قاعده اکتت (هشتایی)

قاعده اکتت (هشتایی)

بر مبنای قاعده اکتت، اتمها با تشکیل ترکیب تمایل دارند به آرایش اکتت یا هشتایی () یا همان آرایش گاز نجیب برسند. این قاعده هم در ترکیبات با پیوندهای یونی و هم در ترکیبات با پیوندهای کووالانسی کاربرد دارد. بعنوان مثال، در ترکیب یونی سدیم سولفید ()، ما با یونهای سدیم () با آرایش الکترونی بصورت و یونهای سولفید () با آرایش الکترونی بصورت سروکار داریم که هر دو نوع یون یادشده، آرایش اکتت یا هشتایی دارند. بعنوان مثال دیگر، ساختار لوویس مولکول بصورت زیر است و در آن، دور هر اتم، مجموعاً هشت الکترون و آرایش اکتت یا هشتایی وجود دارد:

آرایش گاز نجیب برای هیدروژن و لیتیم آرایش دوتایی گاز هلیم است و بنابراین هیدروژن و لیتیم استثنائاً به آرایش 2 تایی میرسند. با وجود اینکه بسیاری از ترکیبات از قاعده اکتت تبعیت می کنند، ترکیبات فراوانی هم داریم که از این قاعده تبعیت نمی کنند و بعدها با آنها آشنا می شویم. در ادامه با قواعد رسم ساختار لوییس بر مبنای قاعده اکتت آشنا می شویم.

قواعد رسم ساختار لوییس بر مبنای قاعده اکتت

برای رسم ساختار لوییس به کمک قاعده اکتت، میتوان مجموعه مراحل زیر را در نظر گرفت:

1) تعیین تعداد الکترون های لایه والانس یا : از مجموع تعداد الکترون های لایه والانس همه اتم های تشکیل دهنده مولکول به دست می آید که بار مولکول نیز در این مجموع بایستی لحاظ شود. برای لحاظ کردن بار مولکول، به تعداد بار مثبت کم و به تعداد بار منفی به مجموع فوق می افزاییم. دقت داشته باشید که برای عناصر اصلی تعداد الکترونهای والانس با شماره گروه عنصر برابر است.

2) تعیین تعداد الکترون های لازم برای آرایش هشتایی یا : با در نظر گرفتن هشت الکترون برای اتم های غیرهیدروژن و دو الکترون برای هیدروژن ها به دست میآید. بعبارتی برابر مجموع تعداد اتمهای هیدروژن ضربدر دو و تعداد اتمهای غیرهیدروژن ترکیب ضربدر هشت است.

3) تعیین تعداد الکترون های پیوندی یا : از اختلاف و به دست می آید.

4) رسم یک چهارچوب اولیه برای مولکول: در چهارچوب اولیه تنها نحوه اتصال اتم ها به هم با پیوندهای سیگما نمایش داده می شود. برای رسم چهارچوب اولیه از راهنمایی های مسئله یا اطلاعات شخصی یا حدس زدن استفاده می کنیم. به عنوان مثال برای مولکولهای به فرم ، یک چهارچوب اولیه متداول در نظر گرفتن اتم یا گروه به عنوان لیگاند در اطراف اتم مرکزی است. بعنوان مثال برای داریم:

5) تعیین تعداد الکترونهای پیوندی سیگما یا : با شمردن تعداد پیوندهای سیگما در چهارچوب اولیه و در نظر گرفتن 2 الکترون برای هر پیوند سیگما به دست می آید. یعنی:

روابط زیر نیز می تواند برای تعیین به کار رود:

(1- تعداد اتمها) :برای مولکولهای فاقد حلقه

(تعداد حلقهها 1- تعداد اتمها) :برای مولکولهای دارای حلقه

6) تعیین تعداد الکترونهای پیوندی پای یا : از اختلاف و به دست می آید:

7) تعیین تعداد الکترونهای غیرپیوندی یا : از اختلاف و به دست می آید:

8) توزیع الکترونهای پای و غیرپیوندی بر روی چهارچوب اولیه رسم شده برای مولکول به نحوی که همه اتمها از هشتایی تبعیت کنند.

دقت داشته باشید که الکترونهای والانس یا پیوندی و یا غیرپیوندی هستند، بهمین جهت مجموع و برابر است که این نکته در مرحله 7 استفاده شده است. همچنین الکترونهای پیوندی یا سیگما و یا پای هستند بهمین جهت مجموع و برابر است که این نکته در مرحله 6 استفاده شده است.

طی کردن مرحله به مرحله این مجموعه مراحل برای رسم ساختار لوییس ضروری نیست. در حقیقت این مجموعه مراحل وقت گیر هستند و برای شروع کار و آشنایی اولیه با نحوه رسم ساختار لوییس مناسبند. بعد از این آشنایی و حل چند مثال بهتر است سعی شود ساختار لوویس بصورت ذهنی بدست آید.

مثال: ساختار لوویس HCN را رسم کنید.

حل:

1- n_v=1+4+5=10

2- n_oct=2+8+8=18

3- n_b=n_oct-n_v=18-10=8