læringsmål
- beskriv afvigelsen fra oktetreglen af frie radikaler
nøglepunkter
- mens størstedelen af forbindelser dannet af atomer under atomnummer 20 følger oktetreglen, er der mange eksempler på forbindelser, der ikke gør det.
- at have et ulige antal elektroner i et molekyle garanterer, at det ikke følger oktetreglen, fordi reglen kræver otte elektroner (eller to for brint) omkring hvert atom.
- de mest almindeligt forekommende stabile arter, der findes med et ulige antal elektroner, er kvælstofilter, såsom salpetersyre (NO) og kvælstofilte (NO2), som begge er frie radikaler og ikke overholder oktetreglen.
Vilkår
- fri radikalethvert molekyle, ion eller atom med en eller flere uparrede elektroner. De varierer i reaktivitet og stabilitet fra stærkt reaktive, der forekommer som forbigående (kortvarige) arter, til metastabile.
- metastabilof eller vedrører en fysisk eller kemisk tilstand, der er relativt langlivet, men kan henfalde til en lavere energitilstand, når den forstyrres.
- octet ruleatomer mister, vinder eller deler elektroner for at have en fuld valensskal på otte elektroner. Brint er en undtagelse, fordi det maksimalt kan rumme to elektroner i dets valensniveau.
frie radikaler
nogle elementer, især nitrogen, kan danne forbindelser, der ikke overholder oktetreglen. En klasse af sådanne forbindelser er dem, der har et ulige antal elektroner. Da oktetreglen kræver otte elektroner omkring hvert atom, skal et molekyle med et ulige antal elektroner adlyde oktetreglen. Molekyler med uparrede elektroner kaldes ‘ frie radikaler. Selvom det typisk er meget ustabilt og derfor meget reaktivt, udviser nogle frie radikaler stabilitet i dage, måneder eller endda år. Disse sidstnævnte forbindelser siges at være’ metastabile’, hvilket betyder, at de vil nedbrydes eller reagere, hvis de får tilstrækkelig tid, men er stabile nok i en betydelig mængde tid, fra dage til lige år, når de kun udsættes for mindre forstyrrelser.
eksempler på frie radikale molekyler
Husk at
af et molekyle skal skildre det samlede antal
Valens
elektroner
fra alle atomer, der er bundet sammen.
salpetersyre har formlen nr. Det samlede antal valenselektroner er 5 + 6=11. Derfor, uanset hvordan elektroner deles mellem nitrogen-og iltatomerne, er der ingen måde for nitrogen at have en oktet. Det vil have syv elektroner, forudsat at iltatomet tilfredsstiller oktet.
salpetersyre er et biprodukt af forbrændingsreaktioner, der forekommer i motorer, som dem i bilmotorer og kraftværker med fossilt brændstof. Det produceres også naturligt under elektrisk udladning af lyn under tordenvejr.
Nitrogen er den kemiske forbindelse med formlen NO2. Igen følger kvælstofreglen ikke oktetreglen for et af dets atomer, nemlig nitrogen. Det samlede antal valenselektroner er 5 + 2 (6)=17. Der er vedvarende radikal karakter på nitrogen, fordi det har en uparret elektron. De to iltatomer i dette molekyle følger oktetreglen.
Nitrogensyre er et mellemprodukt i den industrielle syntese af salpetersyre, hvoraf millioner af tons produceres hvert år. Denne rødbrune giftige gas har en karakteristisk skarp, bidende lugt og er et fremtrædende luftforurenende stof.