Es gibt nur wenige Ausnahmen von der Oktett-Regel.
Zwei Elektronen
Die wichtigste Ausnahme von der Regel ist Wasserstoff, der seine niedrigste Energie erreicht, wenn er zwei Elektronen in seiner Valenzschale hat. Ähnlich verhält es sich bei Helium (He), das ebenfalls nur Platz für zwei Elektronen in seiner einzigen Valenzschale hat.
Wasserstoff und Helium haben nur eine Elektronenschale. Die erste Schale hat nur ein s-Orbital und kein p-Orbital, sie hält also nur zwei Elektronen. Daher sind diese Elemente am stabilsten, wenn sie zwei Elektronen haben. Sie werden gelegentlich Wasserstoff ohne Elektronen sehen, aber H+ ist viel weniger stabil als Wasserstoff mit einem oder zwei Elektronen.
Lithium, mit drei Protonen und Elektronen, ist am stabilsten, wenn es ein Elektron abgibt.
Weniger als ein Oktett
Weitere bemerkenswerte Ausnahmen sind Aluminium und Bor, die mit sechs Valenzelektronen gut funktionieren können. Betrachten Sie BF3. Das Bor teilt sich seine drei Elektronen mit drei Fluoratomen. Die Fluoratome folgen der Oktettregel, aber das Bor hat nur sechs Elektronen. Obwohl Atome mit weniger als einem Oktett stabil sein können, werden sie normalerweise versuchen, eine vierte Bindung zu bilden, um acht Elektronen zu erhalten. BF3 ist stabil, aber es wird, wenn möglich, BF4- bilden. Die meisten Elemente links von der Kohlenstoffgruppe haben so wenig Valenzelektronen, dass sie sich in der gleichen Situation wie Bor befinden: Sie sind elektronenarm. Elemente mit Elektronenmangel zeigen oft eher metallische als kovalente Bindungen.
Mehr als ein Oktett
In Periode 3 haben die Elemente auf der rechten Seite des Periodensystems leere d-Orbitale. Die d-Orbitale können Elektronen aufnehmen, so dass Elemente wie Schwefel, Chlor, Silizium und Phosphor mehr als ein Oktett haben. Es können Verbindungen wie PCl5 und SF6 entstehen. Diese Verbindungen haben 10 bzw. 12 Elektronen um ihr Zentralatom.
| Xenonhexafluorid verwendet d-Elektronen, um mehr als ein Oktett zu bilden. Diese Verbindung stellt eine weitere Ausnahme dar: eine Edelgasverbindung. |
Auch Palladium hat 18 Elektronen in seiner Valenzschale
Ungerade ZahlenBearbeiten
Einige Elemente, vor allem Stickstoff, haben eine ungerade Anzahl von Elektronen und bilden einigermaßen stabile Verbindungen. Stickstoffoxid hat die Formel NO. Egal, wie die Elektronen zwischen dem Stickstoff- und dem Sauerstoffatom aufgeteilt werden, Stickstoff kann auf keinen Fall ein Oktett haben. Es wird stattdessen sieben Elektronen haben. Ein Molekül mit einem ungepaarten Elektron wird als freies Radikal bezeichnet und Radikale sind hochreaktiv, so reaktiv, dass viele von ihnen nur für den Bruchteil einer Sekunde existieren. Für Radikale sind NO und NO2 eigentlich bemerkenswert stabil. Bei niedrigen Temperaturen reagiert NO2 mit sich selbst und bildet N2O4, sein Dimer, das kein Radikal ist.
| Stickstoffdioxid hat ein ungepaartes Elektron. (Beachten Sie die positive Ladung über dem N). |