- Quy tắc octet là gì?
- Ví dụ về quy tắc bát phân
- Các ngoại lệ đối với quy tắc bát phân
- Quy tắc Octet và cấu trúc Lewis
Chúng tôi giải thích quy tắc bát phân là gì trong hóa học, ai là người tạo ra nó, các ví dụ và ngoại lệ. Ngoài ra, cấu trúc Lewis.
Quy tắc octet là gì?
Trong hóa học, được gọi là quy tắc octet hoặc lý thuyết octet để giải thích cách thức mà các nguyên tử của nguyên tố hóa học nó kết hợp.
Lý thuyết này được đưa ra vào năm 1917 bởi nhà vật lý hóa học người Mỹ Gilbert N. Lewis (1875-1946) và giải thích rằng nguyên tử của các phần tử khác nhau thường luôn duy trì cấu hình điện tử ổn định bằng cách định vị tám điện tử ở mức năng lượng cuối cùng của bạn.
Quy tắc octet nói rằng các ion của các nguyên tố hóa học khác nhau được tìm thấy trong Bảng tuần hoàn thường hoàn thành mức năng lượng cuối cùng của chúng với 8 điện tử. Bởi vì điều này, phân tử có thể có được một sự ổn định tương tự như khí trơ (nằm ở cực bên phải của bảng tuần hoàn), có cấu trúc điện tử (với mức năng lượng đầy đủ cuối cùng) làm cho chúng rất ổn định, tức là không phản ứng mạnh.
Do đó, các nguyên tố có độ âm điện lớn (chẳng hạn như halogen và amphogens, tức là các nguyên tố từ nhóm 16 của Bảng) có xu hướng "thu được" electron lên đến octet, trong khi những nguyên tố có độ âm điện thấp (chẳng hạn như kiềm hoặc kiềm thổ) có xu hướng "mất" các điện tử để đạt tới octet.
Quy tắc này giải thích một trong những cách mà các nguyên tử hình thành liên kết của chúng, và hành vi cũng như tính chất hóa học của các phân tử tạo thành sẽ phụ thuộc vào bản chất của chúng. Do đó, quy tắc bát phân là một nguyên tắc thực tế dùng để dự đoán hành vi của nhiều vật liệu xây dựng, mặc dù nó cũng đưa ra các ngoại lệ khác nhau.
Ví dụ về quy tắc bát phân
Xét một phân tử CO2 mà các nguyên tử của nó có đường diềm của 4 (cacbon) và 2 (oxy), tham gia bởi liên kết hóa học gấp đôi. (Điều quan trọng là phải làm rõ rằng hóa trị là các electron mà một nguyên tố hóa học phải từ bỏ hoặc chấp nhận để đạt được mức năng lượng cuối cùng của nó là hoàn thành. Không nên nhầm lẫn hóa trị với các electron hóa trị, vì nguyên tố sau là các electron được định vị ở mức năng lượng cuối cùng).
Phân tử này ổn định nếu mỗi nguyên tử có tổng số 8 điện tử ở mức năng lượng cuối cùng của nó, đạt tới octet ổn định, tương ứng với ngăn 2 điện tử giữa nguyên tử cacbon và ôxy:
- Carbon chia sẻ hai điện tử với mỗi ôxy, làm tăng các điện tử ở mức năng lượng cuối cùng của mỗi ôxy từ 6 lên 8.
- Đồng thời, mỗi ôxy chia sẻ hai điện tử với cacbon, tăng số điện tử từ 4 lên 8 trong mức năng lượng cuối cùng của cacbon.
Một cách khác để xem xét nó sẽ là tổng số electron được chuyển và nhận phải luôn là tám.
Đó là trường hợp của các phân tử ổn định khác, chẳng hạn như natri clorua (NaCl).Natri đóng góp electron độc thân của nó (hóa trị 1) với clo (hóa trị 7) để hoàn thành octet. Do đó, chúng ta sẽ có Na1 + Cl1- (nghĩa là, natri từ bỏ một điện tử, và nhận được điện tích dương, và clo nhận một điện tử và với nó là điện tích âm).
Các ngoại lệ đối với quy tắc bát phân
Quy tắc octet có một số ngoại lệ, đó là các hợp chất đạt được sự ổn định mà không bị chi phối bởi octet electron. Các nguyên tử như phốt pho (P), lưu huỳnh (S), selen (Se), silic (Si) hoặc heli (He) có thể chứa nhiều điện tử hơn so với đề xuất của Lewis (siêu hóa trị).
Ngược lại, hydro (H), có một điện tử độc thân trong một quỹ đạo đơn nguyên tử (vùng không gian nơi có nhiều điện tử nhất được tìm thấy xung quanh hạt nhân nguyên tử), có thể nhận tối đa hai điện tử trong một liên kết hóa học. Các ngoại lệ khác là berili (Be), có được sự ổn định chỉ với bốn điện tử, hoặc bo (B), làm như vậy với sáu.
Quy tắc Octet và cấu trúc Lewis
Một trong những đóng góp to lớn khác của Lewis cho hóa học là cách nổi tiếng của ông để biểu diễn các liên kết nguyên tử, ngày nay được gọi là “cấu trúc Lewis” hoặc “công thức Lewis”.
Nó bao gồm việc đặt các dấu chấm hoặc dấu gạch ngang để biểu thị các điện tử dùng chung trong phân tử và các điện tử tự do trên mỗi nguyên tử.
Loại biểu diễn đồ họa hai chiều này cho phép biết hóa trị của một nguyên tử tương tác với những nguyên tử khác trong một hợp chất và cho dù nó tạo thành liên kết đơn, đôi hay ba, tất cả đều sẽ ảnh hưởng đến hình học phân tử.
Để biểu diễn một phân tử theo cách này, chúng ta cần chọn một nguyên tử trung tâm, nguyên tử này sẽ được bao quanh bởi những nguyên tử khác (được gọi là đầu cuối) thiết lập liên kết cho đến khi đạt đến hóa trị của tất cả những nguyên tử có liên quan. Cái trước thường ít âm điện nhất và cái sau là âm điện nhiều nhất.
Ví dụ, đại diện của Nước uống (H2O) cho biết các điện tử tự do mà nguyên tử oxy có, ngoài ra bạn có thể hình dung các liên kết đơn giản giữa nguyên tử oxy và nguyên tử hydro (các điện tử của nguyên tử oxy được biểu thị bằng màu đỏ và các điện tử của nguyên tử hydro có màu đen ). Phân tử axetylen (C2H2) cũng được biểu diễn, nơi bạn có thể hình dung liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon và các liên kết đơn giữa mỗi nguyên tử cacbon và nguyên tử hydro (các điện tử thuộc nguyên tử cacbon được biểu thị bằng màu đỏ và các điện tử của nguyên tử hiđro màu đen).