lärande mål
- beskriv avvikelsen från oktettregeln av fria radikaler
viktiga punkter
- medan majoriteten av föreningar bildade från atomer under atomnummer 20 följer oktettregeln, det finns många exempel på föreningar som inte gör det.
- att ha ett udda antal elektroner i en molekyl garanterar att den inte följer oktettregeln, eftersom regeln kräver åtta elektroner (eller två för väte) runt varje atom.
- de vanligaste stabila arterna som finns med ett udda antal elektroner är kväveoxider, såsom kväveoxid (NO) och kvävedioxid (NO2), som båda är fria radikaler och inte följer oktettregeln.
villkor
- fri radikalnågon molekyl, jon eller atom med en eller flera oparade elektroner. De varierar i reaktivitet och stabilitet från mycket reaktiva, som uppträder som övergående (kortlivade) arter, till metastabila.
- metastableOf eller som hänför sig till ett fysiskt eller kemiskt tillstånd som är relativt långlivat, men kan sönderfalla till ett lägre energitillstånd när det störs.
- oktettregelatomer förlorar, får eller delar elektroner för att få ett fullt valensskal med åtta elektroner. Väte är ett undantag eftersom det kan hålla högst två elektroner i sin valensnivå.
fria radikaler
vissa element, framför allt kväve, kan bilda föreningar som inte följer oktettregeln. En klass av sådana föreningar är de som har ett udda antal elektroner. Eftersom oktettregeln kräver åtta elektroner runt varje atom, måste en molekyl med ett udda antal elektroner inte lyda oktettregeln. Molekyler med oparade elektroner kallas fria radikaler. Medan typiskt mycket instabil, och därför mycket reaktiv, vissa fria radikaler uppvisar stabilitet dagar, månader, eller till och med år. Dessa senare föreningar sägs vara ’metastabila’, vilket innebär att de kommer att sönderdelas eller reagera om de ges tillräckligt med tid, men är stabila nog för en avsevärd tid, från dagar till jämn år, när de utsätts för endast mindre störningar.
exempel på fria radikala molekyler
minns att
Lewis-strukturen
i en molekyl måste skildra det totala antalet
Valens
elektroner
från alla atomer som är bundna ihop.
kväveoxid har formeln Nej. Det totala antalet valenselektroner är 5 + 6=11. Därför, oavsett hur elektroner delas mellan kväve-och syreatomerna, finns det inget sätt för kväve att ha en oktett. Det kommer att ha sju elektroner, förutsatt att syreatomen uppfyller oktetten.
kväveoxid är en biprodukt av förbränningsreaktioner som uppstår i motorer, som i bilmotorer och kraftverk för fossila bränslen. Det produceras också naturligt under elektrisk urladdning av blixtnedslag under åskväder.
kvävedioxid är den kemiska föreningen med formeln NO2. Återigen följer kvävedioxid inte oktettregeln för en av dess atomer, nämligen kväve. Det totala antalet valenselektroner är 5 + 2 (6)=17. Det finns ihållande radikal karaktär på kväve eftersom den har en oparad elektron. De två syreatomerna i denna molekyl följer oktettregeln.
kvävedioxid är en mellanprodukt i den industriella syntesen av salpetersyra, varav miljoner ton produceras varje år. Denna rödbruna giftiga gas har en karakteristisk skarp, bitande lukt och är ett framträdande luftföroreningar.