az oktet szabály megsértése

kivétel 2: hiányos oktett

a második kivétel az oktett szabály alól, ha túl kevés valence elektron van, ami hiányos oktettet eredményez. Még több olyan eset van, amikor az oktett szabály nem adja meg a molekula vagy az ion legmegfelelőbb ábrázolását. Ez a helyzet a hiányos oktettekkel is. A hiányos oktettekkel rendelkező fajok meglehetősen ritkák, és általában csak néhány berilliumban, alumíniumban és bórvegyületekben találhatók meg, beleértve a bórhidrideket is., Vessünk egy pillantást egy ilyen hidridre, \(BH_3\) (Borane).

Ha valaki Lewis-struktúrát készít a\ (BH_3\) számára a Lewis-struktúrák rajzolásának alapvető stratégiáit követve, akkor valószínűleg fel fog jönni ezzel a struktúrával (3.ábra):

a probléma ezzel a szerkezettel az, hogy a bór hiányos oktettel rendelkezik; csak hat elektron van körülötte., A hidrogénatomoknak természetesen csak 2 elektronja lehet A legkülső héjában (oktett változatuk), és mint ilyen, nincsenek tartalék elektronok, amelyek kettős kötést képeznének a bórral. Feltételezhető, hogy ennek a struktúrának a teljes oktettek kialakításának elmulasztása azt jelenti, hogy ennek a kötésnek kovalens helyett ionikusnak kell lennie., Azonban, bór van egy electronegativity, hogy nagyon hasonló hidrogén, vagyis valószínűleg nagyon kis ionos karakter a hidrogén bór kötvények, s mint ilyen ez a Lewis szerkezet, bár nem teljesíti a oktett szabály, valószínűleg a legjobb struktúra lehetséges ábrázoló BH3 Lewis elmélete. Az egyik dolog, ami a BH3 hiányos oktettjét jelentheti, az, hogy általában átmeneti faj, amely ideiglenesen alakul ki olyan reakciókban, amelyek több lépést tartalmaznak.

vessünk egy pillantást egy másik hiányos oktetthelyzetre, amely a bórral, a BF3-mal (bór-trifluorin) foglalkozik., A BH3-hoz hasonlóan a BF3 Lewis-szerkezetének kezdeti rajza olyan szerkezetet képez, amelyben a bórnak csak hat elektronja van körülötte (4.ábra).

Ha a 4. Ábra, akkor láthatjuk, hogy a fluor atomok rendelkeznek extra magányos párokat, hogy használni tudják, hogy további kötvények, bór, talán azt hiszi, hogy csak annyit kell tennie, hogy egy magányos pár a kötvény, illetve a szerkezet lesz megfelelő., Ha hozzátesszük, hogy egy kettős kötés között bór a fluorines a következő Lewis Szerkezet (5. Ábra):

Minden fluor nyolc elektronok, a bór atom nyolc is! Minden atomnak tökéletes oktettje van, igaz? Ne olyan gyorsan. Meg kell vizsgálnunk ennek a struktúrának a hivatalos vádjait. A bórral kettős kötést osztó fluor körül hat elektron van (négy a két magányos elektronpárból, egy pedig a bórral való két kötéséből)., Ez eggyel kevesebb elektron, mint a valence elektronok száma, amelyek természetesen lennének (a hét elem csoportjában hét valence elektron van), tehát formális töltése +1. A bórral egykötésű két liszt körül hét elektron van (hat a három magányos párból, egy pedig a bórral való egyetlen kötésükből). Ez ugyanaz az összeg, mint a valence elektronok száma, amelyek önmagukban lennének, tehát mindkettőnek nulla formális töltése van. Végül a bórnak négy elektronja van körülötte (mindegyik négy kötéséből egy fluorral megosztott)., Ez még egy elektron, mint a bór által önmagában birtokolt valenciaelektronok száma, és mint ilyen bór formális töltése -1.

Ez a struktúra támogatja az a tény, hogy a kísérletileg meghatározott bond hossza a bór, hogy fluor kötvények a BF3 kevesebb, mint mi lenne a tipikus egyetlen bond (lásd Bond Megrendelés Hosszúságú)., Ez a struktúra azonban ellentmond a formális díjak egyik fő szabályának: a negatív formális díjakat állítólag a kötésben lévő elektronegatív atom(ok) On kell megtalálni, de az 5.ábrán ábrázolt struktúrában pozitív formális töltés található a fluor-on, amely nemcsak a szerkezet legelektronegatívabb eleme, hanem a teljes periódusos táblázat legelektronegatívabb eleme (\chi=4.0\)). A bór viszont, a sokkal alacsonyabb elektronegativitással, a 2.0-val, negatív formális töltéssel rendelkezik ebben a struktúrában., Ez a formális töltés-Elektronegativitás nézeteltérés lehetetlenné teszi ezt a kettős kötésű szerkezetet.

azonban a nagy elektronegativitási különbség itt, szemben a BH3-ban, jelentős poláris kötéseket jelent a bór és a fluor között, ami azt jelenti, hogy ennek a molekulának nagy Ionos jellege van. Ez egy félionos szerkezet lehetőségét sugallja, mint például a 6. ábrán látható:

e három struktúra egyike sem a “helyes” szerkezet ebben a példában., A leginkább” helyes ” szerkezet valószínűleg mindhárom struktúra rezonanciája: a hiányos oktettel (4.ábra), a kettős kötéssel (5. ábra), az ionos kötéssel (6. ábra). A leginkább hozzájáruló szerkezet valószínűleg a hiányos oktettszerkezet (mivel az 5. ábra alapvetően lehetetlen, a 6. ábra pedig nem egyezik meg a BF3 viselkedésével és tulajdonságaival). Mint látható, még akkor is, ha más lehetőségek is léteznek, a hiányos oktétek legjobban ábrázolhatják a molekuláris struktúrát.,

mellékjegyként fontos megjegyezni, hogy a BF3 gyakran kötődik egy F – ionhoz, hogy BF4 – et képezzen-ahelyett, hogy BF3-ként maradna. Ez a szerkezet kiegészíti a bór oktettjét, és a természetben gyakoribb. Ez példázza azt a tényt, hogy a hiányos oktettek ritkák, más konfigurációk általában kedvezőbbek, beleértve a további ionokkal való kötést, mint a BF3 esetében .