Creo que la cosa más importante aquí es señalar algunos detalles que no creo que consiga mucho hincapié en la química de las clases, y sin embargo son muy importantes en el acercamiento a preguntas como esta.
Me refiero a ¿por qué no 7 o 5 o 10 electrones? ¿Por qué específicamente 8?
He estado en esta situación antes. El donde me estoy haciendo una pregunta que creo que pueden ser una pregunta acerca de la naturaleza fundamental de la materia, pero más que explorar, parece ser una pregunta sin sentido. El número real de los electrones necesarios para estabilizar un sistema no es una pregunta que nos deberíamos realmente importa. La pregunta que nos preocupa es si o no nuestras teorías, se puede predecir que el número. Después de todo, en la ciencia, estamos pidiendo a la naturaleza de las preguntas, y la naturaleza nos da las respuestas. Así que en este caso, la naturaleza nos ha dicho 8 electrones, por lo que la respuesta es de 8 electrones. Creo que es una cosa que se acentúa mucho más en la física de la química. La naturaleza es el árbitro. Nosotros simplemente tratamos de racionalizar el árbitro de las decisiones.
¿Por qué los átomos tienen 8 electrones para estabilizar?
Ahora esa es una pregunta que puede ser respondida por una teoría! Esto puede ser contestada en un montón de detalles o un pequeño detalle, pero me da la sensación de que te van a hacer preguntas acerca de por qué no nos limitamos a mantener llenando los orbitales con más electrones? Esto es básicamente lo que usted está preguntando acerca de A. K. la respuesta al decir,
¿qué entiende usted por energéticamente satisfecho? ¿Cómo puede un átomo de saber si está satisfecho?
Esto nos lleva a que quizás sea el mayor flaco favor hace a la química a los estudiantes en sus clases: el hábito de personificando a sistemas químicos. Hablando de los "deseos" del sistema hace que sea más fácil de entender cuando el primer aprendizaje, pero esto debe ser rápidamente abandonada (el flúor sólo ama a los electrones!). La respuesta a su pregunta aquí es que el sistema no sabe lo que quiere, y que es a menudo una muy buena pregunta! Este tipo de preguntas puede ser muy productivo a la hora de estudiar algo como quantum entanglement. Pero, para el asunto en cuestión, algo más simple es suficiente. Química de los sistemas dinámicos. Están cambiando en el tiempo, chocar con otras moléculas, vibración, rotación, la absorción de fotones y la emisión de fotones, y haciendo todas esas cosas a la vez! Entonces, ¿qué significa que para que un sistema sea "energéticamente satisfecho" es que todas estas cosas han encontrado algún tipo de equilibrio. Es perfectamente posible que en un momento dado algunos átomo puede perder un electrón y otro lo levanta, pero de nuevo tenemos que volver a lo que la naturaleza nos dice. La naturaleza dice que cuando tenemos dos átomos volando alrededor, y uno de ellos tiene siete electrones que el átomo se va a tomar un electrón de otra cosa.
Esto no tiene que ser reservados para sistemas químicos, sin embargo. En todos los de la física, se observa que los sistemas tienden hacia su estado de menor energía. Esto no es dictada absolutamente por alguna ley, sino que es una regla general. Después de todo, podemos encontrar sistemas que no están en el mínimo global de su superficie de energía potencial, pero si la energía de activación puede ser ignorada, casi siempre vamos a encontrar que el sistema en su estado de menor energía.
Es casi como si la naturaleza es sondear estas cinco, siete y diez electrones estados que sugieren, pero simplemente no se queda ahí, porque esa no es la manera en que funciona el mundo. Para ser técnico, los sistemas tienden hacia el equilibrio (debe convencerse de esto porque las matemáticas para demostrar que pueden estar involucrados), así que cuando encuentro un átomo con diez electrones, las fuerzas en el sistema están fuera de equilibrio. No podría ser de ocho cargas positivas en el núcleo, pero a los diez electrones cargados negativamente. Por lo tanto, cuando algo con siete electrones viene alrededor, es probable que el sistema tendrá uno de los electrones adicionales debido a esto equilibra las fuerzas (así como se hace en este ejemplo). Algún tipo de equilibrio se ha establecido. Obviamente este es un ejemplo simplista, pero que usted se pueda imaginar, a continuación, que si había un conjunto de número de Avogadro de partículas, que todas estas cosas sería el intercambio de sus desequilibrios y mantenerse alrededor del equilibrio. Este equilibrio, de nuevo, se observa el bajo estado de energía.
Observaciones Finales:
Si y cuando usted alguna vez el estudio de la mecánica cuántica, usted encontrará que estas cosas que surgen naturalmente de la marco teórico puso allí. Cuando usted encuentra que el momento angular está cuantizado (y que el electrón puede tener cero, el momento angular), que, naturalmente, preguntar lo que este agitando electrones cosa se parece a (decir el 95% del tiempo). Así, la trama de este uso de las ecuaciones que hemos encontrado a partir de su teoría, y de salir de los orbitales que aprendemos todo sobre la química de las clases. La siguiente pregunta nos lleva a lo que estamos pidiendo aquí, tanto sobre el número de electrones de cada átomo tendrá, naturalmente, a su alrededor, y sobre la estabilidad relativa de cada uno de esos casos. Si usted realmente desea ser satisfecho acerca de esas preguntas, el estudio de la mecánica cuántica. De lo contrario, lo que hemos dicho aquí deberían ser suficientes. Con todo, llega un momento en que usted necesita para una mirada más profunda, y estar dispuesto a lidiar con algunos complicado ideas de la mecánica cuántica, o tiene que dejar de pedir a las cuestiones epistemológicas, porque la respuesta a este tipo de preguntas en la ciencia es, casi siempre, "porque la madre naturaleza lo dice".
