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Exceções à regra de octeto

Embora a maioria dos átomos obedeça às regras do dueto e do octeto, há algumas exceções. Por exemplo, elementos como o boro ou o berílio frequentemente formam compostos nos quais o átomo central está rodeado por menos de oito elétrons (por exemplo, BF₃ ou BeH₂). Por outro lado, observou-se que vários elementos do terceiro período, e também após ele, excedem a regra do octeto, formando compostos nos quais o átomo central está rodeado por mais de oito elétrons (por exemplo, ICl₄⁻ ou PF₅). Versão original criada por Sal Khan.

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Transcrição de vídeo

RKA22JL - Olá, meu amigo ou minha amiga, tudo bem com você? Seja muito bem-vindo ou bem-vinda a mais um vídeo da Khan Academy Brasil. E, nesse vídeo, vamos conversar sobre algumas exceções à regra do octeto. A gente já conversou muito sobre a regra do octeto em outros vídeos e, inclusive, é essa regra que nos dá uma noção das formas que os átomos tendem a reagir a fim de obter uma camada externa completa. Não se esqueça que, pela regra do octeto, os átomos são capazes de ter oito elétrons de valência. Oito elétrons em sua camada externa. Porém, existem algumas exceções a essa regra. Uma dessas exceções, que já conversamos em outros vídeos, é o hidrogênio. O hidrogênio não precisa de oito elétrons. Ele fica satisfeito com apenas dois elétrons em sua camada externa, que é a primeira camada. Sendo assim, ele está tentando chegar a regra do dueto, por assim dizer. Mas, claro, o hidrogênio não é a única coisa, existem outras exceções à regra. Por exemplo, o boro e o alumínio podem formar moléculas estáveis onde eles ficam com apenas seis elétrons de valência, e não oito. Também existem outras exceções. Conforme você chega ao terceiro período ou períodos maiores, nós veremos átomos que podem manter mais de oito elétrons de valência. Um desses exemplos é o xenônio, que até já conversamos em outro vídeo. Enfim, vamos ver alguns desses exemplos de exceções à regra do octeto. Para observar isso, vamos construir o diagrama de Lewis para o hidreto de alumínio. O hidreto de alumínio tem um alumínio e três hidrogênios. Então, que tal você pausar esse vídeo e tentar montar o diagrama de Lewis para essa molécula? E aí, conseguiu? Se não, não tem problema não, vamos fazer isso juntos aqui agora. A primeira coisa que você pode fazer é contar todos os elétrons de valência que nós temos. E, para isso, a gente vem aqui na tabela periódica dos elementos. A camada externa do alumínio é a terceira camada, então aqui é o terceiro período. E temos um, dois, três elétrons de valência. Temos também o hidrogênio, que tem um elétron de valência. Só que são três hidrogênios que temos aqui, Então, teremos 3 vezes 1 elétron de valência, que é igual a 3. Sendo assim, o hidreto de alumínio tem 3 mais 3, que é 6. Ou seja, temos seis elétrons de valência aqui. Agora, a próxima etapa é tentar desenhar a estrutura com algumas ligações covalentes simples. Não queremos que o hidrogênio seja o átomo central, isso é algo muito incomum. Sendo assim, vamos colocar o alumínio no centro. Aí, teremos três hidrogênios ao redor do alumínio. Temos um, um aqui e um aqui. Aí, colocamos algumas ligações covalentes aqui. Vamos ver quantos elétrons de valência nós alocamos até agora? São dois nessa ligação covalente, outros dois aqui, e outros dois aqui. Então, já alocamos seis elétrons de valência. Subtraímos esses seis daqui e ficamos com zero. Ou seja, não temos mais nenhum elétron de valência para brincar. Vamos ver agora se todos os átomos estão satisfeitos com os elétrons de valência que eles têm? Cada um dos hidrogênios está satisfeito, porque eles estão seguindo a regra do dueto. Esses dois elétrons nessa ligação estão ao redor do hidrogênio e do alumínio. Sendo assim, do ponto de vista do hidrogénio, ele tem um dueto completo. E o mesmo acontece com esse hidrogênio. Porém, observe o alumínio aqui. Ele tem dois, quatro, seis elétrons de valência ao seu redor. Isso não é um octeto completo, porém, essa molécula está estável, mesmo o alumínio tendo apenas seis elétrons de valência. Agora, vamos ver outro