八隅體規則

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二氧化碳路易斯結構──中央的碳原子及兩側的氧原子均被八個電子包圍。

八隅體規則(或稱八電子規則)是化學中一個簡單的規則,即原子間的組合趨向令各電子的價層都擁有八個電子,與惰性氣體擁有相同的電子排列。主族元素,如鹵素族、都依從這個規則。簡單而言,當組成離子分子的組成原子的最外電子層有八個電子,它們便會趨向穩定,而若不满8个时,原子间会互相共享或交换电子达到平衡稳定。例如Cl与Na形成NaCl的结构。

第一層電子最多有2個,第二層8個,第三層18個,第四層32個。公式為2n2

歷史[编辑]

19世紀末,已經有科學家發現配合物是由原子或分子組成,令其組成原子的原子價滿足某條件。1893年阿尔弗雷德·维尔纳發現,與中央連接的原子或官能基的數目(「配位數」)通常是4或者6,最高可以是8,不過罕有發生。1904年,阿貝格提出阿貝格規則,指出元素化合價的最大正值和最小負值的相差通常為8。1916年,吉爾伯特·路易斯在其「立方原子理論」制定八隅體規則時就使用了阿貝格規則

概觀[编辑]

簡單的說,當一個元素的價層擁有八個電子時,它便會被填滿和變得穩定;這也是惰性氣體不活躍的原因。注意:「被填滿的層」是指當下層開始接受電子時,其價層有八個電子,即使更高的亞層(df,及其他)還沒有被填滿。在基態的原子最多只能容納8個電子在其價層,因為s亞層被填滿後,必定會填p亞層。於是,當p亞層被填滿後,更多的電子只進入下一層,而成為價層。

根據八隅體規則,原子一般會透過得到、失去或分享電子以達成八隅體。原子的反應主要分成兩種:離子共價

最常使用八隅體規則的原子是:

例外[编辑]

  • 第一電子層的二隅體:氣的最外層只有2個電子,十分穩定。(由於沒有1p亞層,1s之上就是2s亞層,故第一電子層只能有最多2個電子。)可獲得額外電子、可失去電子而變成這種穩定排列。
  • 一些少於8個電子的原子組成缺電子化合物,因為不足孤偶電子形成鍵。這在的化合物中常見,其價層通常只有6個電子(如在BF3中)。此外,也可出現在碳烯中。
  • 自由基(如一氧化氮)擁有一個或多個有「單數」電子數目的原子。
  • 多於3個電子層的原子能容納多於8個電子在其最外層,因为超过原子序11时,第三层电子层出现d亚层 (sub-shell),可以超越八隅体。例如:
  • 過渡金屬中,十八電子規則取代了八隅體規則。