18elektronregel

De 18-elektronregel, ook wel de 18e-elektronregel genoemd, is een vuistregel in de organometalliche chemie die stelt dat veel stabiele overgangsmetaalcomplexen rond het metaalcentrum in totaal 18 valentie-elektronen bezitten. Dit komt overeen met een gevuld s-, p- en d-elektronenschil en wordt geassocieerd met stabiliteit en kenmerkende geometrieën, bijvoorbeeld octahedraal of tetraedraalsystemen met sterke ligandbinding.

Elektronentelling gebeurt doorgaans volgens twee gangbare schema’s. De neutrale (kovalente) telling begint met het aantal valentie-elektronen van het metaal (groepsnummer) en telt vervolgens 2 elektronen per ligand dat twee elektronen aan het metaal levert (L-type liganden zoals CO of PR3). X-type liganden dragen ook twee elektronen in deze telling maar verhogen tegelijk de oxidatietoestand in de ionische formulering. In de ionische (oxidatietoestands) telling bepaalt men eerst de oxidatiestoestand van het metaal op basis van de liganden, telt daarna het resterende aantal valentie-elektronen (groepsnummer minus oxidatietoestand) en voegt daar 2 elektronen per ligand aan toe. Beide methoden leiden doorgaans tot een 18e-elektronconfiguratie voor veel gangbare complexen.

Toepassing en beperkingen: de 18e-regel werkt als nuttige heuristiek vooral voor overgangsmetalen in lage tot matige oxidatietoestanden met σ-donerende en π-accepterende liganden (zoals CO, phosphines, H−). Het is geen absolute wet; er zijn bekende uitzonderingen met 16 of 20 elektronen en f-elementen volgen vaak andere regels. Desondanks biedt de regel inzicht bij het ontwerpen van liganden, stabiliteitsbeoordelingen en katalytische cycli.

Voorbeelden: Ni(CO)4 bevat 18 elektronen; Fe(CO)5 bevat eveneens 18 elektronen, wat klassieke illustraties zijn van de regel.