八隅体规则

八隅体规则（或称八电子规则）是化学中一个简单的规则，即原子间的组合趋向令各原子的价层都拥有与惰性气体相同的电子排列。主族元素，如碳、氮、氧、卤素族、钠、镁都依从这个规则。简单而言，当组成离子或分子的原子的最外电子层有八个电子，它们便会趋向稳定，而若不满8个时，原子间会互相共享或交换电子达到平衡稳定。例如Cl与Na形成NaCl的结构。^[1]

二氧化碳的路易斯结构──中央的碳原子及两侧的氧原子均被八个电子包围。

第一层电子最多有2个，第二层8个，第三层18个，第四层32个。公式为2n²。

历史

19世纪末，已经有科学家发现配合物是由原子或分子组成，令其组成原子的原子价满足某条件。1893年阿尔弗雷德·维尔纳发现，与中央连接的原子或官能基的数目（配位数）通常是4或者6，最高可以是8，不过罕有发生。1904年，理查德·阿贝格提出阿贝格规则，指出元素化合价的最大正值和最小负值的相差通常为8。1916年，吉尔伯特·路易斯在其“立方原子理论”制定八隅体规则时就使用了阿贝格规则。

概观

简单的说，当一个元素的最外的电子壳层拥有八个电子时(第一周期的氢、氦价壳层只有2个，故称二隅体，广义是为八隅体)，它便会被填满和变得稳定；这也是惰性气体不活跃的原因。注意：“被填满的层”是指当下层开始接受电子时，其价层有八个电子，即使更高的亚层（d、f，及其他）还没有被填满。在基态的原子最多只能容纳8个电子在其价层，因为s亚层被填满后，必定会填p亚层。于是，当p亚层被填满后，更多的电子只进入下一层，而成为价层。

根据八隅体规则，原子一般会通过得到、失去或分享电子以达成八隅体。原子的反应分成三种：离子键、共价键、金属键。

最常使用八隅体规则的原子是：

• 碳 (C)
• 氮 (N)
• 氧 (O)
• 卤素：氟 (F)、氯 (Cl)、溴 (Br)、碘 (I)、砹 (At)
• 贵气体：氦 (He)、氖 (Ne)、氩 (Ar)、氪 (Kr)、氙 (Xe)、氡 (Rn)
• 碱金属：锂 (Li)、钠 (Na)、钾 (K)、铷 (Rb)、铯 (Cs)、钫 (Fr)
• 碱土族：铍 (Be)、镁 (Mg)、钙 (Ca)、锶 (Sr)、钡 (Ba)、镭 (Ra)

例外

主条目：超价分子和缺电子分子

• 第一电子层的二隅体：氦气的最外层只有2个电子，十分稳定。（由于没有1p亚层，1s之上就是2s亚层，故第一电子层只能有最多2个电子。）氢可获得额外电子、锂可失去电子而变成这种稳定排列。
• 一些少于8个电子的原子组成缺电子化合物，因为不足孤偶电子形成键。这在硼的化合物中常见，其价层通常只有6个电子（如在BF₃中）。此外，也可出现在碳烯中。
• 自由基（如一氧化氮）拥有一个或多个有“单数”电子数目的原子。
• 多于3个电子层的原子能容纳多于8个电子在其最外层，因为超过原子序11时，第三层电子层出现d亚层 (sub-shell)，可以超越八隅体。例如：
  • 五氯化磷（PCl₅）中的磷
  • 六氟化硫（SF₆）中的硫
• 在过渡金属中，十八电子规则取代了八隅体规则。

参考文献

1. 高中化学_基础化学(二)_八隅体规则(八隅律)【莫斯利高中自然科教学网】