قاعده اکتت چیست و چگونه تعیین می شود ؟

قاعده اکتت چیست و چگونه تعیین می شود ؟

ساده ترین مطالب شیمی را در این مقاله یاد بگیرید با ما همراه باشید تا درباره قاعده اکتت یا همان هشتایی توضیح کوتاهی ارائه گردد و سهولت یادگیری را تجربه کنید. در ابتدا باید گفت که یک قانون معروف شیمی است و اتم ها تمایل دارند هشت الکترون را در لایه والانس خود داشته باشند.ساده ترین نوع تعریف که به راحتی می توان در ذهن سپرد و به ندرت فراموش می شود. اوربیتال‌ های لایه ظرفیت گازهای نجیب، پر شده است و سبب می شود که آنها نسبت به تمام عناصر، پایدارتر باشند. بنابراین عناصر نیز علاقه دارند مانند گازهای نجیب به حالت پایدار برسند. در نتیجه اتم ها، برای رسیدن به آرایش گازهای نجیب، باید آرایش لایه والانس خود را به آرایش آنها (ns²np۶) برسانند.

قاعده اکتت چیست  

مقدمه

یکی از مزیت های سایت شیمی سا در این است که نه تنها شما را با کنکور آشنا کرده و از استرس قبل و بعد آن کاسته بلکه مطالب مفید که به یادگیری شما کمک می کند را نیز ارائه می دهد.عناصر گروه های اصلی جدول تناوبی در لایه والانس خود، کمتر از ۸ الکترون دارند. یکی از ویژگیهای جالب و جذاب این عناصر این است که تمایل به گرفتن و از دست دادن یا به اشترک گذاشتن الکترون دارند تا به آرایش الکترونی پایدار گاز نجیب برسند که  به این قاعده آرایش الکترونی هشتایی پایدار یا اوکتت  نیز گفته می شود. زیرا این اتم ها اوربیتال‌ های s و p بیرونی پر شده دارند.به طور کلی، فلزات (که تعداد الكترون هاي لايه ظرفیت آنها ۱، ۲، ۳ و يا حداكثر ۴ تا است) با از دست دادن الکترون های ظرفیت خود و تشکیل کاتیون، به آرایش الکترونی هشتایی گاز نجیب پيش از خود در جدول تناوبي می رسند.مطالب ذکر شده در این مقاله به زبان خیلی ساده بیان شده که یادگیری را برای شما آسانتر کند.

در واقع عناصر گروه اول جدول تناوبی با از دست دادن ۱ الکترون، گروه دو با از دست دادن ۲ الکترون و آلومنيوم در گروه سوم اصلی با از دست دادن ۳ الکترون به آرايش گاز نجيب ماقبل از خود مي رسند.در مقابل نا فلزات (كه تعداد الكترون هاي لايه ظرفیت آنها بين ۴ تا ۷ می باشد)، با گرفتن تعداد معینی الکترون و تشکیل آنیون به آرايش گاز نجیب هم ‌دوره خود در جدول تناوبي دست پیدا می کنند. عناصر گروه نیتروژن با گرفتن ۳ الکترون، گروه اکسیژن با گرفتن ۲ الکترون و عناصر گروه هالوژن ها با گرفتن ۱ الکترون به آرايش گاز نجيب هم ‌دوره خود مي رسند.لازم به ذکر است که تنها گازهای نجیب با پیروی از قاعده اکتت و داشتن هشت الکترون در لایه ظرفیت، بار خنثی دارند. درحالیکه سایر عناصر، زمانی که به صورت منفرد و تنها باشند، با پیروی از قاعده اکتت، باردار خواهند بود.

نکته

همانطور که مشاهده می کنید این قاعده هم در ترکیبات یونی و هم در ترکیبات کووالانسی کاربرد دارد. به عنوان مثال ترکیب یونی NaCl را در نظر بگیرید. در مثالی که زده شد سدیم به راحتی با از دست داد یک الکترون توانست در لایه والانس وارد و به آرایش الکترونی گاز بی اثر برسد. از طرف دیگر اتم کلر که در لایه والانس خود ۷ الکترون دارد و با جذب یک الکترون اتم سدیم، قاعده اکتت خود را تکمیل می‌کند. به عنوان نمونه از ترکیبات کووالانسی، ساختار لوویس مولکول CF۴ به شکل زیر می باشد. همانطور که مشخص است هر اتم، هشت الکترون و آرایش اکتت یا هشتایی دارد.

قاعده اکتت چیست

                                                                                                ساختار لوویس مولکول CF4 

کاربرد قاعده هشتایی

در خصوص قاعده هشتایی می توان گفت که بسیار زیاد اثر بخش در یادگیری است به گونه ای که می توان کمک کند تا میزان واکنش پذیری و پایداری و نوع پیوند بین اتم ها به راحتی توضیح داده شود. در حقیقت این قاعده بیانگر تمایل عناصر متعلق به گروه ‌های اصلی جدول تناوبی برای واکنش با دیگر عناصر و در نتیجه تشکیل ترکیب و پایدار شدن می باشد. قابل توجه است كه بیست عنصر اول جدول تناوبی (اتم‌ هایی با عدد اتمی کمتر از ۲۰)، تمایل بسیار زیادی به پیروی از قاعده‌ اکتت دارند.

 

استثنا های قاعده اکتت

خیلی از ترکیبات موجود در درس شیمی  از همین  قاعده هشت تایی تبعیت میکند در صورتی که این قاعده با وجود فراونی از آن پیروی نمی کند. به طور کلی می توان گفت سه دسته از ترکیبات استثنا برای قاعده اکتت می باشند که در ادامه قصد داریم تا به بررسی این موارد بپردازیم.

