cel nauki
- opisz odchylenie od zasady oktetu przez wolne rodniki
kluczowe punkty
- podczas gdy większość związków utworzonych z atomów poniżej liczby atomowej 20 postępuje zgodnie z zasadą oktetu, istnieje wiele przykładów związków, które nie.
- posiadanie nieparzystej liczby elektronów w cząsteczce gwarantuje, że nie spełnia ona zasady oktetu, ponieważ reguła wymaga ośmiu elektronów (lub dwóch dla wodoru) wokół każdego atomu.
- najczęściej spotykanymi stabilnymi gatunkami, które istnieją z nieparzystą liczbą elektronów, są tlenki azotu, takie jak tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO2), z których oba są wolnymi rodnikami i nie spełniają zasady oktetu.
terminy
- wolna cząsteczka rodnikowa, jon lub atom z jednym lub więcej niesparowanymi elektronami. Różnią się reaktywnością i stabilnością od wysoce reaktywnych, występujących jako gatunki przejściowe (krótkotrwałe) do metastabilnych.
- zasada oktetu traci, zyskuje lub dzieli elektrony, aby mieć pełną powłokę walencyjną ośmiu elektronów. Wodór jest wyjątkiem, ponieważ może pomieścić maksymalnie dwa elektrony na swoim poziomie walencyjnym.
wolne rodniki
niektóre pierwiastki, w szczególności azot, mogą tworzyć związki, które nie są zgodne z zasadą oktetu. Jedną z klas takich związków są te, które mają nieparzystą liczbę elektronów. Ponieważ zasada oktetu wymaga ośmiu elektronów wokół każdego atomu, cząsteczka o nieparzystej liczbie elektronów musi przestrzegać zasady oktetu. Cząsteczki o niesparowanych elektronach nazywane są ” wolnymi rodnikami.”Podczas gdy zazwyczaj wysoce niestabilny, a zatem wysoce reaktywny, niektóre wolne rodniki wykazują stabilność dni, miesięcy, a nawet lat. Te ostatnie związki są uważane za „metastabilne”, co oznacza, że będą się rozkładać lub reagować, jeśli zostanie im wystarczająco dużo czasu, ale są wystarczająco stabilne przez znaczną ilość czasu, od dni do lat parzystych, gdy zostaną poddane tylko niewielkim zakłóceniom.
przykłady cząsteczek wolnych rodników
przypomnij sobie, że
struktura Lewisa
cząsteczki musi przedstawiać całkowitą liczbę
Walencji
elektronów
ze wszystkich atomów, które są połączone ze sobą.
tlenek azotu ma wzór nr. Całkowita liczba elektronów walencyjnych wynosi 5+6=11. Dlatego bez względu na to, jak elektrony są dzielone między atomami azotu i tlenu, nie ma możliwości, aby azot miał oktet. Będzie miał siedem elektronów, zakładając, że atom tlenu spełnia oktet.
tlenek azotu jest produktem ubocznym reakcji spalania, które występują w silnikach, takich jak silniki samochodowe i elektrownie na paliwa kopalne. Jest również wytwarzany naturalnie podczas wyładowań elektrycznych pioruna podczas burz.
dwutlenek azotu jest związkiem chemicznym o wzorze NO2. Ponownie, dwutlenek azotu nie jest zgodny z zasadą oktetu dla jednego z jego atomów, a mianowicie azotu. Całkowita liczba elektronów walencyjnych wynosi 5+2(6)=17. Na azocie występuje trwały charakter rodnikowy, ponieważ ma on niesparowany elektron. Dwa atomy tlenu w tej cząsteczce są zgodne z zasadą oktetu.
dwutlenek azotu jest półproduktem w przemysłowej syntezie kwasu azotowego, którego miliony ton produkuje się każdego roku. Ten czerwonawo-brązowy toksyczny gaz ma charakterystyczny ostry, gryzący zapach i jest widocznym zanieczyszczeniem powietrza.