- Qual è la regola dell'ottetto?
- Esempi della regola dell'ottetto
- Eccezioni alla regola dell'ottetto
- Regola dell'ottetto e struttura di Lewis
Spieghiamo qual è la regola dell'ottetto in chimica, chi è stato il suo creatore, esempi ed eccezioni. Inoltre, la struttura di Lewis.
Qual è la regola dell'ottetto?
In chimica, è nota come regola dell'ottetto o teoria dell'ottetto per la spiegazione del modo in cui gli atomi del elementi chimici si combina.
Questa teoria fu enunciata nel 1917 dal fisico chimico americano Gilbert N. Lewis (1875-1946) e spiega che il atomi dei diversi elementi di solito mantengono sempre una configurazione elettronica stabile individuando otto elettroni nei tuoi ultimi livelli di energia.
La regola dell'ottetto afferma che gli ioni dei vari elementi chimici presenti nella tavola periodica di solito completano i loro ultimi livelli energetici con 8 elettroni. A causa di ciò, molecole può acquisire una stabilità simile a quella di gas nobili (situato all'estrema destra del tavola periodica), la cui struttura elettronica (con il suo ultimo livello di piena energia) li rende molto stabili, cioè poco reattivi.
Pertanto, gli elementi ad alta elettronegatività (come gli alogeni e gli anfogeni, cioè gli elementi del gruppo 16 della Tabella) tendono a “guadagnare” elettroni fino all'ottetto, mentre quelli a bassa elettronegatività (come gli alcalini o alcalino-terrosi) tendono a "perde" elettroni per raggiungere l'ottetto.
Questa regola spiega uno dei modi in cui gli atomi formano i loro legami e il comportamento e le proprietà chimiche delle molecole risultanti dipenderanno dalla loro natura. Quindi, la regola dell'ottetto è un principio pratico che serve a prevedere il comportamento di molti sostanze, sebbene presenti anche diverse eccezioni.
Esempi della regola dell'ottetto
Consideriamo una molecola di CO2 i cui atomi hanno valenze di 4 (carbonio) e 2 (ossigeno), uniti da legami chimici Doppio. (È importante chiarire che la valenza sono gli elettroni che un elemento chimico deve cedere o accettare per raggiungere il suo ultimo livello energetico per essere completo. La valenza chimica non deve essere confusa con gli elettroni di valenza, poiché questi ultimi sono gli elettroni che si trovano nell'ultimo livello energetico).
Questa molecola è stabile se ogni atomo ha 8 elettroni in totale al suo ultimo livello di energia, raggiungendo l'ottetto stabile, che si realizza con il compartimento a 2 elettroni tra gli atomi di carbonio e ossigeno:
- Il carbonio condivide due elettroni con ciascun ossigeno, aumentando gli elettroni all'ultimo livello energetico di ciascun ossigeno da 6 a 8.
- Allo stesso tempo, ogni ossigeno condivide due elettroni con il carbonio, aumentando gli elettroni da 4 a 8 nell'ultimo livello energetico del carbonio.
Un altro modo di vedere la cosa sarebbe che il totale degli elettroni trasferiti e presi deve essere sempre otto.
È il caso di altre molecole stabili, come il cloruro di sodio (NaCl).Il sodio contribuisce con il suo singolo elettrone (valenza 1) al cloro (valenza 7) per completare l'ottetto. Quindi, avremmo Na1 + Cl1- (cioè, il sodio ha ceduto un elettrone e ha acquisito una carica positiva, e il cloro ha accettato un elettrone e con esso una carica negativa).
Eccezioni alla regola dell'ottetto
La regola dell'ottetto ha diverse eccezioni, cioè composti che raggiungono la stabilità senza essere governati dall'ottetto dell'elettrone. Atomi come il fosforo (P), lo zolfo (S), il selenio (Se), il silicio (Si) o l'elio (He) possono ospitare più elettroni di quanto suggerito da Lewis (ipervalenza).
Al contrario, l'idrogeno (H), che ha un singolo elettrone in un singolo orbitale atomico (la regione dello spazio in cui è più probabile che un elettrone si trovi intorno al nucleo atomico), può accettare fino a due elettroni in un legame chimico. Altre eccezioni sono il berillio (Be), che acquista stabilità con soli quattro elettroni, o il boro (B), che acquisisce stabilità con sei.
Regola dell'ottetto e struttura di Lewis
Un altro dei grandi contributi di Lewis alla chimica fu il suo famoso modo di rappresentare i legami atomici, oggi noto come "struttura di Lewis" o "formula di Lewis".
Consiste nel posizionare punti o trattini per rappresentare gli elettroni condivisi in una molecola e gli elettroni liberi su ciascun atomo.
Questo tipo di rappresentazione grafica bidimensionale permette di conoscere la valenza di un atomo che interagisce con altri in a composto e se forma legami singoli, doppi o tripli, tutti fattori che influenzeranno la geometria molecolare.
Per rappresentare una molecola in questo modo bisogna scegliere un atomo centrale, che sarà circondato dagli altri (detti terminali) stabilendo legami fino a raggiungere le valenze di tutti i soggetti coinvolti. I primi sono generalmente i meno elettronegativi e i secondi i più elettronegativi.
Ad esempio, la rappresentazione di Acqua (H2O) mostra gli elettroni liberi che ha l'atomo di ossigeno, inoltre puoi visualizzare i semplici legami tra l'atomo di ossigeno e gli atomi di idrogeno (gli elettroni che appartengono all'atomo di ossigeno sono rappresentati in rosso e quelli degli atomi di idrogeno in nero ). È rappresentata anche la molecola dell'acetilene (C2H2), dove è possibile visualizzare il triplo legame tra i due atomi di carbonio e i singoli legami tra ciascun atomo di carbonio e un atomo di idrogeno (in rosso sono rappresentati gli elettroni che appartengono agli atomi di carbonio e quelli di atomi di idrogeno in nero).