 

هیدروژن و لیتیوم

مطلب مهمی که در خصوص هیدروژن و لیتیم لازم است یادآوری شود این است که هر دو از قاعده دو تایی پیروی می کنند نه هشت تایی و در ادامه باید گفت که در واقع هیدروژن و لیتیوم در لایه ظرفیت خود تنها یک الکترون دارند. هیدروژن برای رسیدن به آرایش الکترونی پایدار (گاز نجیب هلیوم)،‌ تنها به یک الکترون دیگر نیاز دارد. بنابراین یک الکترون را از طریق پیوند کووالانسی به اشتراک می‌گذارد یا به یون هیدرید (H) تبدیل می‌شود. درحالیکه لیتیوم با از دست دادن یک الکترون و تشکیل پیوند یونی با سایر عناصر به چنین آرایشی دست پیدا می‌کند. بنابراین هیدروژن و هلیوم در نهایت در لایه والانس خود دو الکترون (با آرایش مشابه اتمر هلیوم) دارند.

رادیکال ‌های آزاد

یکی از مسائل مهم که ذکر آن در این بخش الزامی است این است که ترکیبات پایدار و یا یون های پیچیده دارای جفت الکترون می باشند. دسته ای از ترکیبات وجود دارند که تعداد الکترون های والانس در آنها عددی فرد است که به نام رادیکال های آزاد مشهورند مانند NO۳ ،NO  و NO۲. توجه داشته باشید که رادیکال‌ های آزاد، بسیار واکنش ‌پذیر و نا پایدار می باشند. با توجه به ساختار لوییس آنها مشخص می شود که حداقل یک الکترون به صورت جفت نشده و تنها باقی خواهد ماند.به عنوان نمونه تعداد الکترون های ظرفیت در مولکول NO برابر با ۱۱ الکترون ( ۱۱ = ۵+۶) می باشد. بهترین ساختار لوویس برای NO به شکل زیر می باشد. در این حالت نیتروژن یک تک الکترون و در اطراف اکسیژن، دو جفت الکترون قرار گرفته است. بنابراین همان طور که در شکل مشخص است در اطراف اتم نیتروژن ۷ الکترون وجود دارد نه ۸ الکترون، بنابراین اتم نیتروژن در مولکول NO از قاعده اکتت پیروی نکرده است.

قاعده اکتت چیست
ساختار لوویس مولکول NO

ترکیب بالا از قاعده ای پیروی میکند که در نهایت به اکتت ختم می شود. به ساختار محصول که از قاعده هشتایی تبعیت می کند توجه کنید. به عنوان مثال داریم:

قاعده اکتت چیست

ترکیباتی که کمبود الکترون دارند (مانند BeF۲، BF۳، SnCl۲ و AlCl۳). اتم هایی مانند بریلیم، بور و یا آلومینیوم موقع تشکیل ترکیب تعداد الکترون هایی کمتر از هشت تا دارند. برای مثال می توان از این مورد استفاده کرد که اتم بریلیم داردای دو الکترون است و فقط می تواند دو پیوند در دو مکان تشکیل دهد و اگر به همین صورت ادامه دهیم اتم بور و آلومنیوم سه الکترون ظرفیت دارند اتم بور از سه الکترون والانس تشکیل شده و سه پیوند کوالانسی یا سه اتم کلر دارد. به عنوان مثال ترکیب BCl۳ را در نظر بگیرید. هر اتم بور از سه الکترون والانس خود برای تشکیل سه پیوند کووالانسی با سه اتم کلر استفاده می کند. بنابراین در اطراف اتم بور فقط شش الکترون داریم نه هشت الکترون.

قاعده اکتت چیست

 

لازم به ذکر است که این ترکیبات نیز در واکنش هایی شرکت می کنند تا از قاعده اکتت تبعیت نمایند. مثال زیر را در نظر بگیرید. در این مثال به ساختار محصول که از اکتت تبعیت می کند، دقت کنید.

قاعده اکتت چیست

عناصر دوره سوم به بعد اوربیتال d دارند، بنابراین می توانند لایه ظرفیت خود را گسترش دهند. درادامه باید گفت که این ترکیبات از لایه والانس افزایش داده شده  و در هنگام تشکیل پیوند از این اوربیتال ها بهره می برند. در این حالت می توانند بیش از هشت الکترون را در لایه ظرفیت خود جای دهند، بنابراین دیگر از قاعده اکتت پیروی نمی کنند. به عنوان مثال مولکول های SF۴ و SF۶ را در نظر بگیرید. اتم گوگرد در مولکول SF۴ دارای ۱۰ الکترون و در مولکول SF۶ دارای ۱۲ الکترون می باشد. مولکول های PF۵، IF۳، IF۵، IF۷ و I۳ همگی مثال ‌هایی از این موارد می باشند

توجه داشته باشید که عناصر دوره دوم اوربیتال d ندارند، بنابراین نمی توانند لایه والانس خود را گسترش دهند. به همین علت این عناصر بیش از هشت الکترون در لایه والانس نخواهند داشت. در نتیجه مولکول هایی مانند NF۵،OF۴ یا OF۶ وجود ندارند. از طرفی، فلزات واسطه به دلیل داشتن اربیتال d از قاعده ۱۸ تایی پیروی می کنند نه قاعده اکتت.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.