Γιατί δεν σχηματίζεται ο τέταρτος ομοιοπολικός δεσμός;
1. Απόσπαση μεταξύ ζευγών ηλεκτρονίων: Καθώς προσθέτετε περισσότερα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο, τα σύννεφα ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα γίνονται πιο γεμάτα. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη απόρριψη μεταξύ των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρόνων, καθιστώντας πιο δύσκολο να φιλοξενηθεί ένα άλλο ζεύγος ηλεκτρονίων.
2. Ο κανόνας οκτάδων: Ο κανόνας οκτάδων δηλώνει ότι τα άτομα τείνουν να κερδίζουν, να χάνουν ή να μοιράζονται ηλεκτρόνια για να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση με οκτώ ηλεκτρόνια στο εξώτατο κέλυφος τους. Αν και δεν είναι ένας σκληρός και γρήγορος κανόνας, παρέχει ένα καλό πλαίσιο για την κατανόηση της συμπεριφοράς συγκόλλησης.
3. Ενεργειακές εκτιμήσεις: Για να διαμορφωθεί ένας δεσμός, πρέπει να είναι ενεργά ευνοϊκή. Η απόρριψη μεταξύ ζευγών ηλεκτρονίων καθιστά τη διαμόρφωση πρόσθετων ομολόγων λιγότερο ευνοϊκή από την άποψη της ενέργειας.
Παραδείγματα:
* άνθρακα: Ο άνθρακας μπορεί να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς επειδή έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους και μπορεί εύκολα να τα μοιραστεί με άλλα άτομα. Αυτό εκπληρώνει τον κανόνα οκτάδων.
* αζώτου: Το άζωτο έχει πέντε ηλεκτρόνια σθένους και συνήθως σχηματίζει τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς (για παράδειγμα NH₃). Η διαμόρφωση ενός τέταρτου ομοιοπολικού δεσμού θα συνεπάγεται την υπέρβαση της απόρριψης των ηλεκτρονίων και την παραβίαση του κανόνα των οκτάδων.
* οξυγόνο: Το οξυγόνο έχει έξι ηλεκτρόνια σθένους και σχηματίζει δύο ομοιοπολικούς δεσμούς. Το σχηματισμό ενός τρίτου ή τέταρτου δεσμού καθίσταται όλο και πιο δύσκολη λόγω των εκτιμήσεων του κανόνα της απόρριψης και των οκτάδων.
Εξαιρέσεις:
* φωσφόρος και θείο: Αυτά τα στοιχεία μπορούν να σχηματίσουν περισσότερους από τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς, επειδή τα κελύφη σθένους τους μπορούν να φιλοξενήσουν περισσότερα από οκτώ ηλεκτρόνια. Αυτό οφείλεται στη διαθεσιμότητα D-orbitals για τη συγκόλληση.
* Στοιχεία στις περιόδους 3 και μετά: Ενώ ο κανόνας οκτάδων είναι χρήσιμος για την κατανόηση της συγκόλλησης στις δύο πρώτες σειρές του περιοδικού πίνακα, γίνεται λιγότερο αξιόπιστη για στοιχεία στην τρίτη σειρά και πέραν αυτού.
Key Takeaway:
Ο σχηματισμός ενός τέταρτου ομοιοπολικού δεσμού δεν είναι αδύνατος, αλλά καθίσταται όλο και πιο δύσκολη και λιγότερο ευνοϊκή λόγω των εκτιμήσεων του κανόνα της απόρριψης ηλεκτρονίων και των οκτάδων. Η σταθερότητα και οι ενεργειακές εκτιμήσεις του προκύπτοντος μορίου καθορίζουν τελικά εάν σχηματίζεται ένας τέταρτος δεσμός.
