Атомы и молекулы могут показаться слишком маленькими для изучения и понимания. Однако, несмотря на их крошечный размер, научные исследования многое показали об их поведении, в том числе о том, как атомы объединяются в молекулы. Со временем эти исследования привели к правилу октетов.

Определение правила октета

Правило октета гласит, что многие элементы имеют октет (8) электронов в их валентной (самой внешней) электронной оболочке, когда они образуют соединения. Формальное определение правила октетов от Северо-Западного университета гласит: «Атомы будут терять, приобретать или делить электроны, чтобы достичь электронной конфигурации ближайшего благородного газа (8 валентных электронов, за исключением He с 2)». Помните, что «Он» представляет гелий.

Гелий устойчив с двумя электронами, поэтому, как и другие благородные газы, гелий обычно не соединяется с другими элементами. Элементы, наиболее близкие к гелию (водород, литий и бериллий), приобретают или теряют электроны, так что во внешней электронной оболочке остаются только два электрона. Это предостережение иногда указывается как исключение из правила октетов, иногда считается частью правила октетов, а иногда называется правилом дуэтов.

Диаграммы Льюиса Дота

Точечные диаграммы Льюиса представляют число и относительные положения валентных электронов. Например, гелиевая точечная структура Льюиса показывает два валентных электрона и записывается как: He. Точечная диаграмма Льюиса для кислорода, которая имеет шесть валентных электронов, может быть записана в виде: Ö: точечная диаграмма Льюиса для бериллия может быть записана как: Be: потому что в бериллии четыре валентных электрона.

Точечные диаграммы Льюиса помогают визуализировать, как атомы делят электроны в соединениях. Например, атомы водорода (H) имеют только один электрон. Точечная диаграмма Льюиса .H показывает одну точку перед символом H. Однако газообразный водород имеет тенденцию перемещаться парами, поэтому точечная диаграмма Льюиса молекулы водорода (H: H) показывает два атома, разделяющих электроны. Связь между двумя атомами может быть показана тире вместо точек. Химическая стенография, представляющая эту связь атомов, выглядит следующим образом: H. +. H = H: H или H-H.

Как использовать правило октета

Правило октета гласит, что атомы будут делиться или занимать электроны, чтобы достичь числа валентных электронов ближайшего благородного газа.
Определить катион

Катион - это элемент, который стремится потерять электроны. Эти элементы находятся в группах I-IV периодической таблицы. Группа I может потерять или поделиться одним электроном, Группа II потеряет или разделить два электрона и так далее.

Определить анион

Анион - это атом, который стремится получить электроны. Эти элементы находятся в группах IV-VII периодической таблицы. Группа IV получит или разделит четыре электрона, Группа V получит или разделит три электрона, Группа VI может получить или разделить два электрона, а Группа VII может получить или поделиться одним электроном.

Создайте точечные диаграммы Льюиса

Водород (группа I) имеет один электрон, поэтому точечная диаграмма Льюиса показывает .H с одной точкой перед символом водорода H. Кислород (группа VI) имеет шесть электронов, поэтому точечная диаграмма Льюиса показывает: Ö: с шестью точками, расположенными вокруг символа кислорода О.

Объединить, чтобы следовать правилу октета

Рассмотрим водород (группа I) и кислород (группа VI). Молекула кислорода с шестью электронами хочет еще два электрона. Водород имеет один валентный электрон и хочет два валентных электрона. Когда водород и кислород объединяются в воду, кислород заимствует электроны у двух атомов водорода. В формате точек Льюиса молекула воды выглядит как H: O: H с дополнительными парами точек выше и ниже символа кислорода (O), чтобы показать в общей сложности восемь электронов, окружающих O, и пару электронов для каждого водорода (H) атом. И кислород, и водород теперь имеют полные внешние валентные оболочки.

Визуализация с помощью правила октетов

Правило октетов помогает визуализировать, как атомы и молекулы объединяются, глядя на то, как они делят электроны. Например, диоксид углерода образует стабильную молекулу, деля электроны между одним атомом углерода (группа IV) и двумя атомами кислорода (группа VI). Атомы углерода и кислорода объединяются, разделяя пару электронов. Точечная диаграмма Льюиса показывает общую пару электронов в виде двойных точек между атомами, записанную как: Ö :: C :: Ö: (или: Ö = C = Ö :). Изучение точечной диаграммы Льюиса показывает, что каждый символ элемента имеет восемь валентных электронов, октет, вокруг каждого атома.

Исключения из правила октета

Помимо дуэтовой версии правила октетов, иногда встречаются два других исключения из правила октетов. Одно исключение происходит, когда элементы в рядах 3 и выше превышают восемь валентных электронов правила октета. Другое исключение происходит с элементами группы III.

Элементы III группы имеют три валентных электрона. Точечная структура бора Льюиса показывает валентные электроны бора, образующие треугольник. потому что отрицательно заряженные электроны отталкиваются или отталкиваются друг от друга. Для химического соединения бора с водородом октету требуется пять атомов водорода. Эта молекула, однако, невозможна из-за количества и расстояния между отрицательными зарядами электронов. Высокореактивная молекула образуется, когда бор (и другие элементы группы III) делят электроны только с тремя атомами водорода, образуя соединение BH3, которое имеет только шесть валентных электронов.