Oktettregel

Oktettregel Definition

Die acht Außenelektronen stellen für Atome ab der zweiten Periode eine energetisch günstige Edelgaskonfiguration dar. Aus diesem Grund besteht für jedes dieser Atome der Zwang, die im Periodensystem am nächsten gelegene Edelgaskonfiguration zu erreichen. Die Oktettregel beschränkt sich allerdings nur auf die Hauptgruppenelemente ab der zweiten Periode. Jedes dieser Atome ist nach dem Orbitalmodell bestrebt, eine s²p⁶-Elektronenkonfiguration zu erreichen.

Oktettregel vs. Edelgasregel

Der Begriff Edelgaskonfiguration leitet sich von der letzten Hauptgruppe im Periodensystem, den Edelgasen, ab. Diese Elemente haben eine besonders stabile Elektronenkonfiguration, da sie eine "abgeschlossene" Elektronenschale haben.

Die Edelgaskonfiguration kann erreicht werden

• durch die vollständige Abgabe oder Aufnahme von Elektronen (Ionenbindung) oder
• durch die Teilung der Elektronen mit anderen Atomen durch kovalente Bindungen.

Atome können also die Edelgasregel erfüllen und gleichzeitig die Oktettregel nicht erfüllen. Das ist beispielsweise beim Wasserstoff-Molekül (H₂) und den leichten Kationen der zweiten Periode Li⁺ (Lithium-Ion), Be²⁺ (Beryllium-Ion), und B³⁺ (Bor-Ion) der Fall. Der Grund dafür ist, dass die Edelgaskonfiguration von Helium nur zwei Elektronen hat. Du kannst Dir an dieser Stelle einfach merken, dass für die erste Periode eine Art "Duettregel" gilt.

Oktettregel Bedeutung

Nicht alle Atome existieren in der Natur als reine Elemente. In der Regel gehen sie mit anderen Elementen aus energetischen Gründen eine Bindung ein. Dieses Verlangen nach einem energetisch günstigen Zustand bildet die Grundlage der Oktettregel.

Oktettregel Beispiele

Eine der bekanntesten chemischen Verbindungen ist Wasser (H₂O) mit zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Warum aber ist dieses Molekül so stabil? Wasserstoff hat nur ein Elektron und dem Sauerstoff fehlen zwei, um die Elektronenkonfiguration von Neon zu erreichen. Wenn sich also zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom verbinden, haben alle drei Atome die Edelgaskonfiguration praktisch erfüllt – auch, wenn sie sich die Bindungselektronen teilen.

Ein weiteres Beispiel ist das Elementmolekül von Fluor (F₂).

Auch Kohlenstoff (C) erfüllt bereits in seinen beiden elementaren Formen als Diamant und als Graphit die Oktettregel. Beim Zeichnen von organischen Verbindungen, kannst Du Dir an dieser Stelle schon einmal merken, dass Kohlenstoff aufgrund der Oktettregel in der Regel nur maximal vier Bindungen eingehen kann.

Ausnahmen der Oktettregel

Die Oktettregel gilt vor allem für stabile Verbindungen. Abseits davon gibt es allerdings auch einige Ausnahmen. Die Elemente Zinn und Blei befolgen beispielsweise nicht die Oktettregel, da sie auch Kationen in der zweiwertigen Oxidationsstufe mit einem einzelnen Elektronenpaar bilden.

Radikale

Radikale sind Atome, die mindestens ein ungepaartes Elektron in ihrer äußersten Schale besitzen. Dadurch haben sie meist weniger als acht Valenzelektronen und erfüllen somit die Kriterien der Oktettregel nicht.

Eine dieser Ausnahmen betrifft das Disauerstoffmolekül (O₂), das auch als molekularer Sauerstoff bezeichnet wird. Zwar ist es möglich, eine Valenzstrichformel aufzustellen, die die Oktettregel erfüllt, allerdings hat das Sauerstoffmolekül laut Messungen nur ein bindendes Elektronenpaar und neben den beiden freien Elektronenpaaren jeweils ein freies Elektron pro Atom.

Außerdem reagiert das Disauerstoffmolekül mit den Alkalimetallen Kalium, Rubidium oder Caesium zum Hyperoxid-Ion O₂^-, das eine ungerade Anzahl an Elektronen besitzt und somit die Oktettregel verletzt.

Eine weitere Ausnahme der Oktettregel betrifft die Stickoxide Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂). Diese beiden Moleküle sind beständige Radikale und besitzen daher eine ungerade Anzahl an Valenzelektronen von sieben.

Instabile Zwischenprodukte

Bei einigen Reaktionen entstehen Zwischenprodukte, die instabil sind und sofort weiter reagieren. Solche nachgewiesenen Zwischenprodukte sind unter anderem das Chlorradikal, Carbokationen, Nitrene und Carbene. Auch auf diese Verbindungen kann die Oktettregel nicht angewandt werden. Aber wie Du siehst, sind sie auch nicht sonderlich stabil.