オクテット規則の例外

オクテット規則は、共有結合した分子の分子構造を予測するために使用される結合理論です。この規則によれば、原子は外側の電子殻 (原子価電子殻) に 8 個の電子を持たせようとします。各原子は電子を共有、獲得、または失い、これらの外側の電子殻を正確に 8 個の電子で満たします。多くの元素について、このルールは機能し、分子の分子構造を予測するための迅速かつ簡単な方法です。

しかし、ことわざにあるように、ルールは破るために作られています。そして、オクテット規則にはより多くの要素があります ルールを破る それに従うより。

ルイス電子ドット構造はほとんどの化合物の結合を決定するのに役立ちますが、3 つの一般的な例外があります。原子が8個以上の電子を持つ分子 ( 六フッ化硫黄 および期間を超える要素 3);奇数個の電子を持つ分子 (NO.)

電子が少なすぎる：電子不足の分子

トッド・ヘルメンスタイン

水素 、ベリリウム、および ボロン オクテットを形成するには電子が少なすぎます。水素には、価電子が 1 つしかなく、別の原子と結合する場所が 1 つしかありません。ベリリウムは 2つの原子価 、およびのみを形成できます 2箇所の電子対結合 .ホウ素には 3 つの価電子があります。 二つの分子 この写真に描かれているのは、 中央ベリリウム 価電子が8個未満のホウ素原子。

一部の原子の電子数が 8 未満である分子は、電子不足と呼ばれます。

電子が多すぎる: 拡張されたオクテット

トッド・ヘルメンスタイン

周期表の周期 3 よりも長い周期の要素には、 d 同じエネルギーで利用可能な軌道 量子数 .これらの期間の原子が続く場合があります オクテット規則 、しかし、原子価殻を拡張して8つ以上の電子を収容できる条件があります。

硫黄 と リン は、この動作の一般的な例です。硫黄は、分子SFのようにオクテット規則に従うことができます₂.各原子は 8 個の電子に囲まれています。硫黄原子を十分に励起して原子価原子を d SFなどの分子を可能にする軌道₄とSF₆. SF中の硫黄原子₄SFには10個の価電子と12個の価電子があります₆.

孤独な電子: フリーラジカル

トッド・ヘルメンスタイン

最も安定な分子と 錯イオン 電子対を含んでいます。価電子が奇数個の電子を含む化合物のクラスがあります。 原子価殻 .これらの分子はフリーラジカルとして知られています。 フリーラジカル 価電子殻に少なくとも 1 つの不対電子が含まれています。一般に、 分子 電子の数が奇数の場合、フリーラジカルになる傾向があります。

窒素(IV)酸化物 (NO₂）が有名な例です。ルイス構造の窒素原子上の孤立電子に注意してください。酸素も興味深い例です。分子酸素分子は、2 つの単一の不対電子を持つことができます。このような化合物はビラジカルとして知られています。