2-1 八隅體規則與路易斯結構式-1-
2-1 八隅體規則與路易斯結構式
班級： 座號： 姓名：一、殼層與價電子 (一) 能 階 ： 氫原子 的電子 在軌道 上做 圓 周運動 所具有 的能 量 ， 此能量隨半徑的增大而愈大。 (二) 殼 層 ： 依據電 子距離 原子核 的遠 近 不同， 而將軌 域 分成不 同的組別，由近而遠分別以 K、L、M、N…代表， 或以 n＝1、2、3、4…表示。 (三) 電 子 填 入 殼層的 規則 ： 電子在原子 核外的排 列方 式，是 從 低 能 階 到 高 能 階 依 序 填 入 適 當 的 殼層，各殼層分別可填入 2、8、18… 個電子（即 2n2的關係）。 (四 ) 價殼層：電子在原子中所占用的 最外殼 層稱為價殼層。 (五 ) 價電子：價殼層上的電子稱為 價電子 ，價電子的個數稱為價電子數 。參見下圖。 族 數 1 2 13 14 15 16 17 18 電子 排列 H 原子核 內層電子 最外層電子 He 電子 排列 Li Be B C N O F Ne 電子 排列 Na Mg Al Si P S Cl Ar (六) 規律：A 族（主族）元素，其價電子數就是其族數。(例外： He 價電子數為 2 )
族別 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIA
價電子數 1 2 3 4 5 6 7 8 二、八隅體規則： (一) 路易斯（G. N. Lewis）觀察惰性氣體在室溫下為單原子狀態，且不易和其它原子反應，具 有特殊穩定性，因而推論鈍氣的穩定性與其價殼層電子完全填滿有關。 (二) 定義：原子間相鍵結時，它們會藉由「得、失價電子」或「共用價電子」的方式，以達成 每個原子均具有與鄰近鈍氣一樣的價電子數(電子排列方式)，使價殼層電子數為 8 (He 除外)，而形成穩定粒子。 (三) 達成八隅體的方式： 方 式 得失價電子（見 2-2 節） 共用價電子（見 2-3 節） 狀 況 金屬與非金屬結合時 非金屬與非金屬結合時 電子排列 (1) 金屬原子失去電子，形成陽離子，電子的 排列與上一週期的鈍氣相同 兩個 F 原子各提供 1 個價電 子共用，使 F 的價電子數均為 8，電子的排列方式與氖（10Ne） 相同
2-1 八隅體規則與路易斯結構式-2-
電子排列
(2) 非金屬原子獲得電子，形成陰離子，電子 的排列與同一週期的鈍氣相同
(四) 利用八隅體規則，可推得主族元素的價數：
族 數 IA IIA IIIA VA VIA VIIA
價電子數 1 2 3 5 6 7 價 數 Na ＋ 失 1 個電子 Be2＋ 失 2 個電子 Al3＋ 失 3 個電子 N3－ 得 3 個電子 O2－ 得 2 個電子 F－ 得 1 個電子 註：IVA 族暫不討論。 (五) 同一族元素的價電子數相同（He 例外），化性相似： 1. 1A 族(第 1 族)鹼金屬元素僅有 1 個價電子，化性活潑，均易失去 1 個電子，在自然界 皆以＋1 價陽離子形態存在。 2. 7A 族(第 17 族)鹵素元素有 7 個價電子，化性活潑，皆易獲得 1 個電子，形成－1 價陰 離子。 三、路易斯結構(路易斯電子點式)
(一) 路易斯(Lewis)電子點式：美國科學家路易斯(Gilbert Newton Lewis, 1875～1946)提出來表示 元素及其價電子。即用元素符號來表示原子核與內層電子，而 價電子則以「•」表示於元素符號的四周。 (二) 畫法： 1. 以一個點代表一個價電子，先在元素符號的四周以一邊一點的方式逐步增加（He 除外）。 ※ 一般化學反應中，內殼層的電子不參與反應，故不用表示出來。 2. 如果價電子超過 4 個，再每邊配成對，直到畫完所有的價電子數。 以氟（7A）為例： 電子點的位置並沒有絕對的表示法，氟的路易斯電子點式也可以表示成： 3. 同族元素具有相同的價電子數（He 例外），故亦具有相似的電子點式。 下表所示第一～三週期元素的路易斯電子點式。 族 週期 1 （1A） 2 （2A） 13 （3A） 14 （4A） 15 （5A） 16 （6A） 17 （7A） 18 （8A） 一 二 三 ※ 具未成對電子的原子，表示可與別的原子結合（詳見 2-3 節）。 與 2 個原子結合 不與別的原子結合
2-1 八隅體規則與路易斯結構式-3- 4. 離子與分子的路易斯電子點式： 離子的電子點式 分子的電子點式 （又稱為路易斯結構式） 8O2 － ：2,8 有 8 個價電子 電子排列與 Ne 相同 17Cl － ：2,8,8 有 8 個價電子 電子排列與 Ar 相同 H2、Cl2、H2O 分子中，各原子周 圍的價電子數均符合八隅體法則 【範例 1】 價電子數 下列哪個原子具有 2 個價電子？