exemplo. Vamos pensar sobre o pentafluoreto de xenônio. Na verdade, o cátion do pentafluoreto de xenônio. Como é um cátion, temos um íon carregado positivamente. Que tal você pausar esse vídeo e tentar fazer um diagrama de Lewis para esse cátion? Vamos fazer isso juntos aqui agora? Ah, se algo do que eu fizer aqui parecer desconhecido ou estranho, eu aconselho que você assista ao vídeo sobre o diagrama de Lewis, tudo bem? Mas, enfim, o que precisamos fazer inicialmente é pensar sobre a quantidade de elétrons de valência que temos aqui. O xenônio, bem aqui, é um gás nobre. Sendo assim, ele já tem um octeto completo em sua camada externa. Logo, ele tem oito elétrons de valência. O flúor, a gente já conversou em diversos vídeos. Ele tem um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete elétrons de valência. Só que temos cinco flúores, então, teremos 5 vezes 7 elétrons de valência. Eu vou ter que desenhar muitos elétrons nisso, hein? Quantos elétrons de valência temos aqui? Temos 8 mais 35, e isso é igual a 43 elétrons de valência. Porém, precisamos ter cuidado, porque isso aqui é um cátion. Ou seja, uma molécula carregada positivamente e com uma carga mais um. Sendo assim, precisamos subtrair um elétron desse valor que achamos. Ao fazer isso, vamos ficar com 42 elétrons de valência. Agora vamos para a próxima etapa, que é tentar desenhar a estrutura de Lewis com ligações covalentes simples. O xenônio é o átomo central, porque o flúor é mais eletronegativo que ele. Então, vamos colocar o xenônio aqui no meio, e aí colocamos os flúores ao redor desse xenônio. Para ser mais específico, devemos colocar cinco flúores aqui. Então, temos um aqui, um aqui, um aqui, um aqui, e um aqui. Agora, a gente faz as ligações covalentes simples entre o xenônio e cada um desses flúores. Uma, duas, três, quatro, cinco ligações. Essas cinco ligações são responsáveis por dez elétrons de valência, já que cada uma dessas ligações covalentes é responsável por dois elétrons de valência. Então, temos dois, quatro, seis, oito, dez elétrons de valência. Vamos subtrair dez elétrons de valência daqui. Aí, ficamos com 32 elétrons de valência. A próxima etapa é tentar alocar alguns desses elétrons de valência nos átomos terminais, a fim de que cada um deles atinja um octeto completo. Cada um desses flúores já possui uma ligação covalente, logo, ele já tem dois elétrons de valência. Sendo assim, a gente precisa colocar aqui mais seis elétrons de valência para cada um deles. Observe que eu acabei de alocar seis elétrons de valência para cada um desses cinco flúores, então, eu aloquei 30 elétrons de valência. Subtraindo esses 30 daqui, ficaremos com dois elétrons de valência que ainda não foram alocados. Sendo assim, o que eu faço com esses dois elétrons de valência? Bem, o único lugar para colocá-los é no xenônio. Eu já falei com você que as coisas que estão mais abaixo na tabela periódica, especialmente as coisas que estão abaixo do terceiro período, podem desafiar a regra do octeto. O xenônio já tem dez elétrons de valência, e eu estou prestes a alocar mais dois ao redor dele. Ao fazer isso, ou seja, ao alocar esses dois elétrons de valência ao redor do xenônio, nós vamos conseguir alocar todos os elétrons de valência que a gente tinha. Como eu quero deixar claro que estamos falando de um cátion, a gente precisa colocar os colchetes e colocar o sinal de positivo aqui em cima. Então, esse é um caso em que o átomo central pode ter um número de elétrons de valência que é maior que a regra do octeto. Nesse caso aqui, temos dois, quatro, seis, oito, dez, doze elétrons de valência. Agora, uma pergunta interessante a se fazer é: Como esses átomos que estão no terceiro período ou mais conseguem lidar com mais de oito elétrons de valência? Isso é uma questão que gera muitos debates. Mas alguns químicos acreditam que é possível porque eles são capazes de colocar seus elétrons em seus orbitais d de valência que estão vazios. Mas isso é muito controverso na comunidade dos químicos, ok? Enfim, meu amigo ou minha amiga, eu espero que você tenha compreendido tudo direitinho o que conversamos aqui. E, mais uma vez, eu quero deixar para você um grande abraço. E até a próxima!