コア コンセプト:
このチュートリアルでは、オクテット ルールとは何か、ルールの例外を学び、例と問題を確認します。
オクテット ルールとは?
オクテット ルールは、原子価殻で 8 個の電子に囲まれたときに原子が最も安定するというものです。 8 個の電子を持たない原子は、他の原子と結合して 8 個の電子を持ちます。 8 個の電子を持つ構成は、「希ガス構成」とも呼ばれます。
希ガスは、8 つの価電子を持つ唯一の原子であるため、他の原子や分子と反応したり結合したりしない傾向があります。この反応の欠如は、それらがすでに電子の完全なオクテットで最も安定した状態にあるためです.したがって、完全なオクテットを持つ他の原子が「希ガス構成」と呼ばれる理由.
満たされた原子価オクテットは、s 軌道と p 軌道が満たされていることを意味します。したがって、電子配置は s で終わります p 完全なオクテットを持つすべてのアトム。
オクテット ルールの達成
オクテット規則は、イオン結合または共有結合のいずれかを介して取得できます。共有結合では、原子は電子を共有します。イオン結合では、原子は互いに電子を移動します。
一般に、金属は電子を失い、8 個の電子の原子価殻を実現します。非金属は、8 個の電子を得るために電子を獲得する傾向があります。
特定の原子は、オクテット規則を満たすために特定の数の結合を持つ傾向があります。たとえば、炭素にはほとんど常に 4 つの結合があります。窒素にはほとんどの場合、3 つの結合と孤立電子対があります。酸素には通常、2 つの結合があります。フッ素は通常1つ持っています。傾向に気づくはずです。周期表の行を移動すると、共有結合している元素 (非金属) の結合数が減少する傾向があります。
結合数が減少するこの傾向は、上記の行より下の行にも当てはまります。周期表の下に行くほど、オクテット規則の例外が多くなります。
オクテット ルールの例外
- 遷移金属は通常、オクテット規則に従いません。代わりに、d ブロック電子により、原子価殻により多くの電子を持つことができます。
- ヘリウムと水素は両方ともオクテット規則には従いませんが、代わりに原子価殻に 2 つの電子を持って安定しています。これは、p 軌道がなく、 だけが必要なためです。 軌道が満たされた。
- リチウムは多くの場合、電子を 1 つ失い、ヘリウムと同じ構成 (2 つの電子) になります。
- オクテット規則に従わない化合物もあります。たとえば、SF6 と XeF2 は、ラボで一般的に作られる 2 つのガスです。原子が周期表の下にあるほど、原子価殻に 8 個の電子がなくても安定している可能性が高くなります。
問題例
アトムがオクテット規則に従っているかどうかを判断するために電子をカウントする方法を説明するいくつかの問題の例を次に示します。分子はルイス ドット構造を使用して描画されます。
N2 – 窒素
窒素原子間には 3 つの共有結合があり、各窒素には孤立電子対があります。したがって、各窒素原子に関連付けられている電子の総数は 8 であり、両方の原子が規則に従います。
CH4 – メタン
メタン (CH4 ) 2 つの異なるアトムが表示されます。 4 つの共有結合を持つ炭素から始めます。各共有結合には 2 つの電子が関連付けられているため、炭素はオクテット規則に従います。
CH4 の水素 すべてに 1 つの共有結合が関連付けられているため、合計で 2 つの電子が与えられます。ただし、水素は規則の例外であり、2 つの電子で安定していることを忘れないでください!
問題例
問題: オクテット規則について知っていることを使用して、HCN の構造を描画します
解決策: 炭素と窒素は両方ともオクテット規則に従い、水素は 2 つの電子を持ちます。扱う電子は全部で 10 個あります。開始するのに適した場所は、窒素に炭素への 3 つの結合を与えることです。次に、炭素にはもう 1 つの結合が必要であり、これは水素が必要とする 1 つの結合に適合します。構造が解決しました!
問題: オクテット規則について知っていることを使用して、CH2 の構造を描画します O
解決策: まず、炭素には結合が 4 つ、酸素には結合が 2 つ、水素には結合が 1 つあるという情報に基づいた予測を行います。すべての価電子を数えると、12 個の電子が使用されます。ほとんどの場合、炭素は最も多くの結合を必要とするため、中心原子になります。そこから、二重結合で酸素に接続できます。 Oxygen は、オクテット規則を満たすために 2 つの孤立電子対を必要とします。炭素には、各水素に 1 つずつ、さらに 2 つの結合が必要です。構造内のすべての電子を数えると、12 個の電子があり、すべての原子がオクテット規則を満たしていることがわかります (水素の例外を除く)。
