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化合物的形成稀有气体的化学稳定性

在所有元素中，第18族元素非常奇异，也很“孤僻”，因为它们几乎

没有化学活性。起初，它们因不具反应活性而被称作惰性气体，然而到了20世纪60年代，化学家将氟气在高温高压下与氪气和氙气反映，结果得到了由它们构成的化合物，随后其他关于氪、氙的化合物也相继被合成了出来。尽管至今为止仍未有关氦、氖、氩化合物合成的报告，但是化学家认为他们并不完全惰性，所以将它们改名为稀有气体。

八隅律

稀有气体缺乏反应活性这一点既可以看出，这种元素的原子应当是非常稳定。稀有气体的超强稳定性使得其在元素周期表中显得独树一帜。第18组元素（也就是稀有气体）中，除氦原子外（只有2个价电子），每种稀有气体元素的原子都有8个价电子。化学家根据稀有气体性质稳定一点，建立了一个原子如何经过反映生成化合物过程的新模型，这个模型称作八隅律（octetrule）。换而言之，元素只要获得了与稀有气体一样的价电子排布——稀有气体构型（noblegasconfiguration），就能变得稳定。

获得稳定的外层能级的方式

如果电子以足够的能量相互碰撞，那么，它们的外层电子就有可能通过重排实现价电子稳定的八隅体结构，即稀有气体构型，同时，原子间就会形成化合物。为了使每个原子都有一个稳定的八隅体结构，有两种可能性：第一种是在原子间转移价电子；第二种是原子间共享价电子。

例如：对于钠离子和氯离子来说，钠离子有1个价电子，氯离子有7个价电子。上述两种原子，它们的价电子结构究竟怎样重排才能使每个原子都获得稳定的价电子构型？显然，如果钠原子的1个价电子转移到氯原子上，氯原子就可以达到稳定的八隅体结构。此时，氯原子多出了1个电子，结果带了1个单位负电荷。而失去了1个价电子的钠原子，其钠核内的质子数超过了核外的电子数，因此带了1个单位正电荷。

钠原子在失去它唯一的价电子后，其最外层就有了和氖相同的电子排

布。更准确的说，钠的最高能级上的电子失去后，次一级的能级成为最外层，并且达到了稳定的八隅体结构，因而钠原子也稳定了。

现在，每个原子的外层电子都已实现了八隅体结构，而且它们也不再是中性原子，而是带有电荷的离子。离子（ion）就是因失去或得到电子而形成的带有电荷的原子或原子聚集体。离子总是在价电子重排，即原子间发生电子转移时形成。由离子组成的化合物称为离子化合物（ioniccompound）。单个电子的转移改变了活泼金属钠原子和有毒气体氯气的命运，使它们结合称为稳定而又安全的化合物——氯化钠。请注意，在这一过程中，只有电子排布发生改变，而原子核的结构丝毫为边。

离子间相互吸引

带有相反电荷的物体总会相互吸引。同样地，带正电荷的钠离子和带负电荷的氯原子一旦形成，它们就强有力地彼此吸引。带有相反电荷的离子间存在的这种强烈的相互吸引力就是离子键（ionicbond）。在盐粒中，每个带正电的钠离子吸引周围所有带负电的氯离子，反之亦然。因此，在食盐晶体中，这些离子并不是纯粹地以钠离子/氯离子对的形式存在，而是构建了立方体结构。这种组织完美的结构就是晶体结构。固体氯化钠是由晶体组成的。晶体（crystal）是由原子、离子或分子有规则地重复排列而成的。

可以共享的电子

氢气和氧气反映可以生成水。显然，氢有1个价电子，氧有6个价电子。如果氧原子能额外获得2个价电子，那么他就可以达到稳定的八隅体结构。

那么对于氢来说，氢若失去它唯一的一个价电子，那么它将没有任何核外电子，这种电子结构与所有稀有气体结构均不相同，所以氢原子只能通过获得1个价电子来使氢获得与氦相似的电子排布。但是，这种近似于一厢情愿的获得电子的方式对于水分子中的两个氢原子来说是行不通的。若氧原子只与1个氢原子反应，那么氧原子仍然只有7个价电子，这

是只需再与另一个氢原子共享1个价电子就达到了稳定的八隅体结构（这

也就是为什么解释了水的化学式是H2O）。

反应前后，氢原子和氧原子依旧存在，变化的只是两种原子中价电子

的位置。这是所有化学反应中都会发生的事件：电子重排。