3.1 สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิสและกฎออกเตต

 

3.1 สัญลักษณ์แบบจุดของลิวอิสและกฎออกเตต

สูตรโครงสร้างแบบจุด     สูตรโครงสร้างแบบจุด เป็นการเขียนเฉพาะอิเล็กตรอน

ในชั้นพลังงานนอกสุดหรือเวเลนซ์อิเล็กตรอนของแต่ละธาตุ โดยใช้จุดแทน

อิเล็กตรอน 1 ตัว และใช้จุด 2 จุดแทนอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะหรือเส้น (-) ก็ได้ 

เราอาจเรียกโครงสร้างแบบจุดนี้ว่า “โครงสร้างลิวอิส” (Lewis Structure)
หลักการเขียนโครงสร้างแบบจุด     

1.ให้เขียนอะตอมทั้งหมด โดยให้อะตอมที่เกิดพันธะอยู่ใกล้กัน     

2.หาจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนทั้งหมด     

3.ใส่จุดแทนเวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบอะตอมเป็นคู่ๆ โดยจัดให้แต่ละอะตอม

มีจำนวนอิเล็กตรอนล้อมรอบครบ 8 ตัว (ยกเว้นHe = 2 , Be = 4 , B = 6)
4.ในกรณีที่ใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนจนหมดแล้ว แต่อะตอมมีอิเล็กตรอนไม่ครบ 8 ตัว 

นั้นหมายถึงว่า อาจมีพันธะคู่หรือพันธะสามเกิดขึ้น     

5.กรณีที่มีอะตอม 3 ตัว อะตอมที่อยู่ตรงกลาง คือ อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทเนกาติวิตีต่ำ

กฎออกเตต (Octet rule)
     จากการศึกษาเกี่ยวกับธาตุเฉื่อยเช่น He, Ne, Ar, Kr พบว่าเป็นธาตุที่จัดอยู่ใน

ประเภทโมเลกุลอะตอมเดียวทุกสถานะ คือใน 1โมเลกุลของธาตุเฉื่อยจะมี

เพียง 1 อะตอมทั้งสถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซในธรรมชาติเกือบจะ

ไม่พบสารประกอบของธาตุเฉื่อยเลย
 -แสดงว่าธาตุเฉื่อยเป็นธาตุที่เสถียรมาก    

 -แสดงว่าธาตุเฉื่อยเป็นธาตุที่เสถียรมาก     

ดังนั้นธาตุต่างๆ ที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า 8 จึงพยายามปรับตัว

ให้มีโครงสร้างแบบธาตุเฉื่อยเช่น

     -โดยการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลหรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพื่อ

ทำให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 ส่วนไฮโดรเจนจะพยายามปรับตัวให้มี

เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ2 เหมือนธาตุ He โดยการรวมตัวกันเป็นโมเลกุลหรือ

ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพื่อทำให้เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8

ส่วนไฮโดรเจนจะพยายามปรับตัวให้มีเวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ2 

เหมือนธาตุ He

ข้อยกเว้นสำหรับกฎออกเตต
     ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่าอะตอมของธาตุต่าง ๆ มักจะรวมตัวกัน

เป็นสารประกอบเพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตต ซึ่งจะทำให้สารประกอบ

นั้นอยู่ในสภาพที่เสถียรเช่น H2O, PCl3, NH3, CO2 แต่อย่างไรก็ตาม

เมื่อมีการศึกษาให้กว้างขวางออกไป ก็พบว่าสารประกอบบางชนิดมี

การจัดเรียงอิเล็กตรอนไม่เป็นไปตามกฎออกเตต บางชนิดมีเวเลนต์อิเล็กตรอน

น้อยกว่า8 และบางชนิดมีเวเลนต์อิเล็กตรอนมากกว่า 8 ซึ่งสารต่างๆ 

เหล่านี้แม้ว่าจะไม่เป็นไปตามกฎออกเตต แต่ก็อยู่ในภาวะที่ไม่เสถึยร 

จัดว่าเป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎออกเตต ซึ่งสรุปได้ดังนี้    

 1.พวกที่ไม่ครบออกเตต     ได้แก่สารประกอบของธาตุในคาบที่ 2

 ของตารางธาตุ ที่มีเวเลนต์อิเล็กตรอนน้อยกว่า 4 เช่น 4Be และ 5B

4Be = 2 , 2 เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2
5B = 2 , 3 เวเลนต์อิเล็กตรอนเท่ากับ 3
ธาตุ Be และ B เมื่อเกิดเป็นสารประกอบโคเวเลนต์ทั่ว ๆ ไปจะไม่ครบออกเตต     

2.พวกที่เกินกฎออกเตต     ตามทฤษฎีสารประกอบของธาตุที่อยู่ในคาบที่ 3 

ของตารางธาตุเป็นต้นไป สารมารถสร้างพันธะแล้วทำให้อิเล็กตรอนเกิน 8 ได้ 

(ตามกฎการจัดอิเล็กตรอน 2n2 ในคาบที่ 3 สามารถมีอิเล็กตรอนได้เต็มที่ถึง 18 อิเล็กตรอน) 

นอกจากสารประกอบที่ไม่เป็นไปตามกฎออกเตตดังที่ได้กล่าวมาแล้ว 

ยังมีสารประกอบอื่น ๆ อีกบางชนิดซึ่งไม่เป็นไปตามกฎออกเตต

 เช่น ออกไซด์บางตัวของธาตุไนโตรเจน ( NO และ NO2 )

และออกไซด์ของคลอรีน (ClO2) เป็นต้น ธาตุเหล่านี้ (N และ Cl) 

สามารถมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ หรืออิเล็กตรอนเดี่ยว (Unpaired electron) 

ซึ่งทำให้แสดงสมบัติเป็น paramagneticได้ สารประกอบอื่นๆ 

สามารถตรวจสอบว่าเป็นไปตามกฎออกเตตหรือไม่ 

ทำได้โดยนับอิเล็กตรอนจากอะตอมกลางดังนี้    

 -นับเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมกลางของธาตุนั้นๆ     

-นับจำนวนแขนที่เกิดกับอะตอมกลาง     

-นับประจุลบของไอออนนั้นๆ