Atualizado em 13 de junho de 2011, às 9h20.
Os gases nobres, hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio, se destacam entre todos os elementos químicos por apresentarem uma estabilidade única, que os torna inertes à reação com quase todos os outros elementos.
Normalmente tais gases se apresentam como átomos isolados e não como moléculas, estabelecendo ligações atômicas apenas em condições muito especiais.
É claro que características tão particulares chamaram a atenção dos químicos, que se propuseram a entender o que estes átomos possuíam de diferente dos outros para apresentar tal comportamento.
A resposta veio da análise do modo como os elétrons se distribuíam ao longo das camadas destes átomos, conforme descrito na tabela que segue:
Distribuição Eletrônica dos Gases Nobres
Gás Nobre | Noatômico | Distribuição dos eletrons por camadas | |||||
1a | 2a | 3a | 4a | 5a | 6a | ||
He | 2 | 2 | |||||
Ne | 10 | 2 | 8 | ||||
Ar | 18 | 2 | 8 | 8 | |||
Kr | 36 | 2 | 8 | 18 | 8 | ||
Xe | 54 | 2 | 8 | 18 | 18 | 8 | |
Ra | 86 | 2 | 8 | 18 | 32 | 18 | 8 |
Com exceção do hélio, todos os gases nobres possuem oito elétrons em sua camada de valência, aquela última na qual ocorrem as ligações moleculares ou iônicas.
Assim, um átomo que completa a última camada de sua eletrosfera com oito elétrons adquire as características de um gás nobre, ou seja, torna-se estável.
Um exemplo próximo de todos é a molécula de água.
Vejamos a distribuição eletrônica do oxigênio:
Número atômico | 1ª camada | 2ª camada |
8 | 2 | 6 |
Para obedecer à regra do octeto, o oxigênio precisa para se estabilizar de mais dois elétrons na última camada.
Assim temos o porquê de nossa conhecida fórmula H2O, já que na molécula de água cada um dos átomos de hidrogênio compartilha numa ligação covalente um elétron com o átomo de oxigênio, que assim passa a somar em sua última camada os oitos que precisava para sua estabilidade, conforme figura seguinte:
Pela mesma razão, a molécula de oxigênio O2 é formada pelo compartilhamento de dois pares eletrônicos por cada átomo da ligação, conforme se vê abaixo:
Notem na figura que pela ligação molecular, os dois átomos de oxigênio compartilham quatro elétrons (dupla ligação), constituindo assim, oito elétrons em sua última camada. Já a molécula do nitrogênio, N2, cujos átomos têm número atômico 7 e distribuição eletrônica 2-5, precisa, para cumprir a regra do octeto, de mais três elétrons na última camada.
Isto é obtido através de uma tripla ligação, na qual cada átomo compartilha três elétrons com o outro membro da ligação, conforme figura abaixo:
Moléculas de Nitrogênio, com tripla ligação e molécula de Hidrogênio. O H2 não obedece a Regra do Octeto
Na figura, além da molécula de nitrogênio, podemos observar a molécula de hidrogênio, que, obviamente, não obedece à regra do octeto.
Isto se dá pelo fato de estarmos falando de uma regra e não de uma lei da química.
Assim, não só o hidrogênio, que encontra a estabilidade numa distribuição eletrônica semelhante à do helio, mas também outros elementos químicos não necessariamente seguem o padrão de formar ligações que complementem suas camadas finais com oito elétrons.
Isto pode ser concluído de uma simples observação da tabela periódica.
Os elementos situados nos grupos 3 a 12 da tabela, também chamados de elementos de transição, têm distribuições eletrônicas que dificultam o cumprimento da regra do octeto, pois teriam que trocar ou compartilhar um número relativamente grande de elétrons para adequarem-se àquela Regra.
A regra do octeto é cumprida de modo geral nos grupos 1 e 2 e do 13 ao 18, onde se situam os elementos químicos que podem completar os elétrons da última camada com ligações atômicas envolvendo poucos elétrons.
Veja errata.