옥텟 규칙

1. 정의

2. 껍질

2.1. 예외 껍질

2.2. 확장된 옥텟

2.3. 옥텟 결핍

2.4. 공명 구조

3. 정확한 설명

• K껍질: 파울리 배타 원리에 의하면 같은 상태인 전자는 같은 공간에 있을 수 없다. 그런데 에너지가 같아도 스핀이 업과 다운으로 다를 수 있어 한 형태의 궤도형태엔 두 개의 전자가 있다. 가장 낮은 에너지를 가진 준위는 s형태의 오비탈 하나(1s)이므로 2개의 전자만이 가장 낮은 에너지(=K껍질)에 존재한다.
• '확장': 오비탈의 종류는 s, p, d, f, g...등으로 나뉘는데, s오비탈은 에너지마다 하나, p오비탈은 에너지마다 셋이 (px, py, pz) 존재한다. 각각에 전자가 둘씩 있으므로 s오비탈과 p오비탈의 전자 개수를 합하면 2+6=8. 옥텟 규칙이 하필 8인 이유가 이것 때문인데, 4주기 이상의 원소부터는 d오비탈과 f오비탈등이 존재해 옥텟 규칙이 깨지는 경우가 있다. 원소 번호가 증가함으로서 전자를 부가하는 순서도 양자역학적 효과에 의해 복잡해진다. 예를 들어 전이 원소의 d오비탈은 그 에너지의 준위가 s오비탈보다 높다. 무슨 뜻이냐면, 자연적으로는 s오비탈이 채워진 후 d오비탈에 전자를 부가한다는 뜻이다. 단, 전이 원소에서 전자를 방출하여 이온이 될 때는 그 에너지의 준위가 높은 d오비탈보다 그 에너지의 준위가 낮은 s오비탈의 전자를 먼저 방출한다.

4. 예시

• 소금(NaCl)의 이온결합: 나트륨(Na)과 염소(Cl)가 서로 전자를 주고받음.
• 나트륨: 가장 바깥쪽 전자 1개를 잃고 Na⁺ 양이온이 됨. (최외각 전자 개수: 8개)
• 염소: 나트륨이 잃은 전자 1개를 받아들여 Cl^- 음이온이 됨. (최외각 전자 개수: 8개)
• 메테인(CH₄)의 공유결합: 탄소(C)와 수소(H)가 전자를 공유함.
• 탄소: 4개의 수소 원자와 각각 하나씩 전자를 공유하여 총 4개의 공유 결합을 형성 (최외각 전자 개수: 8개)
• 수소: 2개의 전자 (자신의 1개 + 탄소로부터 1개)를 가지게 됨 (최외각 전자 개수: 2개)

5. 관련문서

• 훈트 규칙