leerdoel
- Beschrijf de afwijking van het octet regel door vrije radicalen
Belangrijkste Punten
- Terwijl de meerderheid van de verbindingen gevormd uit atomen hieronder atoomnummer 20 volg de octet regel, er zijn veel voorbeelden van stoffen die dat niet doen.
- een oneven aantal elektronen in een molecuul garandeert dat het niet de octetregel volgt, omdat de regel acht elektronen (of twee voor waterstof) rond elk atoom vereist.
- de meest voorkomende stabiele soorten met een oneven aantal elektronen zijn stikstofoxiden, zoals stikstofoxide (NO) en stikstofdioxide (NO2), die beide vrije radicalen zijn en de octetregel niet naleven.
termen
- molecule, ion of atoom van vrije radicalen met één of meer ongepaarde elektronen. Ze variëren in reactiviteit en stabiliteit van zeer reactieve, voorkomende als voorbijgaande (kortlevende) soorten, metastabiele.
- gemetastaseerd of behorend tot een relatief langlevende fysische of chemische toestand, maar kan bij verstoring vervallen tot een lagere energietoestand.
- octetregelatomen verliezen, winnen of delen elektronen om een volledige valentieschil van acht elektronen te hebben. Waterstof is een uitzondering omdat het maximaal twee elektronen in zijn valentie niveau kan houden.
vrije radicalen
sommige elementen, met name stikstof, kunnen verbindingen vormen die niet aan de octetregel voldoen. Een klasse van dergelijke verbindingen zijn die met een oneven aantal elektronen. Aangezien de octetregel acht elektronen rond elk atoom vereist, moet een molecuul met een oneven aantal elektronen de octetregel niet gehoorzamen. De Molecules met ongepaarde elektronen worden genoemd ‘ vrije radicalen.’Hoewel sommige vrije radicalen doorgaans zeer onstabiel en daardoor zeer reactief zijn, vertonen ze stabiliteit van dagen, maanden of zelfs jaren. Van deze laatste verbindingen wordt gezegd dat ze ‘metasteerbaar’ zijn, wat betekent dat ze ontbinden of reageren als ze voldoende tijd krijgen, maar stabiel genoeg zijn voor een aanzienlijke hoeveelheid tijd, van dagen tot zelfs jaren, wanneer ze worden onderworpen aan slechts kleine verstoringen.
voorbeelden van moleculen met vrije radicalen
herinneren eraan dat de
Lewis-structuur
van een molecuul het totale aantal
valentie
elektronen
van alle atomen die aan elkaar zijn gebonden, moet weergeven.
stikstofmonoxide heeft de formule nr. Het totale aantal valentie-elektronen is 5 + 6 = 11. Daarom, ongeacht hoe elektronen worden gedeeld tussen de stikstof en zuurstofatomen, is er geen manier voor stikstof om een octet te hebben. Het zal zeven elektronen hebben, ervan uitgaande dat het zuurstofatoom wel voldoet aan het octet.
stikstofmonoxide is een bijproduct van verbrandingsreacties die optreden in motoren, zoals die in automotoren en fossiele-brandstofcentrales. Het wordt ook natuurlijk geproduceerd tijdens de elektrische ontlading van bliksem tijdens onweer.
stikstofdioxide is de chemische verbinding met de formule NO2. Nogmaals, stikstofdioxide volgt niet de octetregel voor een van zijn atomen, namelijk stikstof. Het totale aantal valentie-elektronen is 5+2 (6) = 17. Er is persistent radicaal karakter op stikstof omdat het een ongepaarde elektron heeft. De twee zuurstofatomen in dit molecuul volgen de octetregel.
stikstofdioxide is een tussenproduct in de industriële synthese van salpeterzuur, waarvan miljoenen tonnen per jaar worden geproduceerd. Dit roodbruine giftige gas heeft een kenmerkende scherpe, bijtende geur en is een prominente luchtverontreinigende stof.