八隅体规则gydF4y2Ba
的gydF4y2Ba八隅体规则gydF4y2Ba反映了许多元素中最稳定的离子在其价层中有8个电子,以获得可能的最佳稳定性。gydF4y2Ba
氯gydF4y2Ba,通常会形成带电荷的阴离子gydF4y2Ba ,而gydF4y2Ba钠gydF4y2Ba通常形成带电荷的阳离子gydF4y2Ba .这些模式可以用来预测元素如何结合形成多原子离子和化合物。这些趋势可以用来预测化合物的分子式单位。例如,gydF4y2Ba钠gydF4y2Ba形成了盐gydF4y2Ba (一种离子化合物)当它与氯结合时,因为它的稳定离子带电荷gydF4y2Ba ,但镁会形成gydF4y2Ba .gydF4y2Ba
当原子形成共价键时,同样的原理也适用:原子以这样一种方式共享电子,两个原子都有一个已填满的电子gydF4y2Ba外价gydF4y2Ba,通常包含八个电子。gydF4y2Ba
内容gydF4y2Ba
电子的解释gydF4y2Ba
最稳定的gydF4y2Ba电子构型gydF4y2Ba对于给定的元素,当最外层发生时(由gydF4y2Ba主量子数gydF4y2Ba)是完整的。gydF4y2Ba
回到介绍中列出的例子,氯的外层有7个电子,所以氯原子获得一个电子并形成一个封闭的壳层在能量上更有利(如阴离子)gydF4y2Ba )而不是释放7个电子。卤化物离子和惰性气体的电子排布是一样的就在它的右边gydF4y2Ba元素周期表gydF4y2Ba.同样的,gydF4y2Ba碱金属gydF4y2Ba在闭合壳层外有一个价电子,它们很容易失去这个价电子而与agydF4y2Ba 惰性气体的电荷和电子排布。gydF4y2Ba
唯一的gydF4y2Ba元素gydF4y2Ba基态有8个价电子的原子是gydF4y2Ba惰性气体gydF4y2Ba(18)。例如,氖,它有10个电子,它的电子构型如下:gydF4y2Ba 观察到gydF4y2Ba 第二层的电子,也就是最外层的电子。这同样适用于氩、氪和氙:gydF4y2Ba
注:括号中的电子构型对应于K, L, M, N体系。这三个原子也有相同的事实gydF4y2Ba 最外层的电子。gydF4y2Ba
稳定的八隅体解释了惰性气体很少参与的原因gydF4y2Ba化学反应gydF4y2Ba.它们在没有获得或失去电子的情况下达到了最大的稳定性。gydF4y2Ba
电子对的规则gydF4y2Ba
还有另一个规则,叫做双电子规则,它表明某些元素在其壳层中有两个电子时是稳定的。gydF4y2Ba
氢和氦是特殊情况,它们不遵循八隅体规则而遵循双隅体规则。它们包含一个gydF4y2Ba 轨道,但没有gydF4y2Ba 轨道。它们在双偶态而不是八隅态下是稳定的。gydF4y2Ba
电子对规则:gydF4y2Ba
氢和氦填满了它们的最外层当它们有两个电子时就达到了稳定的构型。在价电子层有两个电子而不是八个,并不影响单个原子的稳定性,因为它们只有一个gydF4y2Ba1 s轨道gydF4y2Ba它最多可以容纳两个电子。这些元素不能达到八隅体状态,因为gydF4y2Bas轨道gydF4y2Ba太小容纳不了吗gydF4y2Ba 有一个高能量势垒将电子加入空壳层。gydF4y2Ba
氢和氦的电子构型如下:gydF4y2Ba
离子形成gydF4y2Ba
自然界中存在的大多数自由单原子离子都遵循八隅体规则。单原子离子获得或失去电子,以获得最接近原子序数的稀有气体的电子排布。gydF4y2Ba
钠,或gydF4y2Ba 具有以下电子构型:gydF4y2Ba
如上所述,它的最外层有一个电子。注意,钠离子现在有了电子排布gydF4y2Ba .这是的电子排布gydF4y2Ba 哪个是原子序数最接近的惰性气体。gydF4y2Ba
氧气,或gydF4y2Ba 具有以下电子构型:gydF4y2Ba
