Regla del octeto: qué es, ejemplos y excepciones de cumplimiento
¿Qué es la regla del octeto?
La regla del octeto es una regla práctica que explica la formación del enlace químico de los elementos representativos en función de la configuración electrónica de su capa de valencia.
Según esta regla, los átomos se combinan entre sí de tal manera que cada átomo esté rodeado de ocho electrones en su capa de valencia (de allí la palabra octeto).
Esta regla fue publicada simultáneamente en 1.916 tanto por Gilbert Lewis como por Walther Kossel. Refleja la observación de que los gases nobles son muy estables y todos, a excepción del helio, se caracterizan por tener su capa de valencia llena con 8 electrones.
La teoría establece que los átomos comparten o intercambian electrones al formar enlaces químicos, con la finalidad de adquirir esta configuración electrónica de capa llena.
La regla del octeto y las estructuras de Lewis
La regla del octeto y las estructuras de Lewis están estrechamente relacionadas. Esto se debe a que la regla del octeto es una de las bases para comprender la formación del enlace químico, por lo que permite predecir en la mayoría de los casos, la estructura de Lewis de las sustancias químicas.
En este sentido, uno de los pasos esenciales para dibujar una estructura de Lewis, luego de colocar enlaces simples entre todos los átomos que forman la molécula, es repartir los electrones de valencia restantes entre los átomos más electronegativos para completarles sus octetos.
En los casos en los que queden octetos sin llenarse, se forman enlaces dobles o triples, buscando siempre cumplir la regla del octeto para la mayor cantidad de átomos posible. Así que esta regla empírica es fundamental para la construcción de estructuras de Lewis.
Ejemplos del cumplimiento de la regla del octeto
La regla del octeto se aplica principalmente a los elementos representativos, es decir, a los de los bloques s y p de la tabla periódica. Esta regla se aplica de forma consistente a los compuestos que contienen carbono, nitrógeno, oxígeno y halógenos, y con algunas excepciones a los demás elementos del bloque p. Sin embargo, la mayoría de los metales de transición no la cumplen.
Algunos ejemplos de compuestos en los que se cumple la regla del octeto para todos los átomos son:
Dióxido de carbono (CO2)
Como se puede ver en la estructura de Lewis del dióxido de carbono presentada a continuación, tanto el carbono central como ambos átomos de oxígeno cumplen con la regla del octeto.
El carbono se encuentra rodeado de sus 4 electrones de valencia, más dos electrones provenientes de cada oxígeno, que contribuyen a formar los enlaces doble C=O, mientras que cada oxígeno se rodea de 6 electrones propios más un par proveniente del carbono.
Neopentano (C5H12)
En la inmensa mayoría de los compuestos orgánicos, todos los átomos cumplen la regla del octeto (a excepción del hidrógeno que se rodea de solo 2 electrones). Esto incluye a los alcanos como el neopentano o 2,2-dimetilpropano:
En este caso también se puede observar que cada átomo de carbono comparte sus cuatro electrones con 4 átomos vecinos, cada uno de los cuales aporta uno de sus electrones para formar los 4 enlaces covalentes simples que los mantiene unidos.
Por esta razón, cada átomo de carbono está rodeado de 8 electrones de valencia, cumpliendo con la regla del octeto.
Monóxido de carbono (CO)
El monóxido de carbono es otro compuesto molecular en el que el oxígeno y el carbono comparten electrones formando un enlace covalente para satisfacer la regla del octeto.
En este caso, el carbono aporta dos electrones y el oxígeno 4 para completar los 6 electrones requeridos para formar el enlace covalente triple que los une. Cada uno de los dos átomos tiene un par de electrones adicionales sin compartir que completan cada octeto.
Anión nitrato (NO3–)
También en el caso de los iones se cumple la regla del octeto. El ion nitrato posee un átomo de nitrógeno central rodeado de 3 átomos de oxígeno.
Como se puede observar en este caso, todos los átomos tienen su octeto lleno, dos de los oxígenos tienen una carga formal negativa mientras que el nitrógeno tiene carga formal positiva, lo que da como resultado la carga neta de -1 del ion nitrato.
Cloruro de sodio (NaCl)
El intercambio de electrones para formar compuestos iónicos también es un ejemplo común de la aplicación de la regla del octeto.
Cuando se forma cloruro de sodio a partir de cloro y sodio, se parte de dos átomos que no cumplen con la regla del octeto, ya que al sodio le sobre un electrón y al cloro le falta uno para completar su octeto.
Entonces, el sodio le cede su electrón al cloro, quedando el catión rodeado de 8 electrones y completándole a su vez el octeto al cloro al formar el ion cloruro.
Excepciones a la regla del octeto
Así como hay un gran número de compuestos en los que todos los átomos cumplen la regla del octeto, también existen múltiples ejemplos de átomos que no la cumplen.
Algunos están rodeados de menos de 8 electrones, por lo que son especies deficientes de electrones, mientras que otros están rodeados de más de ocho electrones, en cuyo caso se dice que posee un octeto expandido o se le denomina átomo hipervalente.
Ejemplos de especies deficientes de electrones
Borano (BH3)
Este compuesto es un ejemplo típico de una especie deficiente de electrones. Ni el boro ni los hidrógenos que lo rodean, poseen electrones suficientes para satisfacer la regla del octeto en el átomo central. Esto hace que el boro pueda recibir un par de electrones proveniente de otro átomo en otra molécula, convirtiendo al borano en un ácido de Lewis.
Triclururo de aluminio (AlCl3)
El AlCl3 es otro ejemplo de un ácido de Lewis que debe su comportamiento químico a que no cumple la regla del octeto.
Ejemplos de especies hipervalentes
Hexafluoruro de azufre (SF6)
Un ejemplo típico de un octeto expandido es el SF6, el cual se suele representar como un azufre central con 6 enlaces covalentes simples con átomos de flúor. En este caso, el azufre está rodeado de 12 electrones de valencia en lugar de 8, por lo que viola la regla del octeto.
A pesar de esto, se han propuesto modelos en los que el azufre en realidad está enlazado con enlaces covalentes a 4 flúors a la vez, mientras que con los otros dos, forma enlaces iónicos. De ser así, sí cumpliría la regla del octeto.
Pentacloruro de fósforo (PCl5)
Al igual que en el caso del azufre, el fósforo también puede formar compuestos con octetos expandidos, en este caso rodeado de 10 electrones.
