הגדרה של כלל האוקטט

קנדלה רוסיו ברביסאן | נובמבר 2021
מהנדס כימי

אם נסתכל על הקבוצה האחרונה של טבלה מחזורית, אשר מקבץ את גזים אצילי, אנו רואים שיש להם את הרמה השלמה האחרונה עם שמונה אלקטרונים ערכיים, מה שנותן להם יציבות מסוימת יְכוֹלֶת להתנהג כגזים אינרטיים, מכיוון שהם אינם מגיבים כימית עם מינים כימיים אחרים... מדוע? מכיוון שהם אינם נוטים לצבור או לאבד אלקטרונים ערכיים. זה אפשר להסביר את ההתנהגות של שאר האלמנטים של הטבלה המחזורית, אשר צוברים, מאבדים או חולקים אלקטרונים ב לאחר התייצבות כימית, השגת תצורת אלקטרונים הגז האציל הקרובה ביותר, השלמת שמונה אלקטרונים ערכיים.

כמו כל דבר בטבע, יש חריגים לכלל. ישנם אלמנטים המשיגים יציבות מסוימת ומצב נמוך יותר של אֵנֶרְגִיָה עם יותר או פחות משמונה אלקטרונים ברמה האחרונה שלו. החל מהיסוד הראשון בטבלה המחזורית, מימן (H), אשר מיוצב עם שני אלקטרונים מכיוון שיש לו מסלול אטומי יחיד. מקרים נוספים הם: בריליום (Be), בורון (Bo) שמתייצב עם ארבעה ושישה אלקטרונים, בהתאמה, או גופרית (S) שהיא יכול להתייצב עם שמונה, עשרה או שנים עשר אלקטרוני ערכיות עקב האפשרות להוסיף אורביטל "d" בתצורתו מכשירי חשמל. אנו יכולים להזכיר גם הליום (He), זרחן (P), סלניום (Se) וסיליקון (Si). שימו לב שהליום (He) הוא הגז האציל היחיד עם שני אלקטרונים ערכיים בלבד.

דוגמאות לכלל האוקטט בקשרים יוניים, קוולנטיים ומתכתיים

כאשר אטום מאבד, מרוויח או חולק אלקטרונים, נוצרים קשרים שונים שמובילים לתרכובות חדשות. באופן כללי, אנו יכולים לקבץ את הקשרים הללו לשלוש גרסאות עיקריות: קשר יוני, קשר קוולנטי או מתכתי.

כאשר יסוד מאבד או צובר אלקטרונים כדי לייצב את עצמו, מעביר לחלוטין את אלקטרוני הערכיות שלו נקרא קשר יוני, בעוד שאם אלקטרונים משותפים למין המשחק זה נקרא קשר קוולנטי. לבסוף, אם היסודות שמשחקים הם מתכות שהקטיונים שלהן מאוחדים טבולים בים של אלקטרונים, הקשר יהיה מתכתי. לכל אחד מסוגי האיגודים הללו יש מאפיינים מסוימים, עם זאת, הם חולקים מאפיין במשותף, האינטראקציה של אלקטרונים מתרחשת בחיפוש אחר יציבות והאנרגיה הנמוכה ביותר למילוי הכלל של שְׁמִינִיָה.

בואו נסתכל על כל אחד מהמפרקים בפירוט רב יותר. במקרה של הקשר הקוולנטי, זה ניתן על ידי האפשרות של שיתוף אלקטרונים, זה קורה בדרך כלל בין יסודות לא מתכתיים כגון: Cl2 (כלור מולקולרי) או CO2 (פחמן דו חמצני) ואפילו H2O (מים). הכוחות הבין-מולקולריים השולטים בצמתים אלו יהיו סיבה מקטע אחר.

במקרה של איגודים מתכתיים, אנו מזכירים שזה מתרחש בין מתכות כמו למשל נחושת (Cu), אלומיניום (Al) או טין (Sn). כאשר מתכות נוטות לתרום את האלקטרונים שלהן כדי לייצב את עצמן, הן יוצרות מינים טעונים הנקראים קטיונים (עם מטענים חיוביים), יונים אלו שקועים בענן אלקטרונים גדול יוצרים תרכובות מַתַכתִי. ניתן לפזר אלקטרונים בחופשיות בתוך המבנה הזה. הכוחות שמחזקים אותם הם כוחות מתכתיים המקנים לו מאפיינים מסוימים כמו מוליכות גבוהה.

הקשר היוני מאופיין בכך שיש לו כוחות של מְשִׁיכָה בין היסודות האינטנסיביים שיוצרים אותו, הנקראים כוחות אלקטרוסטטיים וזה כך מכיוון שכפי שראינו, יש לְהַשִׂיג והעברה נטו של אלקטרונים בין היסודות היוצרים מינים טעונים, יונים. באופן כללי, הם איגודים שנוצרים על ידי יסוד מתכתי ואלמנט לא מתכתי, שההבדל האלקטרושליליות שלהם כה גדול עד שהוא מאפשר תרומת אלקטרונים ערכיים. בדרך כלל ה אתה יוצא הם תרכובות יוניות כגון: NaCl (נתרן כלוריד, מלח שולחן) ו-LiBr (ליתיום ברומיד).

קיומם של שלושת הקשרים הללו מוסבר כמעבר במונחים של האלקטרושליליות של התרכובות היוצרות אותו. כאשר הפרש האלקטרושליליות גדול מאוד, היסודות נוטים ליצור קשרים יוניים בעוד, אם ה אלמנטים בעלי אלקטרושליליות דומות נוטים לחלוק אלקטרונים מקשרים ויהיו קשרים מהסוג קוולנטי. כאשר אין הבדל אלקטרושליליות בין היסודות (לדוגמה, Br2) הקשר יהיה קוולנטי לא קוטבי בעוד שככל שההפרש האלקטרוניטיביות גדל, הקשר הקוולנטי הופך מקוטב יותר, עובר מחלש ל חָזָק.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

• הערות מהקתדרה, כימיה כללית I, UNMdP, הפקולטה ל הַנדָסָה, 2019.