A regra do octeto se refere à tendência dos átomos de preferir ter oito elétrons na camada de valência. Então, quando os átomos têm menos de oito elétrons, eles tendem a reagir e formar compostos mais estáveis. Dessa forma, ao discutir a regra do octeto, não consideramos os elétrons d ou f. Portanto, apenas os elétrons s e p estão envolvidos na regra do octeto, tornando-a útil para os elementos do grupo principal (elementos que não estão no metal de transição ou blocos de metal de transição interna).
Um pouco de história da regra do octeto
No final do século 19, sabia-se que os compostos de coordenação (anteriormente chamados de “compostos moleculares”) eram formados, sobretudo, pela combinação de átomos ou moléculas de tal maneira que as valências dos átomos envolvidos aparentemente eram satisfeitas. Em 1893, Alfred Werner mostrou que o número de átomos ou grupos associados a um átomo central (o “número de coordenação”) costuma ser 4 ou 6; outros números de coordenação até um máximo de 8 eram conhecidos, mas menos frequentes. Por conseguinte, em 1904, Richard Abegg foi um dos primeiros a estender o conceito de número de coordenação a um conceito de valência. Então, ele distinguia átomos como doadores ou aceitadores de elétrons. Dessa foram, os estados de valência positivos e negativos se assemelham muito ao conceito moderno de estados de oxidação.
Abegg observou que a diferença entre as valências máximas positivas e negativas de um elemento em seu modelo é frequentemente oito. Gilbert N. Lewis se referiu a esse insight como a regra de Abegg e a usou para ajudar a formular seu modelo de átomo cúbico e a “regra dos oito”, que começou a distinguir entre elétrons de valência e de valência. Em 1919, Irving Langmuir refinou ainda mais esses conceitos e os renomeou como “átomo de octeto cúbico” e “teoria do octeto”. A “teoria do octeto” evoluiu para o que agora é conhecido como “regra do octeto”.
Visão geral
Em suma, a camada de valência de um elemento é cheia e mais estável quando contém oito elétrons (esta estabilidade é a razão pela qual os gases nobres são tão não reativos). Observe que uma “camada completa” significa que há oito elétrons na camada de valência quando a próxima camada começa a ser preenchida, mesmo que as subcamadas superiores (d, f etc.) não tenham sido preenchidas. Pode haver no máximo oito elétrons de valência em um átomo do estado fundamental. ou seja, tem-se as subcamadas p e depois a subcamada s da próxima camada. Isso significa que, uma vez que existem 8 elétrons de valência (quando a subcamada p é preenchida), o próximo elétron adicional vai para a próxima camada, que, então, torna-se a camada de valência.
Uma consequência da regra do octeto é que os átomos geralmente reagem ganhando, perdendo ou compartilhando elétrons para obter um octeto completo de elétrons de valência. A reação dos átomos ocorre principalmente de duas maneiras: ionicamente e covalentemente.
Alguns dos átomos para os quais a regra do octeto é mais útil são:
Tabela mostrando os elementos que obedecem a regra do octeto
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Tabelas periódicas para moléculas
As moléculas diatômicas comuns
Exceções a regra do octeto
- A regra do octeto da primeira camada – o gás nobre hélio tem dois elétrons em sua camada externa, que é muito estável (Como não há subcamada 1p, 1s é seguido imediatamente por 2s e, portanto, a camada 1 só pode ter no máximo 2 elétrons de valência). O hidrogênio só precisa de um elétron adicional para atingir essa configuração estável, enquanto o lítio precisa perder um.
- A deficiência de elétrons ocorre em compostos covalentes quando um átomo tem menos de oito elétrons e não tem elétrons desemparelhados com os quais fazer mais ligações. Isso é freqüentemente visto em compostos de boro, que geralmente têm apenas 6 elétrons na camada de valência (por exemplo, BF3), e ocorre em algumas espécies reativas como os carbenos.
- Os radicais livres (por exemplo, óxido nítrico) contêm um ou mais átomos com um número ímpar de elétrons.
- Átomos com 3 ou mais camadas de elétrons podem acomodar mais de oito elétrons em sua camada externa (hipervalência). Exemplos incluem:
- Fósforo em pentacloreto de fósforo, PCl5.
- Enxofre em hexafluoreto de enxofre, SF6.
- A regra dos 18 elétrons substitui a regra do octeto nos metais de transição.
Exemplos para entender um pouco a regra do octeto
- O cloro (Cl) tem número atômico equivalente a 17 e sete elétrons na camada de valência. Logo, para obter a estabilidade precisa de apenas um elétron. Neste caso, o Cloro compartilha um par de elétrons através das combinações químicas, podendo unir-se a outro par de átomo de cloro, formando a molécula de (Cl2).
Portanto, a última camada fica completa com oito elétrons, atendo aos requisitos para o alcance da regra do octeto.
- O cloro possui 7 elétrons e precisa apenas de mais um para obter estabilidade. O oxigênio, diferente disso, possui seis elétrons na camada de valência. Para conseguir o equilíbrio eletrônico, ele precisa de mais dois pares de elétrons por meio das ligações químicas.
O oxigênio realiza uma ligação covalente e compartilhar dois pares de elétrons com o hidrogênio para formar a molécula de água. Então, cada hidrogênio compartilha cada um dos seus elétrons.
Logo, o oxigênio fica com oito elétrons na última camada.