옥텟 규칙이란 무엇입니까?

우리는 화학에서 옥텟 규칙이 무엇인지, 그 창시자가 누구인지, 예와 예외를 설명합니다. 또, 루이스 구조.


각 원자가 최종 에너지 준위에서 8개의 전자를 가질 때 분자는 안정적입니다.

옥텟 규칙이란 무엇입니까?

화학 에서는 화학 원소 의 원자가 결합하는 방식에 대한 설명을 옥텟 규칙 또는 옥텟 이론이라고 합니다 .

이 이론은 미국의 물리학자이자 화학자인 Gilbert N. Lewis(1875-1946)에 의해 1917년에 발표되었으며, 서로 다른 원소의 원자는 일반적 으로 최종 에너지 준위에 8개의 전자를 배치함으로써 항상 안정적인 전자 구성을 유지한다고 설명합니다.

옥텟 규칙은 주기율표에서 발견되는 다양한 화학 원소의 이온이 일반적으로 8개의 전자로 마지막 에너지 준위를 완성한다는 것을 나타냅니다 . 이로 인해 분자는 전자 구조(마지막 전체 에너지 수준 포함)를 매우 안정적으로 만드는 비활성 가스 ( 주기율표 의 맨 오른쪽에 위치 ) 와 유사한 안정성을 얻을 수 있습니다. 반응성. .

따라서 전기음성도가 높은 원소(예: 할로겐 및 암피겐, 즉 표의 16족 원소)는 옥텟에 도달할 때까지 전자를 “얻는” 경향이 있는 반면, 전기음성도가 낮은 원소(예: 알칼리 또는 알칼리 토류)는 전자를 얻는 경향이 있습니다. 옥텟에 도달하기 위해 전자를 “잃기”위해.

이 규칙은 원자가 결합을 형성하는 방식 중 하나를 설명하며 , 생성된 분자의 거동과 화학적 특성은 이들의 특성에 따라 달라집니다. 이처럼 옥텟 규칙은 다양한 예외를 제시하지만 많은 물질 의 거동을 예측하는 데 도움이 되는 실용적인 원리입니다.

참조: 공유 결합

옥텟 규칙의 예


물에서 산소는 전자 8개로 마지막 에너지 준위를 완성하고, 수소는 2개로 마지막 에너지 준위를 완성합니다.
이중 화학 결합 으로 연결된 원자가 4(탄소)와 2(산소) 원자가 를 갖는 CO 2 분자 를 생각해 봅시다 . (원자가는 마지막 에너지 준위가 완전하다는 것을 보장하기 위해 화학 원소가 포기하거나 받아들여야 하는 전자라는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다. 화학적 원자가는 원자가 전자와 혼동되어서는 안 됩니다. 왜냐하면 후자는 위치하는 전자이기 때문입니다. 마지막 에너지 수준에서).

이 분자는 각 원자가 마지막 에너지 준위에서 총 8개의 전자를 갖고 안정한 옥텟에 도달하면 안정적입니다. 이는 탄소와 산소 원자 사이에 2개의 전자를 공유함으로써 충족됩니다.

  • 탄소는 각 산소와 두 개의 전자를 공유하여 각 산소의 마지막 에너지 준위의 전자를 6에서 8로 증가시킵니다.
  • 동시에, 각 산소는 탄소와 2개의 전자를 공유하여 탄소의 마지막 에너지 준위에서 4전자에서 8전자로 증가합니다.

그것을 보는 또 다른 방법은 주고받는 전자의 총합이 항상 8이 되어야 한다는 것입니다 .

염화나트륨(NaCl)과 같은 다른 안정한 분자의 경우도 마찬가지입니다. 나트륨은 옥텟을 완성하기 위해 염소(7가)에 유일한 전자(1가)를 제공합니다. 따라서 우리는 Na 1+ Cl 1- (즉, 나트륨은 전자를 포기하고 양전하를 얻었으며 염소는 전자를 받아 음전하를 가짐)를 갖게 됩니다 .

옥텟 규칙의 예외

옥텟 규칙에는 몇 가지 예외가 있습니다. 즉, 전자 옥텟의 영향을 받지 않고 안정성에 도달하는 화합물입니다. 인(P), 황(S), 셀레늄(Se), 규소(Si) 또는 헬륨(He)과 같은 원자는 루이스가 제안한 것보다 더 많은 전자를 수용할 수 있습니다(과유가).

반대로, 단일 원자 궤도(원자핵 주변에서 전자가 발견될 가능성이 가장 높은 공간 영역)에 단일 전자를 갖고 있는 수소(H) 는 화학 결합에서 최대 2개의 전자를 수용할 수 있습니다. . 다른 예외로는 단 4개의 전자로 안정성을 얻는 베릴륨(Be) 이나 6개의 전자로 안정성을 얻는 붕소(B)가 있습니다.

옥텟 규칙과 루이스 구조


루이스 구조를 통해 우리는 자유 전자와 공유 전자를 시각화할 수 있습니다.
화학에 대한 루이스의 또 다른 위대한 공헌 중 하나는 오늘날 “루이스 구조” 또는 “루이스 공식”으로 알려진 원자 결합을 표현하는 그의 유명한 방법 이었습니다.

이는 분자 내의 공유 전자 와 각 원자의 자유 전자를 나타내기 위해 점이나 대시를 배치하는 것으로 구성됩니다.

이러한 유형의 2차원 그래픽 표현을 통해 우리는 화합물 에서 다른 원자와 상호 작용하는 원자의 원자가와 단일 결합, 이중 또는 삼중 결합을 형성하는지 여부를 알 수 있으며 , 이 모든 것이 분자 구조에 영향을 미칩니다.

이러한 방식으로 분자를 표현하려면 중심 원자를 선택해야 합니다 . 중심 원자는 관련된 모든 원자가에 도달할 때까지 결합을 형성하는 다른 원자(말단이라고 함)로 둘러싸여 있습니다. 전자는 전기 음성도가 가장 낮은 경향이 있고 후자는 전기 음성도가 가장 높은 경향이 있습니다.

예를 들어 물 (H 2 O) 의 표현은 산소원자가 가지고 있는 자유전자를 나타내고 , 산소원자와 수소원자 사이의 단순결합도 시각화할 수 있다. 빨간색과 검은색의 수소 원자). 아세틸렌 분자(C 2 H 2 )도 표시되어 두 탄소 원자 사이의 삼중 결합과 각 탄소 원자와 수소 원자(탄소 원자에 속하는 전자) 사이의 단일 결합을 시각화할 수 있습니다. 빨간색으로 표시되고 수소 원자는 검정색으로 표시됨).

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