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八隅体规则

二氧化碳中的化学键──中央原子(碳)被八个电子包围

八隅体规则(或称八电子规则)是化学中一个简单的规则,它指出各个原子趋向组合,令各电子的价层都拥有八个电子,与惰性气体拥有相同的电子排列。主族元素,如碳、氮、氧、卤素族、钠、镁都依从这个规则。简单而言,当组成离子或分子的组成原子的最外电子层有八个电子,它们便会趋向稳定。

历史

19世纪末,已经有科学家发现配合物是由原子或分子组成,令其组成原子的原子价满足某条件。1893年Alfred Werner发现,与中央连接的原子或官能基的数目(“配位数”)通常是4或者6,最高可以是8,不过罕有发生。1904年,阿贝格提出阿贝格规则,指出元素化合价的最大正值和最小负值的相差通常为8。1916年,Gilbert N. Lewis在其“立方原子理论”制定八隅体规则时就使用了阿贝格规则。

概观

简单的说,当一个元素的价层拥有八个电子时,它被会被填满和变得稳定;这也是惰性气体不活跃的原因。注意:“被填满的层”是指当下层开始接受电子时,其价层有八个电子,即使更高的亚层(d、f,及其他)还没有被填满。在基态的原子最多只能容纳8个电子在其价层,因为s亚层被填满后,必定会填p亚层。于是,当p亚层被填满后,更多的电子只进入下一层,而成为价层。

根据八隅体规则,原子一般会通过得到、失去或分享电子以达成八隅体。原子的反应主要分成两种:离子、共价。

最常使用八隅体规则的原子是:* 碳,* 氧,* 卤素族 

例外

* 第一电子层的二隅体:氦气的最外层只有2个电子,十分稳定。(由于没有1p亚层,1s之上就是2s亚层,故第一电子层只能有最多2个电子。)氢可获得额外电子、锂可失去电子而变成这种稳定排列。

* 一些少于8个电子的原子组成缺电子化合物,因为不足孤偶电子形成键。这在硼的化合物中常见,其价层通常只有6个电子(如在BF3中)。此外,也可出现在碳烯中。

* 自由基(如一氧化氮)拥有一个或多个有“单数”电子数目的原子。

* 多于3个电子层的原子能容纳多于8个电子在其最外层。例如: 五氯化磷(PCl5)中的磷   六氟化硫(SF6)中的硫

* 在过渡金属中,十八电子规则取代了八隅体规则

(责任编辑:化学自习室)
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