它有gydF4y2Ba 最外层的电子。为了得到稳定的八隅体,一个氧原子可以得到两个电子或失去六个电子。氧的离子形式是gydF4y2Ba 哪个也有电子排布gydF4y2Ba 这和钠离子的电子排布是一样的gydF4y2Ba 它也是原子序数最接近的惰性气体。gydF4y2Ba
说明钙最可能的离子形式(原子序数20)。gydF4y2Ba
的电子排布gydF4y2Ba 是:gydF4y2Ba
钙有两个价电子。为了得到8个价电子,钙原子可以得到6个电子,也可以失去2个电子。失去两个电子更有利,给出了离子形式gydF4y2Ba ,它的电子排布和gydF4y2Ba
共价键gydF4y2Ba
八隅法则在共价键形成时也适用。电子在原子之间以这样一种方式共享,即每个原子都达到八重态(或双重态)。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba共价键gydF4y2Ba是两个原子之间共享电子对的化学键。这些电子对被称为gydF4y2Ba结合双gydF4y2Ba.它们在分子中的吸引力和排斥力之间创造了一种平衡。gydF4y2Ba
这gydF4y2Ba路易斯结构gydF4y2Ba说明了共价键。这两个gydF4y2Ba碳gydF4y2Ba和gydF4y2Ba氧气gydF4y2Ba完成了它们的最外层,并成功地达到了八隅体状态。碳氧键中的电子花了一些时间绕着氧原子和碳原子的原子核旋转。gydF4y2Ba
检查是否gydF4y2Ba (二氧化硫)服从八隅体法则。画出gydF4y2Ba点结构gydF4y2Ba确认结果。gydF4y2Ba
所涉及元素的电子构型为:gydF4y2Ba 硫需要两个电子才能达到八电子态。氧也需要两个电子才能达到稳定的构型。gydF4y2Ba因此,硫原子与两个氧原子共用两个电子,形成稳定的共价化合物。的gydF4y2Ba点结构gydF4y2Ba证实上述分析。gydF4y2Ba
八隅规则的例外gydF4y2Ba
路易斯结构gydF4y2Ba遵循八隅体规则提供了一个简单的键合模型,对许多化合物都是准确的,但也有例外。gydF4y2Ba
扩大价八位字节:gydF4y2Ba
周期3及以上的元素的价电子可以超过8个。八隅体规则是建立在价层有一个八隅体的基础上的gydF4y2Ba 轨道和三个gydF4y2Ba 每个轨道可以有两个电子。从gydF4y2Ba ,价电子层也有5个gydF4y2Ba 轨道可以容纳额外的电子。gydF4y2Ba
一个常见的例子是gydF4y2Ba硫gydF4y2Ba,形成gydF4y2Ba 或gydF4y2Ba 化学键比特征键多gydF4y2Ba 这是根据它在第6组中的位置来预测的,第6组是氧(氧通常有一个gydF4y2Ba氧化态gydF4y2Ba的gydF4y2Ba ).gydF4y2Ba
例如,当硫与氟结合时,就会形成六氟化硫,每个卤素都与中心的硫原子结合。每个氟原子都有一个八隅体,所以硫总共有12个电子。gydF4y2Ba
其他含硫化合物的表现则不同。硫原子有gydF4y2Ba 债券(gydF4y2Ba σgydF4y2Ba和gydF4y2Ba 在二氧化硫中,但形式gydF4y2Ba 债券(gydF4y2Ba σ和gydF4y2Ba 在硫酸中。gydF4y2Ba
还有许多其他的例外。锇可以形成8个键!gydF4y2Ba
不完整的八位字节:gydF4y2Ba
含有非常轻的s-和p-嵌段元素的元素(特别是铍和硼)在没有完全八重体的情况下也可以是稳定的。gydF4y2Ba
八隅体规则和量子力学gydF4y2Ba
在量子力学中,电子有四个量子数,n, l, mgydF4y2Bal, mgydF4y2Ba史:gydF4y2Ba
外层的所有电子不可能共享相同的量子数。gydF4y2Ba
因此,对于gydF4y2Ba ,我们有以下8种可能性gydF4y2Ba :gydF4y2Ba
因此,我们在这里看到一个量子力学证明八隅体规则的例子。gydF4y2Ba