옥텟 규칙

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Octet Rule

1 정의

옥텟 규칙(octet rule) 또는 여덟 전자 규칙은 분자를 이루는 각각의 원자는 전자가 최외각 껍질에 8개가 들어갔을 때 가장 안정된 상태라고 하는 원시적인 형태의 화학 이론이다. 다만 원시적인 만큼 간단하므로 대학 학부과정보다 아래 수준에선 여기 기반해 화학결합을 설명한다.

2 예외

2.1 K껍질

가장 안쪽 전자껍질인 K껍질에는 2개만 들어간다고 설정한다.

2.2 확장된 옥텟

말 그대로 옥텟이 확장된거다. 어때요, 참 쉽죠?

인산 과 같이 결합에 따라서 옥텟을 초과하는 경우. 3주기 이상의 원소에서 나타난다.

이전에 BF₃가 예시로 나와 있었는데 플루오린화 붕소는 확장된 옥텟이 아닌 옥텟 결핍에 해당한다. 붕소(B)에 공유결합 전자쌍이 3쌍이기 때문.

2.3 공명 구조

해당문서 참조

3 정확한 설명

오비탈 이론이 이 규칙의 완성형이다. 양자역학이 끼어드므로 다소 복잡하지만, 간략하게 옥텟 규칙의 예외를 오비탈 이론으로 설명하면

• K껍질: 파울리의 배타원리에 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, f로 나뉘는데, s는 에너지마다 하나, p는 에너지마다 셋(px, py, pz) 존재한다. 각각에 전자가 둘씩 존재하며 s와 p의 전자 개수를 합하면 2+6=8. 옥텟 규칙이 하필 8인 이유가 이것 때문인데, 3주기 이상의 원소에선 d오비탈이 존재해 옥텟 규칙이 깨지는 경우가 있다. 추가적으로 전자가 '차오르는' 순서도 양자역학적 효과에 의해 복잡해진다. 예를들어 3d오비탈은 에너지 준위가 4s오비탈보다 높다. 무슨 뜻이냐면, 자연적으로는 4s오비탈이 채워져야 들어갈 수 있다는 뜻이다.
• 공명구조: 해당 항목에 오비탈 이론에 기반한 설명이 있다.