Regla dels 18 electrons

La regla dels 18 electrons és una regla aplicada bàsicament a la química organometàl·lica dels metalls de transició i que permet predir l’estabilitat i la reactivitat dels complexos que formen. És una regla anàloga a la regla del octet usada amb els elements dels grups principals, però en aquest cas s’omplen els 5 orbitals d (10 e-), els 3 orbitals p (6 e-) i l’orbital s (2 e-), que fan un total de 18 e- (d¹⁰s²p⁶), d’aquesta manera aconsegueixen una configuració com la d’un gas noble.

Aplicació de la Regla dels 18 e-

Tenim 3 casos possibles que es poden donar entre els metalls de transició i els lligands:

• Elements de la 1a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant té una energia prou baixa perque s'ompli amb facilitat. A més, aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts. Per aquesta raó aquests complexos varien entre 12 i 22 e-.

• Elements de la 2a i 3a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquests, el primer orbital antienllaçant és molt més energètic, per aquesta raó no s'omple mai. Com hem dit abans aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts, d'aquesta manera els complexos varien entre 12 i 18 e-.

• Elements de transició amb lligands π-acceptors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant també té una energia molt elevada, així que no s'omplirà mai, i aquests complexos no passaran mai dels 18 e-. Els lligands π-acceptors estabilitzen els estats d'oxidació baixos. Així que la majoria de compostos tindran 18 e-, amb algunes excepcions. En aquest cas és on es troben els compostos organometàl·lics i és on és més aplicable la regla dels 18 e-.

Contatge d'electrons

Hi ha dos models per contar els electrons d'un compost, tots dos vàlids per igual:

- Model covalent:

• Considera tots els enllaços metall-lligand com a covalents.
• El metall té tots els seus electrons de valència.
• Els lligands aniònics es compten com radicals, donant 1 e-. Ex: Cl^-
• Els neutres donen un parell d'electrons. Ex: CO
• Cal sumar la càrrega del complex. La càrrega (-) afegeix un e-, la càrrega (+) es treu un e-.

- Model iònic:

• Considera tots els enllaços metall-lligand com a iònics.
• El metall té els electrons corresponents al seu estat d'oxidació.
• Els lligands aniònics es compten com anions, donant 2 e-. Ex: Cl^-
• Els neutres donen un parell d'electrons. Ex: CO
• No cal sumar la càrrega del complex.

Lligand	Càrrega	M. covalent	M. iònic
H-, Me-, Ph-, halur, acil, CN-, RO-, RS-, η1-al·lil, η1-acetat	-1	1	2
CN, NH3, C2H4, PR3, CR2, CNR	0	2	2
O2-	-2	2	4
η3-al·lil, η2-acetat	-1	3	4
NO+	+1	3	2
η4-butadiè	0	4	4
η5-ciclopentadiè	-1	5	6
η6-benzè	0	6	6