- Što je oktetno pravilo?
- Primjeri pravila okteta
- Iznimke od pravila okteta
- Oktetno pravilo i Lewisova struktura
Objašnjavamo što je oktetno pravilo u kemiji, tko je bio njegov tvorac, primjeri i iznimke. Također, Lewisova struktura.
Što je oktetno pravilo?
U kemija, poznato je kao oktetno pravilo ili oktetna teorija za objašnjenje načina na koji atomi kemijski elementi kombinira se.
Ovu teoriju iznio je 1917. američki kemijski fizičar Gilbert N. Lewis (1875.-1946.) i objašnjava da atoma različitih elemenata obično uvijek održavaju stabilnu elektroničku konfiguraciju locirajući osam elektrona u vašim posljednjim energetskim razinama.
Pravilo okteta kaže da ioni različitih kemijskih elemenata koji se nalaze u periodnom sustavu obično dovršavaju svoje posljednje energetske razine s 8 elektrona. Zbog ovoga, molekule može steći stabilnost sličnu onoj kod Plemeniti plinovi (nalazi se krajnje desno od periodni sustav elemenata), čija elektronska struktura (s posljednjom punom razinom energije) ih čini vrlo stabilnima, odnosno ne baš reaktivnima.
Dakle, elementi s visokom elektronegativnošću (kao što su halogeni i amfogeni, odnosno elementi iz skupine 16 iz Tablice) imaju tendenciju da "dobiju" elektrone do okteta, dok oni s niskom elektronegativnošću (kao što su alkalna ili zemnoalkalna) imaju tendenciju "izgubiti" elektrone kako bi došli do okteta.
Ovo pravilo objašnjava jedan od načina na koji atomi stvaraju svoje veze, a ponašanje i kemijska svojstva rezultirajućih molekula ovisit će o njihovoj prirodi. Dakle, oktetno pravilo je praktično načelo koje služi za predviđanje ponašanja mnogih tvari, iako također predstavlja različite iznimke.
Primjeri pravila okteta
Razmotrimo molekulu CO2 čiji atomi imaju valencije od 4 (ugljik) i 2 (kisik), spojeni sa kemijske veze dvostruko. (Važno je pojasniti da su valentnost elektroni kojih se kemijski element mora odreći ili prihvatiti da bi postigao svoju posljednju energetsku razinu kako bi bila potpuna. Kemijsku valenciju ne treba brkati s valentnim elektronima, budući da su potonji elektroni koji se nalaze u posljednjoj energetskoj razini).
Ova molekula je stabilna ako svaki atom ima ukupno 8 elektrona na svojoj posljednjoj energetskoj razini, dostižući stabilni oktet, koji je ispunjen odjeljkom s 2 elektrona između atoma ugljika i kisika:
- Ugljik dijeli dva elektrona sa svakim kisikom, povećavajući elektrone na posljednjoj energetskoj razini svakog kisika sa 6 na 8.
- U isto vrijeme, svaki kisik dijeli dva elektrona s ugljikom, povećavajući broj elektrona s 4 na 8 u posljednjoj energetskoj razini ugljika.
Drugi način gledanja na to bio bi da ukupan broj prenesenih i uzetih elektrona uvijek mora biti osam.
To je slučaj s drugim stabilnim molekulama, kao što je natrijev klorid (NaCl).Natrij pridonosi svoj pojedinačni elektron (valencija 1) kloru (valencija 7) kako bi dovršio oktet. Dakle, imali bismo Na1 + Cl1- (to jest, natrij je dao elektron i dobio pozitivan naboj, a klor je prihvatio elektron i s njim negativan naboj).
Iznimke od pravila okteta
Pravilo okteta ima nekoliko iznimaka, to jest, spojevi koji postižu stabilnost bez da ih upravlja oktet elektrona. Atomi kao što su fosfor (P), sumpor (S), selen (Se), silicij (Si) ili helij (He) mogu prihvatiti više elektrona nego što je to sugerirao Lewis (hipervalencija).
Nasuprot tome, vodik (H), koji ima jedan elektron u jednoj atomskoj orbitali (područje prostora u kojem se najvjerojatnije nalazi elektron oko atomske jezgre), može prihvatiti do dva elektrona u kemijskoj vezi. Ostale iznimke su berilij (Be), koji stječe stabilnost sa samo četiri elektrona, ili bor (B), koji to čini sa šest.
Oktetno pravilo i Lewisova struktura
Još jedan od Lewisovih velikih doprinosa kemiji bio je njegov poznati način predstavljanja atomskih veza, danas poznat kao “Lewisova struktura” ili “Lewisova formula”.
Sastoji se od postavljanja točaka ili crtica koje predstavljaju zajedničke elektrone u molekuli i elektrone koji su slobodni na svakom atomu.
Ova vrsta dvodimenzionalnog grafičkog prikaza omogućuje upoznavanje valencije atoma koji je u interakciji s drugima u spoj i da li tvori jednostruke, dvostruke ili trostruke veze, što će sve utjecati na molekularnu geometriju.
Da bismo predstavili molekulu na ovaj način, moramo odabrati središnji atom, koji će biti okružen ostalima (zvanim terminali) koji uspostavljaju veze dok ne dosegnu valencije svih uključenih. Prvi su obično najmanje elektronegativni, a drugi najelektronegativni.
Na primjer, reprezentacija Voda (H2O) pokazuje slobodne elektrone koje ima atom kisika, osim toga možete vizualizirati jednostavne veze između atoma kisika i atoma vodika (elektroni koji pripadaju atomu kisika prikazani su crvenom bojom, a oni atoma vodika crnom bojom ). Također je predstavljena molekula acetilena (C2H2), gdje možete vizualizirati trostruku vezu između dva atoma ugljika i jednostruke veze između svakog atoma ugljika i atoma vodika (elektroni koji pripadaju atomima ugljika predstavljeni su crvenom bojom, a oni od atomi vodika u crnom).