9.12
La regola dell'ottetto spiega il legame chimico nei composti del gruppo principale, prevedendo che ogni atomo raggiunga una configurazione di 8 elettroni. Tuttavia, ci sono tre principali eccezioni a questa regola. La prima eccezione è rappresentata dalle specie di elettroni dispari.
La maggior parte delle molecole e degli ioni ha un numero pari di elettroni. Tuttavia, alcune molecole, chiamate radicali, hanno uno o più elettroni spaiati. I radicali con un numero dispari di elettroni spaiati non possono ottenere ottetti.
L'anione superossido, un radicale con un elettrone spaiato, ha 13 elettroni di valenza. Può essere rappresentato da due strutture contribuenti, in cui un ossigeno ha solo sette elettroni e quindi non può raggiungere un ottetto. La seconda eccezione sono gli atomi che formano un ottetto incompleto.
Per esempio, idrogeno, elio e litio tendono a raggiungere un duetto, mentre elementi del gruppo 2 e 13, come il berillio e il boro, spesso formano molecole con quattro e sei elettroni intorno, rispettivamente. Considerate il cloruro di alluminio, che ha 24 elettroni di valenza. Mentre tutti gli atomi di cloro raggiungono l'ottetto, l'alluminio riceve solo 6 elettroni di valenza, ossia un ottetto incompleto.
Benché il cloruro di alluminio sia stabile, reagisce con molecole, come l'ammoniaca, che hanno una coppia di elettroni non condivisa. L'azoto nell'ammoniaca dona la sua coppia solitaria all'alluminio, formando un legame speciale detto legame covalente coordinato, o dativo. La terza eccezione sono gli elementi che possono ospitare più di 8 elettroni di valenza, o un ottetto espanso.
Questi elementi si trovano nella terza riga della tavola periodica e più in basso. Elementi, come fosforo, zolfo o iodio, hanno accesso agli orbitali d, consentendo loro di ospitare più di 8 elettroni di valenza, spesso fino a 12 o 14. Considerate l'anione tetracloroioduro, che ha 36 elettroni di valenza.
Anche dopo aver assegnato le coppie di elettroni di legame e soddisfatto l'ottetto per tutti gli atomi, 4 elettroni di valenza rimangono non assegnati. Questi elettroni sono posti sull'atomo di iodio centrale, producendo un ottetto espanso con 12 elettroni. Le molecole con più di 8 elettroni di valenza attorno all'atomo centrale sono chiamate ipervalenti.
Ricordate, gli elementi della seconda riga della tavola periodica, come il carbonio o l'ossigeno, hanno solo orbitali s e p e non formano mai composti ipervalenti, perché collettivamente possono contenere solo fino a 8 elettroni di valenza.
Molte molecole covalenti hanno atomi centrali che non hanno otto elettroni nelle loro strutture di Lewis. Queste molecole rientrano in tre categorie:
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