כלל האוקטט
כלל האוקטט טוען שרוב היסודות שואפים להגיע ל-8 אלקטרונים ברמת האנרגיה הגבוהה ביותר (אלקטרוני ערכיות).
לדוגמה אטום כלור Cl בעל 7 אלקטרוני ערכיות (הוא נמצא בטור השביעי בטבלה המחזורית). על פי כלל האוקטט,כפי שנראה בהמשך הלימודים, הוא יכול לקחת אלקטרון מאטום אחר וליצור יון -Cl (קשר יוני) או הוא יכול לקבל את האלקטרון הנוסף על ידי שיתוף זוג אלקטרונים עם אטום אחר (קשר קוולנטי).
באיור מצד שמאל מתוארת יצירת היון -Cl על ידי לקיחת אלקטרון מאטום נתרן (Na) וכך מצליח להגיע ל-8 אלקטרונים ברמת האנרגיה הגבוהה ביותר. אטום הנתרן הופך ליון +Na כך גם הוא מגיע ל-8 אלקטרונים ברמה החיצונית.
באיור המתאר דיאגרמות רמות אנרגיה ניתן להבין איך ליון נתרן +Na יש 8 אלקטרונים ברמת האנרגיה הגבוהה ביותר.
לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי
פתרון מודרך על כלל האוקטט
מה הסיבה לכלל האוקטט?
כפי שנראה, התכונות הכימיות של היסודות קשורות להערכות האלקטרונים בכלל ובפרט לאלקטרוני הערכיות.
לרוב, היסודות שואפים לאנרגיה הנמוכה ביותר ועל כן מגיבות עם חומרים אחרים ומשנים את הערכות האלקטרונית שלהם ברמה החיצונית.
הערכות האלקטרונית בעלת האנרגיה הנמוכה ביותר היא זו של הגזים אצילים דבר המתבטא בכך שהגזים האצילים אינם מגיבים עם חומרים אחרים.
היות והערכות האלקטרונית של הגזים האצילים מכילה 8 אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית, אפשר להבין ששאר היסודות ישאפו להערכות אלקטרונית כזו כדי להגיע לאנרגיה הנמוכה ביותר.
האם יש יוצאי מן הכלל?
היסודות מימן (H), ליטיום (Li) בריליום (Be) ובור (B) ששואפים ל-2 (ולא ל-8) אלקטרונים ברמה החיצונית כמו הגז האציל הליום (He) שהוא הגז האציל הקרוב ביותר אליהם בטבלה המחזורית.
כשנלמד קשרים כימיים נראה שכלל האוקטט מתקיים לרוב אולם יש דוגמאות של חומרים בהם היסודות לא מקיימים את כלל האוקטט ועדין הם יציבים וקיימים בטבע.
בסרטון ניתן לראות פתרון של שאלות בנושא כלל האוקטט.
בסרטון נפתור עם הסבר מפורט את השאלות הבאות:
כאשר אטום של אל מתכת פוגש אטום של מתכת הוא יכול להפוך ליון על ידי לקיחת אלקטרונים מהמתכת.
1. מה סימן המטען של יון האל מתכת שמתקבל (+ או -)?
2. מה סימן המטען של היון של המתכת שמתקבל (+ או -)?
3. כמה אלקטרונים ייקח אטום של חמצן מאטום של מתכת?
4. להלן זוגות אטומים של מתכת ואל מתכת:
רשמו את סמל היון שכל אחד מהם ייתן (היעזרו בטבלה המחזורית וכלל האוקטט)
F ו- Na, S ו-Mg, N ו- Al
דוגמה: Cl ו- K יתנו Cl- ו- K+
הסבר: ל- Cl יש 7 אלקטרוני ערכיות ולכן צריך לקחת עוד 1 כדי להשלים 8 (כמו ה-(Ar, ל- K אלקטרון ערכיות אחד ולכן צריך להתפטר ממנו כדי שיהיו לו 8 ברמה הגבוהה (כמו ה- Ar)
- ציירו את הנוסחאות האלקטרוניות של היסודות והיונים שבסעיף 3 (אם אטום התפטר מכל אלקטרוני הערכיות שלו, נהוג לא לצייר אף אלקטרון)
יצירת יוני כלור ונתרן בעזרת דיאגרמות רמות אנרגיה
פתרון מודרך על כלל האוקטט
לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי
יונים חד אטומיים - יונים מועדפים
מה מטען היון שיסוד יוצר בטבע?
כלל האוקטט מאפשר לנו להבין מהו מטען היונים שהיסודות יוצרים בטבע.
אחת הדרכים האפשריות ליסודות להגיע ל-8 אלקטרוני ערכיות היא לקחת מיסוד אחר אלקטרונים או לתת ליסוד אחר אלקטרונים ובכך ליצור יונים.
אם נתבונן בטבלה המחזורית ובמספר אלקטרוני הערכיות של היסודות נוכל לדעת כמה אלקטרונים היסוד צריך לקחת או לתת כדי להגיע ל-8.
היסודות תמיד ישאפו למטען הנמוך ביותר האפשרי כי מבחינה אנרגטית חוסר האיזון בין מטען החיובי לשלילי דורש עליה באנרגיה ולכן היסודות ישאפו לקחת או לתת את המספר הקטן ביותר של אלקטרונים.
בטבלה שבאיור משמאל, ניתן לראות את מטען היון היציב ביותר לפי הטור בטבלה המחזורית (הטור קובע את מספר אלקטרוני הערכיות).
המתכות תמיד שואפות ליצור יונים חיובים על ידי נתינת כל אלקטרוני הערכיות שלהם ולהגיע ל-8 אלקטרונים (8 האלקטרונים נמצאים ברמה אחת מתחת לרמה הגבוהה המאוכלסת ביסוד הניטראלי).
אל מתכות שואפים בדרך כלל לקחת אלקטרונים ולהשלים את מספר אלקטרוני הערכיות ל-8.
לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי
מטענים היונים היציבים של היסודות כפי שמופיעים בטבע
לבחן המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי
פתרון מודרך על יונים מועדפים
בסרטון נפתור עם הסבר מפורט את השאלה הבאה בנוגע ליונים מועדפים (יציבים) בטבע:
מה היונים המועדפים של היסודות הבאים (רשמו סמל היון ונוסחה אלקטרונית של היסוד ושל היון):
- זרחן (P)
- סידן (Ca)
- רובידיום (Rb)
- חמצן (O)
- ויוד (I)
תעזרו בטבלה המחזורית
לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי
מושגים: כלל אוקטט, יון חד אטומי, יון יציב, יון מועדף בטבע
דרישות למבחן בגרות: “התלמידים יידעו את הקשר בין היון (סוג היון ומטענו) לבין מיקומו של אטום היסוד, שממנו היון נוצר בטבלה המחזורית”
תרגול
- כתבו את נוסחאות הייצוג האלקטרוניות של 8 היסודות בטורים 1-8, בשורה השלישית של הטבלה המחזורית.
לתרגול המלא הכולל 9 שאלות, נא להירשם באחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי