Вільна електронна пара

Вільна або неподілена електронна пара (англ. lone or nonbonding electron pair) — електронна пара, локалізована у валентній оболонці одного атома[1]. Рекомендований сучасний термін незв'язуюча електронна пара. В формулі Льюїса вільну електронну пару позначають двома крапками (або рискою) біля відповідного атома, згідно з рекомендацією ІЮПАК[1]. В учбовій літературі зустрічається наочне зображення вільної пари хмаринкою.

Оскільки ковалентний зв'язок утворюється шляхом усуспільнення електронів двома атомами, вільна електронна пара за визначенням не бере участь в його утворенні. Вільні електронні пари слід враховувати при застосуванні чи перевірці правила октету: кількість електронів у вільних парах атома плюс кількість зв'язуючих (усуспільнених) електронів дорівнює загальній кількості електронів у валентній оболонці цього атома, що за правилом октету для валентно насиченого атому має складати 8.

Наявність вільних електронних пар притаманна в першу чергу атомам, які ще до сполучення в молекулу мали більш ніж наполовину заповнений електронами зовнішній (валентний) рівень: N, O, F, Cl, S тощо. Вільна електронна пара може брати участь в утворенні додаткового ковалентного зв'язку за донорно-акцепторним механізмом, а також в міжмолекулярній взаємодії, зокрема, утворювати водневий зв'язок.

Згідно з моделлю Ґілеспі, вільна електронна пара займає у валентній оболонці атома певний об'єм, так само як і зв'язуюча електронна пара. Можна вважати, що вільна електронна пара посідає відповідного типу гібридну атомну орбіталь. Приміром, вільні пари неводневих атомів у молекулах NH₃, H₂O та HF посідають sp³-гібридні орбіталі; дві вільні пари атома оксигену в молекулі вуглекислого газу чи в карбонільній групі — sp²-гібридні орбіталі; вільна пара атома карбону в молекулі чадного газу — sp-гібридну орбіталь.