Oktet kuralı ve sınırları
Oktet kuralı ana grup kimyasındaki güçlü bir örüntüyü özetler: birçok atom bağ yaparken değerlik kabuğunu soy gaz benzeri dolu bir düzene yaklaştırır. İkinci periyot elementleri için özellikle kullanışlıdır, ancak temel bir doğa yasası değildir. Elektronca eksik moleküller, tek elektronlu radikaller ve hipervalent Lewis yapıları kuralın sistematik sınırlarını gösterir.
Görsel model
Etkileşimli model
Oktet neden sık görülür?
C, N, O ve F’nin değerlik kabuğunda bir 2s ve üç 2p orbitali vardır; dört orbital toplam sekiz elektron taşıyabilir. Hidrojen ise 1s orbitalinde yalnız iki elektron barındırabildiği için düet düzenini izler. Bu nedenle oktet kuralı değerlik elektronlarını düzenlemek için güçlü bir kestirmedir, fakat her molekülün zorunlu olarak sekiz elektrona ulaşmasını sağlayan bağımsız bir fizik yasası değildir.
Elektronca eksik moleküller
BF₃’ün en basit Lewis yapısında borun çevresinde yalnız altı elektron bulunur ve bu yapı gerçeğe uygundur. BF₃’ün Lewis asidi olarak elektron çifti kabul etmesi de bu eksiklikten anlaşılır. BeH₂ başka bir klasik örnektir. Boru zorla oktete ulaştırmak için gereksiz B=F çift bağları çizmek, gerçek bağlanma ve tepkime davranışını daha kötü açıklayabilir.
Tek elektronlu türler ve radikaller
Toplam değerlik elektron sayısı tek ise tüm elektronlar eşleşemez. NO’nun 11, NO₂’nin 17 değerlik elektronu vardır ve en az bir elektron eşleşmemiş kalır. Radikal olmak “var olamaz” anlamına gelmez; NO olağan koşullarda kararlı bir gazdır ve birçok radikal ara tür yanma, atmosfer kimyası ve polimerleşme süreçlerinde doğrudan gözlenebilir.
Hipervalent Lewis sayımları ve modern bağ resmi
PCl₅, SF₆ ve XeF₄ Lewis yapılarında merkez atom çevresinde sekizden fazla elektron sayılabilir. Eski anlatımlarda buna yerelleşmiş sp³d veya sp³d² hibritleşmesiyle açıklama getirilirdi. Modern bağ kuramı ise çoğu durumda delokalize moleküler orbitaller, iyonik rezonans katkıları ve üç merkezli bağlanmanın daha doğru bir mikroskobik çerçeve verdiğini gösterir.
Biçimsel yük, rezonans ve geçiş metalleri
En iyi Lewis yapısı yalnız oktete göre seçilmez; toplam elektron sayısı, biçimsel yüklerin büyüklüğü, negatif yükün daha elektronegatif atomda bulunması ve rezonans dikkate alınır. Geçiş metalleri ns ve (n−1)d elektronlarını kullanır, bu yüzden basit oktet yaklaşımı uygun değildir. 18 elektron kuralı bazı komplekslerde yararlı bir benzetme olsa da onun da çok sayıda istisnası vardır.
Alıştırmalar
BF₃
BF₃’ün en basit Lewis yapısında B çevresinde kaç elektron vardır?
Çözüm: Üç B–F tek bağı bor çevresinde 6 elektron verir; elektronca eksik yapı burada kabul edilir.
NO
NO neden her iki atom için de tüm elektronların eşleştiği klasik oktet yapısına sahip olamaz?
Çözüm: Toplam 11 değerlik elektronu vardır; bir elektron eşleşmemiş kalmak zorundadır.
SF₆
S çevresinde 12 elektron gösteren Lewis yapısı altı yerelleşmiş sp³d² hibritini kanıtlar mı?
Çözüm: Hayır. Lewis sayımı bir elektron muhasebesidir; modern bağlanma daha delokalize moleküler orbital ve iyonik katkılarla açıklanır.