Regola dell’ottetto: cos’è, eccezioni ed esempi

La regola dell’ottetto consiste nel disporre gli atomi di una molecola in modo tale che ciascuno sia circondato da otto elettroni. Questa regola è attribuita a Gilbert Newton Lewis, che si rese conto che gli atomi sono più stabili quando raggiungono il numero di elettroni di valenza del gas nobile più vicino sulla tavola periodica.

La regola dell’ottetto è rappresentata dalle strutture di Lewis. Questi sono diagrammi che rappresentano gli elettroni di valenza degli atomi all’interno di una molecola. Queste cifre consentono una migliore visualizzazione degli elettroni che partecipano ai legami chimici.

Ad esempio, il difluoruro di ossigeno F2O è costituito da due atomi di fluoro e un atomo di ossigeno. L’ossigeno ha 6 elettroni di valenza nel suo guscio esterno, mentre il fluoro ha 7 elettroni nel suo guscio esterno. Affinché la regola dell’ottetto sia valida, l’ossigeno condivide due dei suoi elettroni, uno con ciascun atomo di fluoro. In questo modo, sia l’ossigeno che il fluoro sono circondati da otto elettroni, come mostrato in figura:

Nel caso del difluoruro di ossigeno, due elettroni sono condivisi tra l’ossigeno e un fluoro, formando un unico legame covalente.

La regola dell’ottetto nell’anidride carbonica CO2 è stabilita come segue: il carbonio ha quattro elettroni di valenza, mentre l’ossigeno ha sei elettroni nell’ultimo guscio. Quattro elettroni sono condivisi tra il carbonio e un ossigeno, due dal carbonio e due dall’ossigeno. Pertanto, tutti gli atomi hanno otto elettroni nel loro ultimo guscio di valenza, come mostrato di seguito:

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Ovviamente ogni regola ha la sua eccezione. Nel caso della regola dell’ottetto, ci sono tre occasioni in cui la regola non vale:

1. Quando c’è un numero dispari di elettroni di valenza

L’azoto ha 5 elettroni di valenza e l’ossigeno ha 6 elettroni. Quando si forma l’ossido di azoto, la somma degli elettroni di valenza dei due atomi è uguale a 11, un numero dispari. Quando si dispone la struttura di Lewis di questa molecola, l’azoto e l’ossigeno condividono quattro elettroni, formando un doppio legame covalente, l’ossigeno rimane con otto elettroni e l’azoto con sette.

2. Quando ci sono pochissimi elettroni di valenza

Nel trifluoruro di boro F3B, il boro condivide i suoi tre elettroni di valenza con ciascuno dei fluoro, che condividono anche un elettrone con il boro. Sebbene i fluoro abbiano otto elettroni nel loro ultimo guscio di valenza, il boro ha solo sei elettroni.

Altre molecole che non seguono la regola dell’ottetto in questo caso sono il metano di sodio NaCH3, l’idruro di boro BH3, il triossido di zolfo SO3, l’acido metafosforico HPO3, i composti del litio Li e il berillio Be.

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3. Quando ci sono troppi elettroni di valenza

Nel triossido di zolfo SO3, sia lo zolfo S che l’ossigeno O possiedono sei elettroni di valenza. Disponendo gli elettroni, solo gli ossigeni rimangono con otto elettroni nel loro guscio di valenza mentre lo zolfo rimane con 12 elettroni.

Altre molecole che si adattano a questa eccezione sono il pentacloruro di fosforo PCl5, l’esafluoruro di zolfo SF6, lo ione ottacianomolibdato Mo(CN)8-4.

regola del duetto

L’idrogeno ha un elettrone nel suo guscio di valenza e il gas nobile più vicino è l’elio che ha due elettroni. Quando l’idrogeno si lega con altri atomi, riempie il suo guscio di valenza con due elettroni, nota anche come regola del duetto.

Nell’esempio dell’acqua, l’ossigeno è circondato da otto elettroni, mentre gli idrogeni sono riempiti con due elettroni:

Riferimenti

Jensen, WB (1984) Abegg, Lewis, Langmuir e la regola dell’ottetto. J. Educazione chimica 61: 191-200. DOI:10.1021/ed061p191

Myers, R. (2003) Le basi della chimica. Greenwood Press. Londra.

Nassiff, P., Czerwinski, WA (2015) Insegnare agli studenti di chimica alle prime armi semplici strutture di punti di Lewis. J. Educazione chimica 92: 1409-1411. DOI: 10.1021/ed5007162

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