Правило 18 електронів

Пра́вило 18-ти електро́нів (англ. 18-Electron rule) — емпіричне правило для передбачення стабільних металоорганічних комплексів.

Біс(трифенілфосфін)паладій(ІІ) хлорид — комплекс, у якому Паладій має 18 електронів.

Загальний описРедагувати

Це правило базується на тому факті, що перехідний метал може мати у зовнішній (валентній) електронній оболонці 18 електронів у випадку повного її заповнення. В такому випадку метал набуває електронної конфігурації інертного газу. Заповнення орбіталі відбувається за рахунок як власних електронів металу, так і за рахунок електронів лігандів. Число 18 випливає з того, що потрібно заповнити одну s-орбіталь, п'ять d-орбіталей і три р-орбіталі, на кожній з яких згідно з принципом Паулі може бути по 2 електрони.

Це правило формальне і має лише дотичне відношення до реального розподілу електронів у комплексі. Так, при ковалентному способі підрахунку електронів доводиться визначитися з типом кожного зв'язку метал—ліганд.

Правило 18-ти електронів було запропоноване американським хіміком Ірвінгом Ленгмюром в 1921 році[1][2].

Підрахунок електронівРедагувати

Для підрахунку кількості електронів у валентній оболонці можна використовувати два підходи: ковалентний підрахунок та іонний підрахунок.

Ковалентний підрахунокРедагувати

При ковалентному (нейтральному) підрахунку вважається, що всі зв'язки лігандів з металом є ковалентними.

Для підрахунку кількості електронів просумовуються:

  • кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні центрального атому (наприклад, 8 — для Феруму, 3 — для Бору);
  • по 1 електрону для кожного аніонного ліганду (X), який зв'язаний з центральним атомом σ-зв'язком (наприклад, для кожного галогену пов'язаного з центральним атомом);
  • по 2 електрони для кожного ліганду, який дає свою пару електронів центральному атому (ліганд типу L; наприклад, трифенілфосфін); сюди відносять основи Льюїса, алкени, алкіни;
  • для багатоядерних комплексів: по 1 електрону для кожного зв'язку центрального атома М з атомом металу (зв'язок М-М');
  • якщо комплекс заряджений, то додають ще по 1 електрону за кожну одиницю негативного заряду і віднімають за кожну одиницю позитивний.

Іонний підрахунокРедагувати

При іонному підрахунку всі зв'язки вважаються іонними. При іонному також вираховується ступінь окиснення центрального атому металу, що може бути важливою інформацією. При ковалентного підрахунку ступінь окиснення не визначається.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. The Origin of the 18-Electron Rule William B. Jensen Journal of Chemical Education 2005 82 (1), 28 DOI:10.1021/ed082p28
  2. Langmuir, I. (1921). Types of Valence. Science 54 (1386): 59–67. doi:10.1126/science.54.1386.59. 

ЛітератураРедагувати

  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0