Objetivo de aprendizaje
- Describir la desviación de la regla del octeto por radicales libres
Puntos Clave
- Mientras que la mayoría de los compuestos formados a partir de átomos por debajo del número atómico 20 siguen la regla del octeto, hay muchos ejemplos de compuestos que no lo hacen.
- Tener un número impar de electrones en una molécula garantiza que no siga la regla del octeto, porque la regla requiere ocho electrones (o dos para el hidrógeno) alrededor de cada átomo.
- Las especies estables más comunes que existen con un número impar de electrones son los óxidos de nitrógeno, como el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2), los cuales son radicales libres y desobedecen la regla del octeto.
Términos
- radicalalquier molécula, ion o átomo libre con uno o más electrones no emparejados. Varían en reactividad y estabilidad, desde especies altamente reactivas, que ocurren como especies transitorias (de corta vida), hasta metaestables.
- metastableOf o perteneciente a un estado físico o químico que es relativamente de larga duración, pero que puede decaer a un estado de energía más baja cuando se perturba.
- las reglas de octetos pierden, ganan o comparten electrones para tener una capa de valencia completa de ocho electrones. El hidrógeno es una excepción porque puede contener un máximo de dos electrones en su nivel de valencia.
Radicales libres
Algunos elementos, sobre todo el nitrógeno, pueden formar compuestos que no obedecen a la regla del octeto. Una clase de tales compuestos son aquellos que tienen un número impar de electrones. Como la regla del octeto requiere ocho electrones alrededor de cada átomo, una molécula con un número impar de electrones debe desobedecer la regla del octeto. Las moléculas con electrones no emparejados se denominan radicales libres.»Aunque típicamente son altamente inestables y, por lo tanto, altamente reactivos, algunos radicales libres exhiben estabilidad de días, meses o incluso años. Se dice que estos últimos compuestos son ‘metaestables’, lo que significa que se descompondrán o reaccionarán si se les da el tiempo suficiente, pero son lo suficientemente estables para una cantidad considerable de tiempo, desde días hasta años pares, cuando se someten solo a perturbaciones menores.
Ejemplos de moléculas de Radicales Libres
Recuerdan que la estructura
de Lewis
de una molécula debe representar el número total de
valencia
electrones
de todos los átomos que están unidos entre sí.
El óxido nítrico tiene el número de fórmula. El número total de electrones de valencia es 5 + 6 = 11. Por lo tanto, no importa cómo se compartan los electrones entre los átomos de nitrógeno y oxígeno, no hay forma de que el nitrógeno tenga un octeto. Tendrá siete electrones, suponiendo que el átomo de oxígeno satisface el octeto.
El óxido nítrico es un subproducto de las reacciones de combustión que se producen en los motores, como los de los motores de automóviles y las centrales eléctricas de combustibles fósiles. También se produce naturalmente durante la descarga eléctrica de rayos durante tormentas eléctricas.
El dióxido de nitrógeno es el compuesto químico con la fórmula NO2. De nuevo, el dióxido de nitrógeno no sigue la regla del octeto para uno de sus átomos, el nitrógeno. El número total de electrones de valencia es 5 + 2 (6) = 17. Hay un carácter radical persistente en el nitrógeno porque tiene un electrón no emparejado. Los dos átomos de oxígeno en esta molécula siguen la regla del octeto.
El dióxido de nitrógeno es un intermediario en la síntesis industrial de ácido nítrico, del cual se producen millones de toneladas cada año. Este gas tóxico de color marrón rojizo tiene un olor característico agudo y mordaz y es un contaminante prominente del aire.