(A) 8O (B) 12Mg (C) 9F (D) 2He (E) 3Li。 答 (B)(D) 解 A 族元素的族數即為價電子數。 (A) 6A 族。(B) 2A 族。(C) 7A 族。(D) 8A 族，但 He 只有 2 個價電子。(E) 1A 族。 [類題 1] 下列哪些元素具有相同的價電子數？ (A) 2He (B) 4Be (C) 10Ne (D) 12Mg (E) 16S。 答 (A)(B)(D)
(A) 2He：2；2 個價電子。(B) 4Be：2,2；2 個價電子。(C) 10Ne：2,8；8 個價電子。(D) 12Mg：
2,8,2；2 個價電子。(E) 16S：2,8,6；6 個價電子。 【範例 2】 八隅體法則 依八隅體法則，下列哪個原子或離子能安定存在？ (A) 11Na ＋ (B) 12Mg2 ＋ (C) 8O2 ＋ (D) 17Cl － (E) 9F。 答 (A)(B)(D) 解 (A)(B)(D) 11Na ＋ ：2,8；12Mg2 ＋ ：2,8；17Cl － ：2,8,8。均有 8 個價電子。 (C) 8O2 ＋ ：2,4，有 4 個價電子。 (E) 9F：2,7，有 7 個價電子。 [類題 2] 下列哪個原子不易藉由得到或失去電子而具有 8 個價電子？ (A) 7N (B) 16S (C) 12Mg (D) 3Li (E) 9F。 答 (D) (D) 鋰易失去 1 個電子，形成與氦相同的價電子數，即 2。 【範例 3】 路易斯電子點式 寫出下列各原子或離子的路易斯電子點式： (1) 4Be (2) 10Ne (3) 12Mg (4) 16S2 － 答 (1) (2) (3) (4) [類題 3] 寫出下列原子或離子的路易斯電子點式： (1) 7N (2) 9F － 答 (1) (2) 【範例 4】 路易斯電子點式 下列何者可能是 NH3 分子的路易斯結構式？ (A) (B) (C) (D) (E) 。 答 (A) 解 氫周圍僅能有 2 個價電子；氮周圍則有 8 個價電子。 [類題 4] 下列何者可能是 H2O 分子的路易斯結構式？
2-1 八隅體規則與路易斯結構式-4- 四、化學鍵 (一) 原子為組成物質的最基本粒子。在常態下，只有鈍氣為單原子，其餘物質均由兩個或兩個 以上的原子所構成。 ※ 氪、氙、氡的化合物已被合成，例如：XePtF6（六氟鉑酸氙）、KrF2 等。 (二) 化學鍵： 1. 意義：原子間的作用力（吸引力），能使兩個原子或離子穩定的結合在一起，這種作用 力稱為化學鍵。 例： Ar H2O 2. 說明：當兩原子彼此靠近時，任一原子內的電子和另一原子的原子核間會產生庫侖靜電 吸引力；而原子核和原子核、電子和電子相互間則形成庫侖靜電排斥力。當兩原 子間庫侖靜電吸引力大於排斥力時，會使原子相互吸引靠近而形成化學鍵。 3. 化學鍵的種類： 分 類 組成原子 形成的物質 離子鍵 金屬＋非金屬（見 2-2 節） 離子化合物 共價鍵 非金屬間（見 2-3 節） 分子物質、網狀固體 金屬鍵 金屬間（見 2-5 節） 金屬 4. 能量： (1) 原子和原子結合後的能量較原來低，因此形成化學鍵時，會放出能量(H＜0)，系統 能量會降低，因而使物質的結構穩定。反之，若欲破壞化學鍵則需吸收能量。一般化 學鍵的鍵能介於 50 ～ 400 kJ mol－1 之間。 (2) 打斷化學鍵時，必須吸熱（H＞0），其所需的能量稱為鍵能。 【範例 5】 化學鍵 下列有關化學鍵的敘述，何者正確？ (A)化學鍵為分子與分子間的作用力 (B)任何物質中，均存在化學鍵 (C)水分子解離時，其化學鍵被破壞 (D)甲烷燃燒時，會產生新的化學鍵 (E)藉著不同的化學鍵，原子得以結合成形形色色的物質。 答 (C)(D)(E)解 (A)為原子間的作用力。(B)常溫、常壓下的鈍氣中，沒有化學鍵。(C)破壞氫與 氧間的化學鍵。(D)化學反應時，原子重新排列，因此生成新的化學鍵。 [類題 5] 下列物質的結構中，何者沒有化學鍵？
(A) Cu(s) (B) Ar(g) (C) NaCl(s) (D) NH3(g) (E) H2SO4()。
答 (B)鈍氣為單原子，故鈍氣的原子間不存在化學鍵。(A)含有金屬鍵，詳見 2-5 節。(C) 含有離子鍵，詳見 2-2 節。(D)(E)含有共價鍵，詳見 2-3 節。
