化學鍵與分子形狀

八隅體規則

原子為什麼會成鍵?一個簡單卻出奇有用的回答是:主族原子傾向於得到、失去或共享電子,直到自己周圍有八個價電子——這正是氖、氬等稀有氣體所擁有的穩定數目。這就是八隅體規則,是你將要畫的大多數路易斯結構背後的經驗法則。

八之所以特殊,是因為一個殼層裡填滿的 s 和 p 一共容納二加六等於八個電子(一個 s 軌道和三個 p 軌道)。原子可以通過轉移電子達到八隅體(鈉失去一個變得像氖,氯得到一個變得像氬——這就是離子鍵),也可以通過共享達到(兩個氯共享一對,於是各自數得八個——這就是共價鍵)。氫是標準的例外:它只要兩個電子、填滿 1s 就滿足了,是二重態而非八隅體。

八隅體規則對第二週期的碳、氮、氧、氟極其好用,所以它會被最先教授。但無機化學裡充滿了誠實的例外:像 BF3 中的硼這樣的缺電子原子只有六個電子就罷手;像 SF6 中的硫或 PF5 中的磷這樣的超價原子周圍超過八個電子;而像 NO 和 NO2 這樣的奇電子分子有一個未成對電子,根本無法把所有電子配對。把八隅體規則當成強有力的默認假設,而不是自然定律。

在 CO2 中,碳與每個氧各形成一個雙鍵;數一數共享電子,碳看到八個、每個氧也看到八個,於是每個原子都滿足八隅體規則,這個分子是該規則的教科書式成功。

二氧化碳:每個原子都湊足八隅體。

八隅體規則是指導原則,而非定律;它在硼和鈹(電子太少)、第三週期及更重的中心原子(超過八個)以及任何電子數為奇數的分子上都會例行失效。

又稱
rule of eight八电子规则八電子規則