Quy tắc octet là một nguyên tắc hóa học quan trọng, nhưng nó không phải lúc nào cũng đúng cho mọi phân tử. Vậy, Quy Tắc Octet Không đúng Với Trường Hợp Phân Tử Chất Nào Sau đây? Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này.
Quy tắc octet phát biểu rằng các nguyên tử có xu hướng liên kết theo cách mà mỗi nguyên tử có tám electron trong lớp vỏ hóa trị của nó, giúp đạt được cấu hình electron bền vững giống như khí hiếm. Tuy nhiên, có nhiều trường hợp ngoại lệ quan trọng cần xem xét.
Xét ví dụ sau:
A. H2S
B. PCl5
C. SiO2
D. Br2
Trong các lựa chọn trên, đáp án chính xác là B. PCl5. Vì sao lại như vậy?
Quy tắc octet không đúng với trường hợp phân tử PCl5 vì nguyên tử phosphorus (P) ở trung tâm liên kết với năm nguyên tử chlorine (Cl). Điều này dẫn đến việc phosphorus có tổng cộng 10 electron xung quanh nó (5 liên kết đơn, mỗi liên kết đóng góp 2 electron), vượt quá con số 8 theo quy tắc octet. Những phân tử như PCl5, nơi nguyên tử trung tâm có nhiều hơn 8 electron trong lớp vỏ hóa trị, được gọi là các phân tử “bát tử mở rộng” hoặc “hypervalent”.
Các trường hợp ngoại lệ khác của quy tắc octet:
-
Phân tử thiếu electron: Các phân tử như BF3, BeCl2, trong đó nguyên tử trung tâm chỉ có ít hơn 8 electron. Boron trong BF3 chỉ có 6 electron xung quanh nó.
-
Gốc tự do: Các phân tử có số electron lẻ, ví dụ NO, ClO2. Chúng không thể thỏa mãn quy tắc octet cho tất cả các nguyên tử.
-
Các nguyên tố chu kỳ 3 trở xuống: Các nguyên tố này có thể có nhiều hơn 8 electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng do sự tham gia của orbital d. Ví dụ SF6, H2SO4.
Tại sao quy tắc octet lại có ngoại lệ?
Quy tắc octet là một quy tắc hữu ích để dự đoán cấu trúc của nhiều phân tử, đặc biệt là các phân tử chứa carbon, nitrogen, oxygen và fluorine. Tuy nhiên, nó không phải là một quy tắc tuyệt đối. Các ngoại lệ xảy ra do nhiều yếu tố, bao gồm:
- Kích thước nguyên tử: Các nguyên tử lớn hơn có thể chứa nhiều electron hơn trong lớp vỏ hóa trị của chúng.
- Độ âm điện: Sự khác biệt về độ âm điện giữa các nguyên tử có thể ảnh hưởng đến sự phân bố electron trong phân tử.
- Sự tham gia của orbital d: Các nguyên tố chu kỳ 3 trở xuống có thể sử dụng orbital d để hình thành nhiều liên kết hơn.
Hiểu rõ các trường hợp ngoại lệ của quy tắc octet là rất quan trọng để dự đoán và giải thích cấu trúc cũng như tính chất của các phân tử khác nhau.
