Octet rule
آکٹٹ قاعدہ انگوٹھے کا ایک کیمیائی قاعدہ ہے جو اس نظریہ کی عکاسی کرتا ہے کہ مرکزی گروپ کے عناصر اس طرح سے بندھ جاتے ہیں کہ ہر ایٹم کے ویلینس شیل میں آٹھ الیکٹران ہوتے ہیں، جو اسے نیک گیس کی طرح الیکٹرانک ترتیب دیتا ہے۔ یہ قاعدہ خاص طور پر کاربن، نائٹروجن، آکسیجن اور ہیلوجینز پر لاگو ہوتا ہے ؛ حالانکہ عام طور پر یہ قاعدہ پیریڈک ٹیبل کے ایس-بلاک اور پی-بلاک پر لاگو ہوتا ہے۔ دیگر عناصر کے لیے دیگر اصول موجود ہیں، جیسے ہائیڈروجن اور ہیلیم کے لیے ڈوپلیٹ اصول، یا منتقلی دھاتوں کے لیے 18 الیکٹران اصول۔ ویلینس الیکٹرانوں کو لیوس الیکٹران ڈاٹ خاکہ کا استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جا سکتا ہے جیسا کہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کے دائیں جانب دکھایا گیا ہے۔ کوولینٹ بانڈ میں دو ایٹموں کے مشترکہ الیکٹرانوں کو دو بار شمار کیا جاتا ہے، ہر ایٹم کے لیے ایک بار۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ میں ہر آکسیجن مرکزی کاربن کے ساتھ چار الیکٹرانوں کا اشتراک کرتی ہے، دو (سرخ رنگ میں دکھائے گئے) خود آکسیجن سے اور دو (سیاہ رنگ میں دکھائے گئے) کاربن سے۔ ان چاروں الیکٹرانوں کو کاربن آکٹٹ اور آکسیجن آکٹٹ دونوں میں شمار کیا جاتا ہے، تاکہ دونوں ایٹموں کو آکٹٹ اصول کی پابندی کرنے والا سمجھا جائے۔ مثال: ایٹموں کے جوڑوں کے درمیان سوڈیم کلورائڈ (NaCl) آئنک بانڈنگ عام ہے، جہاں جوڑے میں سے ایک کم برقی منفی (جیسے سوڈیم) کی دھات ہے اور دوسرا اعلی برقی منفی (جیسے کلورین) کا غیر دھاتی ہے۔ کلورین ایٹم کے تیسرے اور بیرونی الیکٹران خول میں سات الیکٹران ہوتے ہیں، پہلے اور دوسرے خول بالترتیب دو اور آٹھ الیکٹرانوں سے بھرے ہوتے ہیں۔ کلورین کی پہلی الیکٹران وابستگی (توانائی کی رہائی جب کلورین ایک الیکٹران کو حاصل کر کے کلورین ایٹموں کی تشکیل کرتا ہے) 349 kJ فی مول کلورین ایٹم ہے۔ ایک فرضی سی ایل 2 بنانے کے لیے دوسرے الیکٹران کو شامل کرنے کے لیے توانائی، ایسی توانائی کی ضرورت ہوگی جسے کیمیائی بند کی تشکیل سے بازیافت نہیں کیا جا سکتا۔ نتیجہ یہ ہے کہ کلورین اکثر ایک مرکب بنائے گا جس میں اس کے بیرونی خول (ایک مکمل آکٹٹ) میں آٹھ الیکٹران ہوتے ہیں، جیسا کہ Cl− میں ہوتا ہے۔ سوڈیم ایٹم کے سب سے بیرونی الیکٹران خول میں ایک واحد الیکٹران ہوتا ہے، پہلے اور دوسرے خول پھر بالترتیب دو اور آٹھ الیکٹرانوں سے بھرے ہوتے ہیں۔ اس بیرونی الیکٹران کو ہٹانے کے لیے صرف پہلی آئنائزیشن توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ + 495.8 kJ فی مول سوڈیم ایٹم، توانائی کی ایک چھوٹی سی مقدار ہے۔ اس کے برعکس، دوسرا الیکٹران گہرے دوسرے الیکٹران خول میں رہتا ہے، اور اس کو ہٹانے کے لیے درکار دوسری آئنائزیشن توانائی بہت زیادہ ہے: + 4562 kJ فی مول۔ اس طرح سوڈیم، زیادہ تر معاملات میں، ایک مرکب بنائے گا جس میں اس نے ایک واحد الیکٹران کھو دیا ہے اور اس میں آٹھ الیکٹرانوں یا آکٹٹ کا مکمل بیرونی خول ہے۔ ایک الیکٹران کو سوڈیم ایٹم سے کلورین ایٹم میں منتقل کرنے کے لیے درکار توانائی (سوڈیم کی پہلی آئنائزیشن توانائی اور کلورین کی الیکٹران وابستگی کا فرق) کم ہے: + 495.8 −349 = + 147 kJ mol−1۔ اس توانایٔی کو سوڈیم کلورایٔڈ کی جالی توانایٔی سے آسانی سے پورا کیا جا سکتا ہے: −783 kJ mol−1۔ یہ اس معاملے میں آکٹٹ اصول کی وضاحت کو مکمل کرتا ہے۔ تاریخ 1864 میں، انگریز کیمسٹ جان نیو لینڈز نے بتیس معروف عناصر کو ان کی جسمانی خصوصیات کی بنیاد پر آٹھ گروپوں میں درجہ بند کیا۔ 19 ویں صدی کے اواخر میں، یہ معلوم ہوا کہ ہم آہنگی مرکبات (جنہیں پہلے "سالماتی مرکبات" کہا جاتا تھا) ایٹموں یا مالیکیولز کے امتزاج سے اس انداز میں تشکیل پائے تھے کہ اس میں شامل ایٹموں کی ویلینسی بظاہر مطمئن ہو گئیں۔ 1893 میں، الفریڈ ورنر نے دکھایا کہ مرکزی ایٹم ("کوآرڈینیشن نمبر") سے وابستہ ایٹموں یا گروہوں کی تعداد اکثر 4 یا 6 ہوتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ 8 تک کے دیگر کوآرڈینیشن نمبر معلوم تھے، لیکن کم کثرت سے۔ 1904 میں، رچرڈ ابیگ کوآرڈینیشن نمبر کے تصور کو ویلینس کے تصور تک بڑھانے والے پہلے لوگوں میں سے ایک تھے جس میں انہوں نے ایٹموں کو الیکٹران ڈونرز یا قبولیت کے طور پر ممتاز کیا، جس کی وجہ سے مثبت اور منفی ویلینس ریاستیں پیدا ہوئیں جو آکسیکرن ریاستوں کے جدید تصور سے بہت ملتی جلتی ہیں۔ ابیگ نے نوٹ کیا کہ ان کے ماڈل کے تحت کسی عنصر کی زیادہ سے زیادہ مثبت اور منفی ویلینسوں کے درمیان فرق اکثر آٹھ ہوتا ہے۔ 1916 میں، گلبرٹ این لیوس نے اس بصیرت کو ابیگ کی حکمرانی کے طور پر حوالہ دیا اور اسے اپنے کیوبکل ایٹم ماڈل اور "آٹھ کی حکمرانی" تیار کرنے میں مدد کے لیے استعمال کیا، جس نے ویلینس اور ویلینس الیکٹرانوں کے درمیان فرق کرنا شروع کیا۔ 1919 میں ارونگ لینگ مائر نے ان تصورات کو مزید بہتر بنایا اور ان کا نام بدل کر "کیوبکل آکٹٹ ایٹم" اور "آکٹٹ تھیوری" رکھ دیا۔ "آکٹٹ تھیوری" اس میں تبدیل ہوئی جسے اب "آکٹٹ رول" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ والتھر کوسل اور گلبرٹ این لیوس نے دیکھا کہ عمدہ گیسوں میں عام حالات میں کیمیائی تعاملات میں حصہ لینے کا رجحان نہیں ہوتا ہے۔ اس مشاہدے کی بنیاد پر، انہوں نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ عمدہ گیسوں کے ایٹم مستحکم ہیں اور اس نتیجے کی بنیاد پر انہوں نے 1916 میں ویلینسی کا ایک نظریہ پیش کیا جسے "الیکٹرانک تھیوری آف ویلینسی" کے نام سے جانا جاتا ہے: کوانٹم تھیوری میں وضاحت ایٹم کا کوانٹم تھیوری آٹھ الیکٹرانوں کو ایس 2 پی 6 الیکٹران ترتیب کے ساتھ ایک بند خول کے طور پر بیان کرتا ہے۔ ایک بند شیل ترتیب وہ ہے جس میں نچلی توانائی کی سطح مکمل ہوتی ہے اور اعلی توانائی کی سطح خالی ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، نیون ایٹم کی زمینی حالت میں ایک مکمل خول (2s2 2p6) اور ایک خالی خول ہوتا ہے۔ آکٹٹ اصول کے مطابق، پیریڈک ٹیبل میں نیون سے فورا پہلے اور بعد میں ایٹم (یعنی۔ C، N، O، F، Na، Mg اور Al)، الیکٹرانوں کو حاصل کرنے، کھونے یا بانٹنے سے اسی طرح کی ترتیب حاصل کرنے کا رجحان رکھتے ہیں۔ آرگان ایٹم کی تشبیہ 3s2 3p6 ہے۔ ایک خالی 3d سطح بھی ہے، لیکن یہ 3s اور 3p سے کافی زیادہ توانائی پر ہے (ہائیڈروجن ایٹم کے برعکس)، تاکہ 3s2 3p6 کو اب بھی کیمیائی مقاصد کے لیے بند خول سمجھا جائے۔ آرگان سے فورا پہلے اور بعد میں ایٹم مرکبات میں اس ترتیب کو حاصل کرنے کا رجحان رکھتے ہیں۔ تاہم، کچھ ہائپر ویلینٹ مالیکیولز ہیں جن میں 3 ڈی کی سطح بانڈنگ میں حصہ لے سکتی ہے، حالانکہ یہ متنازعہ ہے (نیچے دیکھیں)۔ ہیلیم کے لیے کوانٹم تھیوری کے مطابق کوئی 1p سطح نہیں ہے، لہذا 1s2 ایک بند خول ہے جس میں کوئی p الیکٹران نہیں ہے۔ ہیلیم (H اور Li) سے پہلے اور بعد میں ایٹم ایک ڈوئٹ اصول پر عمل کرتے ہیں اور ہیلیم کی طرح 1s2 ترتیب رکھتے ہیں۔ مستثنیات بہت سے رد عمل والے انٹرمیڈیٹس غیر مستحکم ہوتے ہیں اور آکٹٹ اصول کی پابندی نہیں کرتے ہیں۔ اس میں کاربینز جیسی انواع کے ساتھ ساتھ آزاد ریڈیکلز اور میتھائل ریڈیکلز (سی ایچ 3) شامل ہیں جن میں کاربن ایٹم پر غیر بندھن والے مدار میں غیر جوڑا الیکٹران ہوتا ہے اور اسی مدار میں مخالف گردش کا کوئی الیکٹران نہیں ہوتا ہے۔ ایک اور مثال ریڈیکل کلورین مونو آکسائیڈ (سی ایل او) ہے جو اوزون کی کمی میں شامل ہے۔ یہ مالیکیول اکثر اپنے آکٹٹ کو مکمل کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ الیکٹران کی کمی والے مالیکیول جیسے بوران بھی آکٹٹ کے اصول کی پابندی نہیں کرتے لیکن دھاتی بندھن کی طرح ڈی لوکلائزڈ الیکٹرانوں کا اشتراک کرتے ہیں۔ اگرچہ مستحکم عجیب الیکٹران مالیکیولز اور ہائپر ویلینٹ مالیکیولز کو عام طور پر آکٹٹ اصول کی خلاف ورزی کے طور پر سکھایا جاتا ہے، لیکن اب انٹیٹیو مالیکیولر آربیٹل حساب سے پتہ چلتا ہے کہ وہ بڑی حد تک آکٹٹ اصول کی پابندی کرتے ہیں (نیچے تین الیکٹران بانڈز اور ہائپر ویلینٹ مالیکیولز کے حصے دیکھیں)۔ تین الیکٹران بند کچھ مستحکم سالماتی ریڈیکلز (مثال کے طور پر۔ نائٹرک آکسائڈ، NO) تین الیکٹران بانڈ کے ذریعے آکٹٹ ترتیبات حاصل کرتا ہے جو ہر بند شدہ ایٹم کے آکٹٹ میں ایک مشترکہ اور ایک غیر مشترکہ الیکٹران کا حصہ بنتا ہے۔ NO میں، ہر ایٹم پر آکٹ تین الیکٹران بانڈ سے دو الیکٹرانوں پر مشتمل ہوتا ہے، اس کے علاوہ دو دو الیکٹران بانڈ سے چار الیکٹران اور صرف اس ایٹم پر غیر بانڈنگ الیکٹرانوں کے واحد جوڑے سے دو الیکٹران ہوتے ہیں۔ بانڈ آرڈر 2.5 ہے، کیونکہ ہر دو الیکٹران بانڈ ایک بانڈ کے طور پر شمار ہوتا ہے جبکہ تین الیکٹران بانڈ میں صرف ایک مشترکہ الیکٹران ہوتا ہے اور اس لیے یہ نصف بانڈ سے مطابقت رکھتا ہے۔ ڈائی آکسائیجن کو بعض اوقات مشترکہ الیکٹرانوں کے دو جوڑوں پر مشتمل ڈبل بانڈ (O = O) کے ساتھ آکٹٹ اصول کی پابندی کے طور پر پیش کیا جاتا ہے۔ تاہم اس مالیکیول کی زمینی حالت پیرا میگنیٹک ہے، جو غیر جوڑے والے الیکٹرانوں کی موجودگی کی نشاندہی کرتی ہے۔ پالنگ نے تجویز پیش کی کہ یہ مالیکیول دراصل دو تین الیکٹران بانڈ اور ایک نارمل کوولینٹ (دو الیکٹران) بانڈ پر مشتمل ہے۔ ہر ایٹم پر آکٹٹ پھر ہر تین الیکٹران بانڈ سے دو الیکٹرانوں کے علاوہ کوولینٹ بانڈ کے دو الیکٹرانوں کے علاوہ غیر بانڈنگ الیکٹرانوں کی ایک واحد جوڑی پر مشتمل ہوتا ہے۔ بانڈ آرڈر 1+0.5 + 0.5=2 ہے۔ پیریڈک ٹیبل کی تیسری اور بعد کی قطاروں میں ہائپر ویلینٹ مالیکیول مین گروپ عناصر ہائپر کوآرڈینیٹ یا ہائپر ویلینٹ مالیکیول تشکیل دے سکتے ہیں جس میں مرکزی مین گروپ ایٹم چار سے زیادہ دیگر ایٹموں، جیسے فاسفورس پینٹافلوورائڈ، پی ایف 5، اور سلفر ہیکسافلوورائڈ، ایس ایف 6 سے منسلک ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، پی ایف 5 میں، اگر یہ سمجھا جائے کہ پانچ حقیقی کوولینٹ بانڈز ہیں جن میں پانچ الگ الگ الیکٹران جوڑے مشترک ہیں، تو فاسفورس آکٹٹ اصول کی خلاف ورزی کرتے ہوئے 10 ویلینس الیکٹرانوں سے گھرا ہوا ہوگا۔ کوانٹم میکانکس کے ابتدائی دنوں میں، پالنگ نے تجویز پیش کی کہ تیسری صف کے ایٹم ایک ایس، تین پی اور ایک ڈی آربیٹلز، یا ایک ایس، تین پی اور دو ڈی آربیٹلز کا استعمال کرکے چھ بانڈ بنا سکتے ہیں۔ پانچ بانڈ بنانے کے لیے، ایک ایس، تین پی اور ایک ڈی آربیٹلز مل کر پانچ ایس پی 3 ڈی ہائبرڈ آربیٹلز بناتے ہیں جو ہر ایک ہیلوجن ایٹم کے ساتھ ایک الیکٹران جوڑے کا اشتراک کرتے ہیں، کل 10 مشترکہ الیکٹرانوں کے لیے، جو آکٹٹ رول کی پیش گوئی سے دو زیادہ ہیں۔ اسی طرح چھ بانڈ بنانے کے لیے، چھ sp3d2 ہائبرڈ آربیٹلز 12 مشترکہ الیکٹرانوں کے ساتھ چھ بانڈ بناتے ہیں۔ اس ماڈل میں خالی ڈی آربیٹلز کی دستیابی کو اس حقیقت کی وضاحت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ تیسری صف کے ایٹم جیسے فاسفورس اور سلفر چار سے زیادہ کوولینٹ بانڈ بنا سکتے ہیں، جبکہ دوسری صف کے ایٹم جیسے نائٹروجن اور آکسیجن آکٹٹ رول کے ذریعے سختی سے محدود ہوتے ہیں۔ تاہم دوسرے ماڈلز آکٹٹ اصول کے مطابق صرف ایس اور پی آربیٹلز کا استعمال کرتے ہوئے بانڈنگ کو بیان کرتے ہیں۔ پی ایف 5 کی ویلینس بانڈ کی تفصیل مختلف پی ایف 4 + ایف-ڈھانچوں کے درمیان گونج کا استعمال کرتی ہے، تاکہ ہر ایف چار ڈھانچوں میں کوولینٹ بانڈ اور ایک ڈھانچے میں آئنک بانڈ کے ذریعے بند ہو۔ ہر گونج ڈھانچے میں پی پر آٹھ ویلینس الیکٹران ہوتے ہیں۔ ایک سالماتی مداری نظریہ کی وضاحت سب سے زیادہ قبضہ شدہ سالماتی مداری کو پانچ فلورائن ایٹموں پر مقامی غیر بانڈنگ مداری سمجھتی ہے، اس کے علاوہ چار قبضہ شدہ بانڈنگ مداریوں کے علاوہ، اس طرح فاسفورس پر صرف آٹھ ویلنس الیکٹران ہوتے ہیں۔ ہائپر ویلینٹ مالیکیولز کے لیے آکٹٹ قاعدے کی توثیق کو اے بی انٹیو مالیکیولر آربیٹل حساب سے مزید تقویت ملتی ہے، جو ظاہر کرتا ہے کہ بانڈنگ آربیٹلز میں ڈی فنکشنز کی شراکت کم ہے۔ اس کے باوجود، تاریخی وجوہات کی بناء پر، پی، ایس، سی، یا آئی جیسے عناصر کے ارد گرد آٹھ سے زیادہ الیکٹرانوں کو ظاہر کرنے والے ڈھانچے اب بھی نصابی کتابوں اور تحقیقی مضامین میں عام ہیں۔ کیمیائی بانڈنگ میں ڈی شیل کی توسیع کی غیر اہمیت کے باوجود، یہ عمل ڈھانچوں کو بڑی تعداد میں رسمی چارجز کا استعمال کیے بغیر یا جزوی بانڈز کا استعمال کیے بغیر دکھائے جانے کی اجازت دیتا ہے اور آئی یو پی اے سی کے ذریعہ اس کی سفارش کی جاتی ہے کہ وہ تصویر کشی کو ترجیح دیتے ہوئے ایک آسان رسمی شکل کے طور پر جو بانڈنگ کی بہتر عکاسی کرتی ہے۔ دوسری طرف، Be، B، C، N، O، یا F کے ارد گرد آٹھ سے زیادہ الیکٹرانوں (یا H، He، یا Li کے ارد گرد دو سے زیادہ) کو زیادہ تر حکام کی طرف سے غلطی سمجھا جاتا ہے۔ دوسرے اصول آکٹٹ کا قاعدہ صرف مرکزی گروپ کے عناصر پر لاگو ہوتا ہے۔ دیگر عناصر الیکٹران کی گنتی کے دیگر اصولوں کی پیروی کرتے ہیں کیونکہ ان کی ویلینس الیکٹران کی تشکیل مرکزی گروپ کے عناصر سے مختلف ہوتی ہے۔ یہ دوسرے اصول ذیل میں دکھائے گئے ہیں: پہلے خول کا ڈوئٹ رول یا ڈوپلیٹ رول H، He اور Li پر لاگو ہوتا ہے-نوبل گیس ہیلیم کے بیرونی خول میں دو الیکٹران ہوتے ہیں، جو بہت مستحکم ہوتے ہیں۔ (چونکہ کوئی 1p سب شیل نہیں ہے، اس لیے 1s کے فورا بعد 2s آتا ہے، اور اس طرح شیل 1 میں زیادہ سے زیادہ صرف 2 ویلینس الیکٹران ہو سکتے ہیں)۔ اس مستحکم ترتیب کو حاصل کرنے کے لیے ہائیڈروجن کو صرف ایک اضافی الیکٹران کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ لیتھیم کو ایک کھونے کی ضرورت ہوتی ہے۔ منتقلی کی دھاتوں کے لیے، مالیکیولز 18-الیکٹران اصول کی پابندی کرتے ہیں جو بانڈنگ اور غیر بانڈنگ آربیٹلز بنانے کے لیے ویلینس ڈی، ایس اور پی آربیٹلز کے استعمال سے مطابقت رکھتے ہیں۔ تاہم، مرکزی گروپ کے عناصر کے لیے آکٹٹ اصول کے برعکس، منتقلی دھاتیں 18-الیکٹران اصول کی سختی سے پابندی نہیں کرتی ہیں اور ویلینس الیکٹران کی گنتی 12 اور 18 کے درمیان مختلف ہو سکتی ہے۔ لیوس ڈھانچہ الیکٹران گنتی حوالہ جات کیمیائی بانڈنگ رولز آف تھمب بھی دیکھیں۔