obiectivul de învățare
- descrie abaterea de la regula octetului de către radicalii liberi
puncte cheie
- în timp ce majoritatea compușilor formați din atomi sub numărul atomic 20 respectă regula octetului, există multe exemple de compuși care nu.
- având un număr impar de electroni într-o moleculă garantează că nu respectă regula octetului, deoarece regula necesită opt electroni (sau doi pentru hidrogen) în jurul fiecărui atom.
- cele mai frecvent întâlnite specii stabile care există cu un număr impar de electroni sunt oxizii de azot, cum ar fi oxidul nitric (NO) și dioxidul de azot (NO2), ambii fiind radicali liberi și nu respectă regula octetului.
Termeni
- radicalorice moleculă, ion sau atom cu unul sau mai mulți electroni nepereche. Acestea variază în reactivitate și stabilitate de la foarte reactive, care apar ca specii tranzitorii (de scurtă durată), până la metastabile.
- metastabil sau aparținând unei stări fizice sau chimice care are o durată relativ lungă de viață, dar se poate descompune la o stare de energie mai mică atunci când este perturbată.
- octet ruleAtoms pierd, câștigă sau împart electroni pentru a avea o coajă de valență completă de opt electroni. Hidrogenul este o excepție, deoarece poate deține maximum doi electroni în nivelul său de valență.
radicalii liberi
unele elemente, în special azotul, pot forma compuși care nu respectă regula octetului. O clasă de astfel de compuși sunt cei care au un număr impar de electroni. Deoarece regula octetului necesită opt electroni în jurul fiecărui atom, o moleculă cu un număr impar de electroni trebuie să nu se supună regulii octetului. Moleculele cu electroni nepereche sunt denumite radicali liberi. Deși sunt de obicei foarte instabili și, prin urmare, foarte reactivi, unii radicali liberi prezintă stabilitate de zile, luni sau chiar ani. Se spune că acești compuși din urmă sunt metastabili, ceea ce înseamnă că se vor descompune sau vor reacționa dacă li se acordă suficient timp, dar sunt suficient de stabili pentru o perioadă considerabilă de timp, de la zile la chiar ani, când sunt supuși doar unor tulburări minore.
Exemple de molecule de radicali liberi
amintesc că
structura Lewis
a unei molecule trebuie să descrie numărul total de
valență
electroni
din toți atomii care sunt legați împreună.
oxidul Nitric are formula nr. Numărul total de electroni de valență este de 5 + 6=11. Prin urmare, indiferent de modul în care electronii sunt împărțiți între atomii de azot și oxigen, nu există nicio modalitate ca azotul să aibă un octet. Va avea șapte electroni, presupunând că atomul de oxigen satisface octetul.
oxidul Nitric este un produs secundar al reacțiilor de ardere care apar în motoare, cum ar fi cele din motoarele auto și centralele electrice pe combustibili fosili. De asemenea, este produs în mod natural în timpul descărcării electrice a fulgerului în timpul furtunilor.
dioxidul de azot este compusul chimic cu formula NO2. Din nou, dioxidul de azot nu respectă regula octetului pentru unul dintre atomii săi, și anume azotul. Numărul total de electroni de valență este de 5 + 2 (6)=17. Există un caracter radical persistent asupra azotului, deoarece are un electron nepereche. Cei doi atomi de oxigen din această moleculă urmează regula octetului.
dioxidul de azot este un intermediar în sinteza industrială a acidului azotic, din care milioane de tone sunt produse în fiecare an. Acest gaz toxic roșu-brun are un miros caracteristic ascuțit, mușcător și este un poluant proeminent al aerului.