化学键与分子形状
八隅体规则
原子为什么会成键?一个简单却出奇有用的回答是:主族原子倾向于得到、失去或共享电子,直到自己周围有八个价电子——这正是氖、氩等稀有气体所拥有的稳定数目。这就是八隅体规则,是你将要画的大多数路易斯结构背后的经验法则。
八之所以特殊,是因为一个壳层里填满的 s 和 p 一共容纳二加六等于八个电子(一个 s 轨道和三个 p 轨道)。原子可以通过转移电子达到八隅体(钠失去一个变得像氖,氯得到一个变得像氩——这就是离子键),也可以通过共享达到(两个氯共享一对,于是各自数得八个——这就是共价键)。氢是标准的例外:它只要两个电子、填满 1s 就满足了,是二重态而非八隅体。
八隅体规则对第二周期的碳、氮、氧、氟极其好用,所以它会被最先教授。但无机化学里充满了诚实的例外:像 BF3 中的硼这样的缺电子原子只有六个电子就罢手;像 SF6 中的硫或 PF5 中的磷这样的超价原子周围超过八个电子;而像 NO 和 NO2 这样的奇电子分子有一个未成对电子,根本无法把所有电子配对。把八隅体规则当成强有力的默认假设,而不是自然定律。
在 CO2 中,碳与每个氧各形成一个双键;数一数共享电子,碳看到八个、每个氧也看到八个,于是每个原子都满足八隅体规则,这个分子是该规则的教科书式成功。
二氧化碳:每个原子都凑足八隅体。
八隅体规则是指导原则,而非定律;它在硼和铍(电子太少)、第三周期及更重的中心原子(超过八个)以及任何电子数为奇数的分子上都会例行失效。
又称
另见