- Aké je oktetové pravidlo?
- Príklady oktetového pravidla
- Výnimky z oktetového pravidla
- Oktetové pravidlo a Lewisova štruktúra
Vysvetľujeme, čo je oktetové pravidlo v chémii, kto bol jeho tvorcom, príklady a výnimky. Tiež Lewisova štruktúra.
Aké je oktetové pravidlo?
In chémia, je známy ako oktetové pravidlo alebo oktetová teória na vysvetlenie spôsobu, akým atómy chemické prvky kombinuje sa.
Túto teóriu vyslovil v roku 1917 americký chemický fyzik Gilbert N. Lewis (1875-1946) a vysvetľuje, že atómov z rôznych prvkov si zvyčajne vždy udržiavajú stabilnú elektronickú konfiguráciu umiestnením ôsmich elektróny vo vašich posledných energetických úrovniach.
Oktetové pravidlo uvádza, že ióny rôznych chemických prvkov nachádzajúcich sa v periodickej tabuľke zvyčajne dokončia svoje posledné energetické hladiny 8 elektrónmi. Kvôli tomu, molekuly môže získať stabilitu podobnú tej Vzácne plyny (nachádza sa úplne vpravo periodická tabuľka), ktorých elektronická štruktúra (s poslednou plnou energetickou úrovňou) ich robí veľmi stabilnými, teda málo reaktívnymi.
Prvky s vysokou elektronegativitou (ako sú halogény a amfogény, teda prvky zo skupiny 16 tabuľky) majú tendenciu „získať“ elektróny až do oktetu, zatiaľ čo prvky s nízkou elektronegativitou (ako alkalické alebo alkalické zeminy) majú tendenciu „stratiť“ elektróny, aby dosiahli oktet.
Toto pravidlo vysvetľuje jeden zo spôsobov, akým atómy vytvárajú svoje väzby, a správanie a chemické vlastnosti výsledných molekúl budú závisieť od ich povahy. Oktetové pravidlo je teda praktický princíp, ktorý slúži na predpovedanie správania mnohých látok, aj keď uvádza aj rôzne výnimky.
Príklady oktetového pravidla
Uvažujme o molekule CO2, ktorej atómy majú valencie zo 4 (uhlík) a 2 (kyslík), spojené pomocou chemické väzby dvojitý. (Je dôležité objasniť, že valencia sú elektróny, ktorých sa chemický prvok musí vzdať alebo akceptovať, aby dosiahol svoju poslednú energetickú hladinu, aby bol úplný. Chemická valencia by sa nemala zamieňať s valenčnými elektrónmi, pretože valenčné elektróny sú elektróny, ktoré sa nachádzajú v poslednej energetickej úrovni).
Táto molekula je stabilná, ak má každý atóm celkovo 8 elektrónov na svojej poslednej energetickej úrovni, pričom dosiahne stabilný oktet, ktorý je splnený s 2-elektrónovým oddelením medzi atómami uhlíka a kyslíka:
- Uhlík zdieľa dva elektróny s každým kyslíkom, čím sa zvyšuje počet elektrónov na poslednej energetickej úrovni každého kyslíka zo 6 na 8.
- Zároveň každý kyslík zdieľa dva elektróny s uhlíkom, čím sa počet elektrónov zvýši zo 4 na 8 v poslednej energetickej úrovni uhlíka.
Iný spôsob, ako sa na to pozrieť, je, že celkový počet prenesených a odobratých elektrónov musí byť vždy osem.
To je prípad iných stabilných molekúl, ako je chlorid sodný (NaCl).Sodík prispieva svojim jediným elektrónom (valencia 1) k chlóru (valencia 7) na dokončenie oktetu. Takže by sme mali Na1 + Cl1- (to znamená, že sodík sa vzdal elektrónu a získal kladný náboj a chlór prijal elektrón a s ním záporný náboj).
Výnimky z oktetového pravidla
Oktetové pravidlo má niekoľko výnimiek, to znamená zlúčeniny, ktoré dosahujú stabilitu bez toho, aby sa riadili elektrónovým oktetom. Atómy ako fosfor (P), síra (S), selén (Se), kremík (Si) alebo hélium (He) môžu pojať viac elektrónov, ako navrhuje Lewis (hypervalencia).
Naproti tomu vodík (H), ktorý má jeden elektrón v jedinom atómovom orbitále (oblasť priestoru, kde sa elektrón s najväčšou pravdepodobnosťou nachádza okolo atómového jadra), môže prijať až dva elektróny v chemickej väzbe. Ďalšími výnimkami sú berýlium (Be), ktoré získava stabilitu len so štyrmi elektrónmi, alebo bór (B), ktorý tak dosahuje so šiestimi.
Oktetové pravidlo a Lewisova štruktúra
Ďalším Lewisovým veľkým prínosom do chémie bol jeho slávny spôsob reprezentácie atómových väzieb, dnes známy ako „Lewisova štruktúra“ alebo „Lewisov vzorec“.
Pozostáva z umiestňovania bodiek alebo pomlčiek, ktoré predstavujú zdieľané elektróny v molekule a elektróny, ktoré sú na každom atóme voľné.
Tento typ dvojrozmerného grafického znázornenia umožňuje poznať valenciu atómu, ktorý interaguje s ostatnými v a zlúčenina a či tvorí jednoduché, dvojité alebo trojité väzby, to všetko ovplyvní molekulárnu geometriu.
Aby sme molekulu reprezentovali týmto spôsobom, musíme si vybrať centrálny atóm, ktorý bude obklopený ostatnými (nazývanými terminálmi) vytvárajúcimi väzby, kým nedosiahne valencie všetkých zúčastnených. Prvé sú zvyčajne najmenej elektronegatívne a druhé najviac elektronegatívne.
Napríklad zastúpenie Voda (H2O) zobrazuje voľné elektróny, ktoré má atóm kyslíka, okrem toho si môžete predstaviť jednoduché väzby medzi atómom kyslíka a atómami vodíka (elektróny, ktoré patria atómu kyslíka, sú znázornené červenou farbou a atómy vodíka čiernou farbou ). Zastúpená je aj molekula acetylénu (C2H2), kde si môžete predstaviť trojitú väzbu medzi dvoma atómami uhlíka a jednoduché väzby medzi každým atómom uhlíka a atómom vodíka (elektróny, ktoré patria k atómom uhlíka, sú znázornené červenou farbou a elektróny atómy vodíka v čiernej farbe).