محتويات
المركب الذي لا تنطبق عليه القاعدة الثمانية هو :
- الهيدروجين.
- الليثيوم.
قبل توضيح السّبب لا بد أولاً من معرفة مفهوم القاعدة الثمانيَّة، حيثُ تمثّل نوعًا من الروابط الكيميائيَّة، وتعكس اكتساب الذّرة للإلكترونات أو خسارتها، أو مشاركتها مع ذرة أخرى لتصل إلى ثمانية إلكترونات في مُستواها الأصلي.
ونجد أنَّ الهيدروجين يمتلك عدد ذري يساوي واحد “1” ويتطلَّب إلكترون حتى يصل إلى مُستوى الاستقرار، أو يتحوّل ليشبه الهيليوم، بينما الليثيوم يمتلك عدد ذري يساوي ثلاثة “3” كما يحتاج إلى فقد إلكترون حتى يصل إلى مستوى الاستقرار، لذا لا ينتميان كلاهما إلى القاعدة الثمانية، كونهم ضمن استثناءات القاعدة.
استثناءات قاعدة الثمانية
- العدد الفردي من إلكترونات التكافؤ.
- حالات الاستقرار بأقل من ثمانية إلكترونات.
- الرابطة التساهميَّة التناسقيَّة.
- حالات الاستقرار بأكثر من ثمانية إلكترونات.
العدد الفردي من إلكترونات التكافؤ: من الوارد أن يكون هُناك لمجموعة من الجزيئات أعداد فرديَّة لإلكترونات التكافؤ، بالتّالي لا تتمكّن من تكوين ثمانية إلكترونات حول كل ذرة، ومثال على ذلك جزيء النيتروجين “No2” إذ يمتلك خمسة إلكترونات تكافؤ من النيتروجين و 12 من الأكسجين، ليُصبح المجموع 17 إلكترون تكافؤ.
حالات الاستقرار بأقل من ثمانية إلكترونات: بعض المُركبات قد تصل إلى مستوى الاستقرار بالرّغم من امتلاكها أقل من ثمانية إلكترونات تكافؤ حول الذّرة، على سبيل المثال “BH3″، إذ يقع البورون بالمجموعة الثالثة عشر “13” كما أنَّه من العناصر شبه الفلزيَّة ويعمل على تكوين روابط تساهميَّة مع ذرات لا فلزيَّة أخرى.
لذا نجد ذرة البورون تتشارك بستة إلكترونات، أي لا تنتمي للقاعدة الثمانية، وعادةً ما تكون هذه المركبات وشبيهتها مركبات قابلة للتفاعل، كونها مُتاحة لاستقبال زوج من الإلكترونات من ذرة أخرى.
الرابطة التساهميَّة التناسقيَّة: تنشأ الرابطة التساهميَّة التناسقيَّة بمجرّد تقديم إحدى الذرات عدد اثنين إلكترون، بهدف مُشاركة ذرة أو أيون آخر بحاجة إلى إلكترونين ليصنعا سويًا ترتيبًا إلكترونيًا مستقرًا، وذلك بأقل طاقة وضع.
الجدير بالذّكر أيضًا أنَّ عادةً الذرات أو الأيونات صاحبة الأزواج غير الرابطة تصنع روابط تساهميَّة تناسقيَّة، مع ذرات أو أيونات تتطلّب إلكترونين إضافيين، ونجد تلك الروابط واضحة في تفاعل ثلاثي هيدريد البورون والأمونيا، إذ تقدّم ذرة النيتروجين إلكترونين مشاركةً بين كلاً من البورون والأمونيا لتكوين رابطة تساهميَّة تناسقيَّة.
