- Lernziel
- Hauptgruppenelemente, die mehr Bindungen bilden, als durch die Oktettregel vorhergesagt würden, werden hypervalente Verbindungen genannt und haben ein sogenanntes ‚erweitertes Oktett‘, was bedeutet, dass sich mehr als acht Elektronen um ein Atom befinden.
- Begriffe
- Abweichungen von der Oktettregel
Lernziel
- Erklären Sie, warum einige Elemente ein erweitertes Oktett bilden können
Hauptgruppenelemente, die mehr Bindungen bilden, als durch die Oktettregel vorhergesagt würden, werden hypervalente Verbindungen genannt und haben ein sogenanntes ‚erweitertes Oktett‘, was bedeutet, dass sich mehr als acht Elektronen um ein Atom befinden.
Begriffe
- hypervalentes Molekülein Molekül, das ein Atom aus einem Hauptgruppenelement enthält, das von der Oktettregel abweicht, indem es mehr als acht Elektronen teilt.
- erweiterter octetA-Fall, bei dem ein Atom mehr als acht Elektronen mit seinen Bindungspartnern teilt.
- Hauptgruppenelementelemente, die nicht Teil des Übergangsmetallblocks im Periodensystem sind.
Abweichungen von der Oktettregel
Ein hypervalentes Molekül ist ein Molekül, das ein oder mehrere Hauptgruppenelemente enthält, die infolge der Bindung mehr als acht Elektronen in ihren Valenzniveaus tragen. Phosphorpentachlorid (PCl5), Schwefelhexafluorid (SF6), Chlortrifluorid (ClF3) und das Triiodidion (I3−) sind Beispiele für hypervalente Moleküle.
Für die Elemente in der zweiten Periode des Periodensystems (Hauptenergieniveau n = 2) umfassen die s2p6-Elektronen das Oktett, und es existiert kein d-Sublevel. Infolgedessen gehorchen die Elemente der zweiten Periode (genauer gesagt die Nichtmetalle C, N, O, F) ausnahmslos der Oktettregel.
Es wurde jedoch beobachtet, dass einige der Elemente der dritten Periode (Si, P, S und Cl) an mehr als vier andere Atome gebunden sind und daher mehr als die vier Elektronenpaare umfassen müssen, die in einem s2p6-Oktett verfügbar sind. Dies ist möglich, weil für n = 3 die d-Unterebene existiert und fünf d-Orbitale hat. Obwohl die Energie leerer 3d-Orbitale normalerweise höher ist als die des 4s-Orbitals, ist dieser Unterschied gering und die zusätzlichen d-Orbitale können mehr Elektronen aufnehmen. Daher sind die d-Orbitale an der Bindung mit anderen Atomen beteiligt und es wird ein expandiertes Oktett erzeugt. Beispiele für Moleküle, in denen ein drittes Periodenzentralatom ein expandiertes Oktett enthält, sind die Phosphorpentahalide und Schwefelhexafluorid.
Für Atome in der vierten Periode und darüber hinaus können höhere d-Orbitale verwendet werden, um zusätzliche gemeinsame Paare jenseits des Oktetts aufzunehmen. Die relativen Energien der verschiedenen Arten von Atomorbitalen zeigen, dass die Energielücken mit zunehmender Hauptenergieniveauquantenzahl (n) kleiner werden und die Energiekosten für die Verwendung dieser höheren Orbitale zur Aufnahme von Bindungselektronen geringer werden.