Co to jest reguła oktetów?
Reguła oktetów jest podstawową regułą chemiczną, która umożliwia łatwe zapamiętywanie niektórych właściwości atomowych. Zgodnie z tą przydatną praktyczną zasadą wiele, jeśli nie większość, atomów będzie próbowało zgubić lub zyskać elektrony, aby mieć w sumie osiem w zewnętrznej powłoce. Naukowcy odkryli, że atom jest najbardziej stabilny z ośmioma elektronami w warstwie zewnętrznej, a atomy wydają się próbować zbliżyć się do tej równowagi.
Popularność reguły oktetów przypisuje się na ogół Gilbertowi Lewisowi, urodzonemu w Massachusetts naukowcowi i profesorowi z początku XX wieku. Nauczając na Uniwersytecie Harvarda w 1902 roku, Lewis wykorzystał własne badania oraz badania współczesnego niemieckiego chemika Richarda Albegga, aby stworzyć model reguły oktetów. Pomysł ten istniał już od jakiegoś czasu, chociaż Lewis jako pierwszy przedstawił tę koncepcję, teorii, że atomy mają koncentryczną strukturę sześcienną, która ma osiem rogów, tworząc w ten sposób zapotrzebowanie na osiem elektronów. Pojęcie reguły oktetów spopularyzował inny chemik pracujący nad tym samym pomysłem, amerykański naukowiec Irving Langmuir.
Stabilność i reaktywność atomu jest zwykle związana z konfiguracją jego elektronów. Gazy szlachetne, takie jak neon, argon, krypton i ksenon, mają zwykle osiem elektronów na zewnętrznej warstwie energii. Hel jest głównym wyjątkiem od reguły oktetów, ponieważ ma tylko dwa elektrony. Gdy atom ma osiem elektronów, jest ogólnie uważany za stabilny i zwykle nie reaguje z innymi pierwiastkami. Atomy o mniej niż ośmiu elektronach są często znacznie bardziej reaktywne i łączą się lub tworzą wiązania z innymi atomami, aby spróbować osiągnąć poziom oktetów.
Chemicy i zdezorientowani uczniowie szybko zwracają uwagę, że reguły oktetów nie należy w ogóle uważać za regułę, ponieważ istnieje wiele wyjątków od zachowania. Nie jest to zaskakujące; ponieważ elementy są tak bardzo zmienne w zachowaniu w innych przypadkach, byłoby niezwykle niezwykłe, aby wszyscy przyjęli tę interesującą zasadę. Na przykład wodór ma tylko jeden elektron, co uniemożliwia mu dostateczną przestrzeń dla siedmiu innych elektronów, aby mogły zaczepić się na innych atomach. Beryl i bor mają odpowiednio tylko dwa i trzy elektrony i podobnie nigdy nie osiągną pełnego oktetu.
Niektóre atomy, takie jak siarka, mogą faktycznie mieć więcej niż osiem elektronów na zewnętrznej warstwie. Siarka ma sześć elektronów, ale zwykle tylko dwa są dostępne do wiązania. Czasami zachodzi proces pochłaniania energii, powodujący wzbudzenie wszystkich sześciu elektronów i udostępnienie ich do wiązania, co daje w sumie 12 elektronów na zewnętrznej warstwie.