Helmenstine

Vodík , berýlium a bór majú príliš málo elektrónov na vytvorenie oktetu. Vodík má iba jeden valenčný elektrón a iba jedno miesto na vytvorenie väzby s iným atómom. Berýlium má len dva valenčné atómy , a môže tvoriť iba väzby elektrónových párov na dvoch miestach . Bór má tri valenčné elektróny. Dve molekuly zobrazené na tomto obrázku ukazujú centrálne berýlium a atómy bóru s menej ako ôsmimi valenčnými elektrónmi.

Molekuly, kde niektoré atómy majú menej ako osem elektrónov, sa nazývajú elektrónovo deficitné.

Príliš veľa elektrónov: rozšírené oktety

Todd Helmenstine

Prvky v periódach väčších ako perióda 3 periodickej tabuľky majú a d orbitálny dostupný s rovnakou energiou kvantové číslo . Atómy v týchto obdobiach môžu nasledovať oktetové pravidlo , ale existujú podmienky, keď môžu rozšíriť svoje valenčné škrupiny tak, aby sa do nich zmestilo viac ako osem elektrónov.

Síra a fosfor sú bežné príklady tohto správania. Síra môže dodržiavať oktetové pravidlo ako v molekule SF_dva. Každý atóm je obklopený ôsmimi elektrónmi. Je možné dostatočne excitovať atóm síry, aby sa do nej vtlačili valenčné atómy d orbitálny, aby umožnil molekuly, ako je SF₄a SF₆. Atóm síry v SF₄má 10 valenčných elektrónov a 12 valenčných elektrónov v SF₆.

Lonely Electrons: Voľné radikály

Todd Helmenstine

Najstabilnejšie molekuly a komplexné ióny obsahujú páry elektrónov. Existuje trieda zlúčenín, kde valenčné elektróny obsahujú nepárny počet elektrónov v valenčná škrupina . Tieto molekuly sú známe ako voľné radikály. Voľné radikály obsahujú vo svojom valenčnom obale aspoň jeden nepárový elektrón. Všeobecne, molekuly s nepárnym počtom elektrónov bývajú voľné radikály.

Oxid dusnatý (IV) (NO_dva) je známym príkladom. Všimnite si osamelý elektrón na atóme dusíka v Lewisovej štruktúre. Ďalším zaujímavým príkladom je kyslík. Molekulárne molekuly kyslíka môžu mať dva jednotlivé nepárové elektróny. Zlúčeniny ako tieto sú známe ako biradikály.