Правило октета является теорией связывания, используемой для предсказания молекулярной структуры ковалентно связанных молекул. Согласно правилу, атомы стремятся иметь восемь электронов в своих внешних или валентных электронных оболочках. Каждый атом будет делиться, получать или терять электроны, чтобы заполнить эти внешние электронные оболочки ровно восемью электронами. Для многих элементов это правило работает и является быстрым и простым способом предсказать молекулярную структуру молекулы.
В то время как структуры электронных точек Льюиса помогают определить связь в большинстве соединений, существует три основных исключения: молекулы, в которых атомы имеют менее восьми электронов (хлорид бора и более легкий s- и p-блок элементы); молекулы, в которых атомы имеют более восьми электронов (гексафторид серы и элементы после периода 3); и молекулы с нечетным числом электронов (NO.)
водород, бериллий и бор слишком мало электронов, чтобы сформировать октет. Водород имеет только один валентный электрон и только одно место для образования связи с другим атомом. Бериллий имеет только
два валентных атомаи может сформировать только связь электронных пар в двух местах. Бор имеет три валентных электрона. Две молекулы изображенный на этой картине показывают центральный бериллий и атомы бора с числом валентных электронов менее восьми.Молекулы, где некоторые атомы имеют менее восьми электронов, называются электронодефицитными.
Элементы в периодах, превышающих период 3 в периодической таблице, имеют d орбиталь доступна с той же энергией квантовое число. Атомы в эти периоды могут следовать правило октетов, но существуют условия, когда они могут расширить свои валентные оболочки, чтобы вместить более восьми электронов.
сера а также фосфор распространены примеры такого поведения. Сера может следовать правилу октета, как в молекуле SF2. Каждый атом окружен восемью электронами. Можно возбуждать атом серы в достаточной степени, чтобы вытолкнуть валентные атомы в d орбитальный, чтобы позволить такие молекулы, как SF4 и SF6. Атом серы в SF4 имеет 10 валентных электронов и 12 валентных электронов в SF6.
Наиболее стабильные молекулы и сложные ионы содержат пары электронов. Существует класс соединений, в которых валентные электроны содержат нечетное число электронов в валентной оболочки. Эти молекулы известны как свободные радикалы. Свободные радикалы содержат по крайней мере один неспаренный электрон в своей валентной оболочке. В основном, молекулы с нечетным числом электронов имеют тенденцию быть свободными радикалами.
Азот (IV) оксид (NO2) это известный пример. Обратите внимание на одинокий электрон на атоме азота в структуре Льюиса. Кислород является еще одним интересным примером. Молекулярные молекулы кислорода могут иметь два отдельных неспаренных электрона. Подобные соединения известны как бирадикалы.