พัฒนาการของตารางธาตุ ตลอดจนแนวคิดของการจัดอิเล็กตรอน ช่วยให้นักเคมีสามารถอธิบายการเกิดโมเลกุลหรือสารประกอบได้อย่างมีเหตุผล กิลเบิร์ต ลิวอิส (Gilbert Newton Lewis) เสนอว่า อะตอมรวมตัวกันเพื่อทำให้เกิดการจัดอิเล็กตรอนที่มีเสถียรภาพเพิ่มขึ้น โดยเสถียรภาพมีค่ามากที่สุดเมื่ออะตอมมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในธาตุเฉื่อย เมื่ออะตอมรวมกันเกิดเป็นพันธะเคมี อิเล็กตรอนระดับนอกหรือที่เรียกว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการเกิดพันธะเคมี นักเคมีใช้สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิส ในการนับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยา และเพื่อให้แน่ใจว่าจำนวนอิเล็กตรอนมีค่าคงที่ สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิส ประกอบด้วยสัญลักษณ์ ธาตุ และจุด 1 จุด แทน 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมธาตุนั้น เช่น โลหะในหมู่ I Aซึ่งมีเวเลนซ์ อิเล็กตรอน 1 ตัว จะมีสัญลักษณ์ ดังนี้
ตารางที่ 2 แสดงสัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิสของธาตุ
ลิวอิส ได้เสนอกฎออกเตต ซึ่งกฎนี้กล่าวว่า อะตอมต่าง ๆ นอกจากไฮโดรเจนมีแนวโน้มจะสร้างพันธะ เพื่อให้มีอิเล็กตรอนระดับนอกครบแปด อะตอมจะสร้างพันธะโคเวเลนต์ เมื่อมีอิเล็กตรอนระดับนอกไม่ครบ 8 อิเล็กตรอน (เรียกว่า ไม่ครบออกเตต) การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในพันธะโคเวเลนต์ จะทำให้อะตอมมีอิเล็กตรอนครบออกเตตได้ ยกเว้นไฮโดรเจนจะสร้างพันธะเพื่อให้มีการจัดอิเล็กตรอนระดับนอกเหมือนธาตุฮีเลียม คือ มี 2 อิเล็กตรอน เช่น
76กฎออกเตตใช้ได้ดีกับธาตุในคาบที่ 2 ของตารางธาตุ ซึ่งธาตุเหล่านั้นมีอิเล็กตรอนระดับนอกอยู่ใน 2s และ 2p ออร์บิทัล ซึ่งรับอิเล็กตรอนได้ไม่เกิน 8 อิเล็กตรอน
ข้อยกเว้นของกฎออกเตต
กรณีโมเลกุลที่อะตอมกลางมีอิเล็กตรอนเกินแปด ธาตุบางธาตุในคาบที่ 3 เช่น ฟอสฟอรัส (P) หรือ กำมะถัน (S) สามารถมีอิเล็กตรอนระดับนอกได้เกิน 8 ตัว (เพราะจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงาน n = 3 มีอิเล็กตรอนได้สูดสุด 18 ตัว) จึงทำให้ฟอสฟอรัสและกำมะถัน สามารถสร้างพันธะโคเวเลนต์ โดยใช้อิเล็กตรอนมากกว่า 8 ตัว ได้ เช่น ฟอสฟอรัสเพนตะคลอไรด์ (PCl5)
2. กรณีของโมเลกุลที่อะตอมกลางมีอิเล็กตรอนไม่ครบแปดในสารประกอบบางชนิด อะตอมกลางของโมเลกุลที่เสถียรมีอิเล็กตรอนไม่ครบ 8 อิเล็กตรอน เช่น โบรอนไตรฟลูออไรด์ (BF3 )
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น