Изключения на октетното правило

В това видео ще започнем да говорим за изключения от октетното правило, което споменавахме в много други видеа. Октетното правило гласи, че атомите по принцип реагират по такъв начин, че да запълнят с електрони своя външен слой, да имат осем валентни електрона в него. Вече говорихме за някои изключения, споменахме например водорода. Неговият външен слой е този първи слой, който се запълва с два електрона. Водородът опитва да постигне дублетното правило. Но, както ще видим, има и други изключения. Борът и алуминият, например, могат да образуват стабилни молекули, в които имат само шест валентни електрона, не осем. Има изключения и в другата посока. При елементите от трети период и след него ще видиш атоми, които могат да поддържат повече от осем валентни електрона. Пример за това е ксенонът. Нека разгледаме няколко примера. Като имаш предвид това, което ти казах, виж дали можеш да намериш Люисовата диаграма за алуминиевия хидрид. Алуминиевият хидрид има един алуминиев атом и три водородни атома. Виж дали можеш да начертаеш Люисова диаграма за това съединение. Добре, сега нека направим това заедно. Първото нещо, което трябва да направиш, е да отчетеш всички валентни електрони. Външният слой на алуминия е трети слой, той се намира в трети период, и той има един, два, три валентни електрона. После имаме три водородни атома и всеки водороден атом има един валентен електрон. Събираме броя на всички тези електрони: три плюс три е равно на шест валентни електрона в алуминиевия хидрид. Следващата стъпка е да опитаме да начертаем структурата с ковалентни връзки. Не искаме да правим водорода централен атом. Това ще е много нетипично. Да поставим алуминия в центъра. После ще имаме три водородни атома. Един, два, три. После поставяме ковалентни връзки. Да видим колко валентни електрона сме отчели досега. Тук има два електрона в тази ковалентна връзка. Плюс още два електрона стават четири. Още два електрона дават шест. Разпределихме всички шест валентни електрона. Нямаме други валентни електрони. Да помислим как се справят различните атоми. Водородните атоми изпълняват дублетното правило. Тези два електрона в тази връзка са около водорода и около алуминия. Но от гледна точка на водорода той има пълен дублет, този водороден атом също и този водороден атом също. Забележи, че алуминият тук има два, четири, шест валентни електрона, а това не е пълен октет. Въпреки това алуминиевият хидрид е съединение, което съществува. Да разгледаме друг пример. Да разгледаме ксенонов пентафлуорид. Катион на ксенонов пентафлуорид, това е положително зареден йон. Спри видеото и виж дали можеш да начертаеш Люисова диаграма за този йон. Добре, сега да направим това заедно. Ако това ти изглежда непознато, препоръчвам ти да гледаш видеото за въведение в създаването на Люисови диаграми. Първо искаме да разгледаме валентните електрони. Ксенонът е благороден газ. Той вече има пълен октет във външния си слой, така че има осем валентни електрона. Ксенонът има осем валентни електрона. После флуорът, виждали сме това много пъти, има един, два, три, четири, пет, шест, седем валентни електрона, като имаме пет такива атоми. Значи умножаваме пет по седем. Ще чертая много електрони в това съединение. Това ни дава общо осем плюс 35, това са 43 валентни електрона. Но трябва да внимаваме. Това е катион. Това е положително заредена частица. Има заряд +1. Така че трябва да отнемем един електрон заради това. Да отнемем един валентен електрон, за да получим този катион. И ни остават 42 валентни електрона. 42 валентни електрона. Следващата стъпка е да опитаме да начертаем структурата му с някои основни прости ковалентни връзки. Ксенонът ще е предпочитаният ни централен атом, понеже флуорът е по-електроотрицателен. Това всъщност е най-електроотрицателният елемент. Нека поставим ксенона в средата и после да поставим флуорни атоми около него, по-точно пет флуорни атома. Един, два, три, четири. Трудно ми е да пиша F. Четири, пет флуорни атома. Ще направя пет ковалентни връзки. Една, две, три, четири, пет. Във връзките разпределихме 10 валентни електрона, понеже има по два валентни електрона във всяка от тези ковалентни връзки, два, четири, шест, осем, 10. Ще извадя 10 валентни електрона. Остават 32 валентни електрона. Следващата стъпка е да опитаме да поставим още няколко от тези валентни електрона към крайните атоми, така че да получат пълен октет. Нека да направя това с флуорните атоми. Всеки от тези флуорни атоми вече участва в ковалентна връзка, така че вече има по два електрона около себе си. Затова ще дадем на всеки от тях по още шест електрона. Нека дадем на този флуорен атом шест и на този флуорен атом шест, и този флуорен атом получава шест валентни електрона, и този флуорен атом получава шест валентни електрона, и после, последно, но не и по важност, този флуорен атом получава шест валентни електрона. Току-що раздадох по шест валентни електрона на всеки от петте флуорни атома. Това са 30 валентни електрона, които току-що разпределих. И какво ми остава след това? Остават два валентни електрона, които не са разпределени. Единственото място, на което можем да ги поставим, е върху ксенона. И, както казах, нещата, които са по-надолу в периодичната таблица на елементите, особено като слизаме под трети период, могат да нарушават октетното правило. Ксенонът вече има 10 валентни електрона и ще поставя още два. Поставям тези два. Вече разпределихме всички валентни електрони. Искам да се уверя, че не забравям, че разглеждаме катион. Така че трябва да добавя заряд +1. Този катион е нещо, което е било наблюдавано – където имаш централен атом, като този, който надвишава октетния брой валентни електрони. В този случай има два, четири, шест, осем, 10, 12 валентни електрона. Един интересен въпрос е как тези атоми на елементи от трети период и следващите, как те се справят с повече от осем валентни електрона. Това се дискутира, но някои химици вярват, че това е възможно, понеже техните електрони успяват да заемат празните валентни d-орбитали. Но пак повтарям, това все още се дискутира в химичната общност.