En primer lugar, para establecer de nuevo cuál es la regla del octeto, es una regla general que los elementos del grupo principal (los que excluyen los metales de transición) se combinen de manera que tengan 8 electrones de valencia (excepto H y He, que necesitan 2 )
Ahora la pregunta es, ¿cuál es el trasfondo físico de esto? En pocas palabras, al obtener 8 electrones de valencia, estos elementos alcanzan una configuración energéticamente más favorable, que es la fuerza impulsora detrás de muchas de esas observaciones. A veces también se afirma que al obtener 8 electrones en los elementos de capa de valencia tienden a obtener la configuración electrónica de un gas noble. Por lo tanto, esta configuración de gas noble es energéticamente estable, lo que se refleja en el hecho de que los gases nobles no reaccionan químicamente.
Ahora para ir un poco más en detalle. Para el átomo de hidrógeno se puede resolver la ecuación de Schrödinger en 3D y obtener soluciones que se llaman orbitales. Estas son funciones de onda que describen el comportamiento de los electrones alrededor de un núcleo atómico, que se pueden usar para calcular regiones específicas alrededor del núcleo que tienen una alta probabilidad de encontrar un electrón. En átomos con más de 1 electrón, y ciertamente en moléculas, estas funciones de onda no se pueden calcular exactamente, pero se pueden aproximar combinando matemáticamente los orbitales atómicos de manera adecuada. El punto clave es que cada orbital tiene una cierta energía asociada, y de acuerdo con la mecánica cuántica, estos orbitales se llenan desde la energía más baja hasta la más alta. Además, cada orbital puede contener solo 2 electrones. Los principales elementos del grupo, para los cuales se aplica la regla del octeto, tienen 4 orbitales de valencia: 1 s-orbital y 3 p-orbitales (como se les llama). Por lo tanto, en la misma capa de valencia solo ‘encajan’ 8 electrones, y cuando un electrón entra en una capa más alta, tiene mucha más energía. Cuando los átomos se combinan en moléculas, en los elementos del grupo principal también hay en casos simples 4 orbitales moleculares para que los electrones ocupen, lo que conduce a una reducción de energía. Esto da lugar a la regla del octeto.
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Es un poco difícil de explicar porque involucra conceptos de mecánica cuántica, pero el punto clave es que es energéticamente favorable tener 8 electrones alrededor de los elementos del grupo principal donde se llenan los orbitales de energía más baja. Pero esto es solo una regla general, porque existen numerosas excepciones en las que se hace más difícil que solo puede entenderse adecuadamente haciendo cálculos químicos cuánticos para identificar correctamente los orbitales moleculares.