حالات الاستقرار بأكثر من ثمانية إلكترونات: هُناك أيضًا بعضًا من الذرات المركزيَّة، التي تمتلك ما يزيد عن ثمانية إلكترونات تكافؤ بالتَّالي لا تتبع القاعدة الثامنة، على سبيل المثال جزيء “PCl5″، حيثُ تصل ذرة الفسفور إلى حالة استقرار بأكثر من ثمانية إلكترونات.[1]
ما هي إلكترونات التكافؤ الفردية
يُقصد بها مجموعة صغيرة من الجزيئات يُمكن أن تكوِّن أعدادًا فردية لإلكترونات التكافؤ، كما أنّها لا تستطيع أبدًا تكوين ثمانية إلكترونات حول الذرة، لذا تنضم هذه الفئة إلى استثناءات القاعدة الثمانية.
لماذا واجه قانون الثمانيات معارضة
واجهت القاعدة الثمانية مجموعة آراء مُعارضة من قِبل العلماء، نظرًا لما تضمّنته من عيوب، وكانت أبرز عيوبها ما يلي:
- لا تنطبق القاعدة الثمانية على عنصري الهيدروجين، وكذلك الليثيوم إذ يصل كلاهما لمستوى الاستقرار دون الوصول إلى ثمانية إلكترونات تكافؤ، فالهيدروجين بحاجة إلى إلكترون واحد فحسب ليصل إلى الهيليوم، بينما الليثيوم يحتاج فقد إلكترون للاستقرار.
- لا يتم تطبيق القاعدة الثمانية على الجزيئات التي تمتلك إلكترونات فرديَّة.
- عدم تماشي القاعدة أيضًا على الجزيئات التي تمتلك ما يزيد عن أربعة روابط كمركّب الفسفور.
- كذلك عدم تطبيق القاعدة على العناصر الموجودة بالدورات التي تعلو الثانية، نظرًا لامتلاك غلافها الإلكتروني ما يزيد عن ثمانية إلكترونات.
- تُعتبر الفلزات الانتقاليَّة بديلاً للقاعدة الثمانية، وهي عدد الإلكترونات.
- يدخل مركّب البورون، وأول أكسيد الكربون، والأوزون أيضا ضمن استثناءات القاعدة الثمانية.
لذا كانت القاعدة الثمانية مليئة بالأخطاء، والعيوب فالكثير من العناصر لا تتبع القاعدة فمنها ما يتبع القاعدة الثنائيّة، كالعناصر الشاذة بالثمانيات وهما عنصري الليثيوم والهيدروجين، إذ لا يُمكن لغلافهما الأول استيعاب أكثر من اثنين إلكترون، لذا ظهرت بعض القواعد الأخرى التي تُعالج عيوب القاعدة الثمانيَّة.[1]
من هو العالم الذي وضع قانون الثمانيات
- العالم فالتر كوسيل.
- العالم جيلبرت لويس
وضعَ كلا العالمين لويس وكوسيل القاعدة الثمانيَّة وتحديدًا عام 1916 ميلاديًا، تحت عنوان الذّرة والجزيء، حيثُ كشفت القاعدة عن تكوين بعض الروابط الكيميائيَّة عن طريق اكتساب أو فقد أو مشاركة الإلكترونات بهدف الوصول إلى حالة الاستقرار.
إذ تتكوَّن الرابطة الأيونيَّة عن طريق انتقال الإلكترونات بين الأيونات، بينما تتكوَّن الرابطة التساهميَّة عن طريق مُشاركة الإلكترونات بين عدد اثنين من العناصر اللافلزيَّة.[2]
ما هي العناصر التي تنطبق عليها قاعدة الثمانيات
- الكربون “C”.
- الأكسجين “O”.
- الهالوجينات “Halogens”.
- النيتروجين “N”.
- المعادن القلويَّة.
بالرّغم من استثناءات القاعدة الثمانية وشذوذ بعض العناصر عنها، إلا أنّها تنطبق بالفعل على مجموعة كبيرة من العناصر، كما ذكرناهم “الكربون، الأكسجين، الهالوجينات، النيتروجين، المعادن القلويَّة”، حيثُ تتفق معها أغلب المعادن بالأخص القلويّة والقلويّة الترابيَّة، فضلاً عن العناصر التي تضم عدد ذري قليل.[3]
