Kurze Antwort:
Dazu muss man die Oktett-Regel anwenden:
Ein Atom ist mit 8 Valenzelektronen(VE) stabil (Ausnahme: Wasserstoff, Lithium und Helium geben sich mit 2 VE zufrieden).
Die Regel zeigt auch, warum Edelgase nicht reaktiv sind (Sie stehen in der 8. Hauptgruppe und haben daher 8 VE)
Eine genaue(korrekte) Erklärung warum die Oktett-Regel gilt gibt es erst im Studium (Stichwort: Orbitaltheorie und Quantenmechanik)
Lange Antwort:
Anwendung am Kohlenstoff
Kohlenstoff steht in der 4. Hauptgruppe des PSE, daher hat es 4 VE. Um einen möglichst stabilen zustand zu erreichen (8VE), teilt es sich Elektronen mit anderen Atomen. Dies geschieht meist über covalente Bindungen (Elektronenpaarbindungen). Ein sogenannter sp³ kohlenstoff ist mit 4 verschiedenen Atomen verbunden.
Locker gesagt: Kohlenstoff schmeißt seine einzelnen VE in 4 verschiedene Bindungen. Die Atome mit denen sich der Kohlenstoff verbindet machen das gleiche. So hat der Kohlenstoff formal:
4*(1e(vom Kohlenstoff)+1e(vom benachbartem Atom) = 8e
Damit erfüllt der Kohlenstoff über einen Kniff die Oktett-Regel -> ist stabil.
Ein anderes Beispiel sind Doppelbindungen (sp²-Kohlenstoff), insbesondere mit Sauerstoff:
Sauerstoff steht in der 6. Hauptgruppe, hat also 6 VE, und geht daher 2 Bindungen ein um auf formale 8 VE zu kommen. Wasserstoff (als Ausnahme s.o.) steht in der 1. Hauptgruppe und ist mit 2VE oder 0VE(Proton oder H+) stabil. Wenn das Kohlenstoffatom sich mit diesen Elementen verbindet entsteht Formaldehyd (CH2O),
die VE des Kohlenstoffs:
2(C-H Bindungen) * (1e(Kohlenstoff)+1e(Wasserstoff)) + 1(C=O Doppelbindung) * (2e(Kohlenstoff)+2e(Sauerstoff) = 4e + 4e = 8e
Doppelbindungen bedeuten, dass je Atom 2e geteilt werden.
VE Sauerstoff:
2*2e(zwei freie elektronenpaare)+1(C=O Doppelb.)*(2e(Sauerstoff)+2e(Kohlenst.)) = 4e + 4e = 8e
Wasserstoff hat eine Bindung, also gilt für die Anzahl der VE:
1(C-H)*(1e(Wasserstoff)+1e(Kohlenstoff) = 2e
Alle Elemente erfüllen die Oktettregel und bilden Formaldehyd.
Side Note:
Metalle stehen in den frühen Hauptgruppen (1. und 2.) und bilden positive Ionen. Die Abgabe von 1e (1. Hauptgruppe) oder 2e (2.HG) führt zur erfüllung der Oktettregel, und ist bevorzugt gegenüber der Aufnahme von 7e (1.HG) oder 6e (2.HG). Eine nicht ganz fachlich korrekte Eselsbrücke wäre die elektrostatische Abstoßung zwischen den 6 oder gar 7 negativ geladenen Elektronen.
