Mikä on oktettisääntö?

Oktetisääntö on kemian perussääntö, joka mahdollistaa tiettyjen atomiominaisuuksien helpon muistamisen. Tämän hyödyllisen nyrkkisäännön mukaan monet, ellei useimmat, atomit yrittävät menettää tai saada elektroneja, jotta niiden ulkokuorissa olisi yhteensä kahdeksan. Tutkijat ovat havainneet, että atomi on vakain, kun ulkokerroksessa on kahdeksan elektronia, ja atomit näyttävät yrittävän liikkua kohti tätä tasapainoa.

Oktettisäännön suosio johtuu yleensä Massachusettsissa syntyneestä tiedemiehestä ja 20-luvun alun professorista Gilbert Lewisista. Opettaessaan Harvardin yliopistossa vuonna 1902 Lewis käytti omaa tutkimustaan ​​sekä nykyaikaisen saksalaisen kemistin Richard Albeggin tutkimusta mallin luomiseksi oktettisääntöön. Ajatus oli ollut olemassa jo jonkin aikaa, vaikka Lewis visualisoi konseptin ensimmäisenä ja väitti, että atomeilla oli samankeskinen kuutiomainen rakenne, jossa oli kahdeksan kulmaa, mikä loi halun kahdeksalle elektronille. Termiä oktettisääntö suositteli toinen sama konseptia käsittelevä kemisti, yhdysvaltalainen tiedemies Irving Langmuir.

Atomin stabiilisuus ja reaktiivisuus liittyvät yleensä sen elektronien kokoonpanoon. Jalokaasuilla, kuten neonilla, argonilla, kryptonilla ja ksenonilla, on yleensä kahdeksan elektronia ulommassa energiakerroksessa. Helium on merkittävä poikkeus oktettisääntöön, sillä siinä on vain kaksi elektronia. Kun atomilla on kahdeksan elektronia, sitä pidetään yleensä vakaana eikä se yleensä reagoi muiden alkuaineiden kanssa. Atomit, joissa on alle kahdeksan elektronia, ovat usein paljon reaktiivisempia ja yhdistyvät tai luovat siteitä muiden atomien kanssa yrittääkseen saavuttaa oktettitason.

Kemistit ja hämmentyneet opiskelijat huomauttavat nopeasti, että oktettisääntöä ei todellakaan pitäisi pitää säännönä ollenkaan, koska käyttäytymiseen on monia poikkeuksia. Tämä tuskin yllättää; Koska elementit käyttäytyvät niin laajasti muissa tapauksissa, olisi erittäin epätavallista, että kaikki hyväksyisivät tämän mielenkiintoisen säännön. Esimerkiksi vedyssä on vain yksi elektroni, joka estää sitä saamasta tarpeeksi tilaa seitsemälle muulle elektronille, jotka voivat tarttua muihin atomeihin. Berylliumilla ja boorilla on vastaavasti kaksi ja kolme elektronia, eivätkä ne voineet koskaan saavuttaa täyttä oktettia.

Joidenkin atomien, kuten rikin, ulkokerroksessa voi itse asiassa olla yli kahdeksan elektronia. Rikki sisältää kuusi elektronia, mutta tavallisesti vain kaksi on käytettävissä sitoutumaan. Joskus tapahtuu energiaa absorboiva prosessi, joka saa kaikki kuusi elektronia virittymään ja olemaan sidoksissa, jolloin ulkokerroksessa on yhteensä 12 elektronia.