În chimie, electronii de valență sunt electronii situați în învelișul de electroni cel mai exterior al unui element. Știind cum să găsim numărul de electroni de valență într-un atom dat este o abilitate importantă pentru chimiști, deoarece aceste informații determină tipurile de legături chimice care se pot forma. Din fericire, tot ce trebuie pentru a găsi electronii de valență este tabelul periodic regulat al elementelor.
Etapa
Partea 1 din 2: Găsirea electronilor de valență cu tabelul periodic
Metale care nu sunt în tranziție
Pasul 1. Găsiți tabelul periodic al elementelor
Acest tabel este un tabel cu culori, format din mai multe cutii diferite care conțin toate elementele chimice cunoscute de om. Tabelul periodic furnizează o mulțime de informații despre elemente - vom folosi unele dintre aceste informații pentru a determina numărul de electroni de valență din atomul pe care îl studiem. De obicei, puteți găsi aceste informații pe coperta unui manual de chimie. Există, de asemenea, tabele interactive bune disponibile online aici.
Pasul 2. Etichetați fiecare coloană din tabelul periodic al elementelor de la 1 la 18
De obicei, în tabelul periodic, toate elementele dintr-o coloană verticală au același număr de electroni de valență. Dacă tabelul periodic nu are deja un număr în fiecare coloană, numerotați-l de la 1 în coloana din stânga până la 18 în coloana din dreapta. În termeni științifici, aceste coloane sunt numite "grup" element.
De exemplu, dacă folosim tabelul periodic în care grupurile sunt nenumerotate, am scrie 1 deasupra hidrogenului (H), 2 deasupra berilului (Be) și așa mai departe până la 18 deasupra heliului (He)
Pasul 3. Găsiți elementul în tabel
Acum, găsiți elementul pentru care doriți să cunoașteți electronii de valență de pe masă. Puteți face acest lucru folosind simbolul chimic (litera din fiecare casetă), numărul atomic (numărul din stânga sus al fiecărei casete) sau orice alte informații disponibile în tabel.
-
În scop demonstrativ, să găsim electronii de valență pentru un element foarte frecvent utilizat: carbon (C).
Acest element are un număr atomic de 6. Acest element este situat deasupra grupului 14. În etapa următoare, vom căuta electronii de valență.
- În această subsecțiune, vom ignora metalele de tranziție, care sunt elemente în blocuri pătrate ale grupurilor 3 până la 12. Aceste elemente diferă ușor de celelalte, astfel încât pașii din această subsecțiune nu se aplică acelui element. Consultați cum puteți face acest lucru în subsecțiunea de mai jos.
Pasul 4. Folosiți numerele de grup pentru a determina numărul de electroni de valență
Numărul grupului unui metal care nu este în tranziție poate fi utilizat pentru a găsi numărul de electroni de valență din atomul elementului. Unitatea locului numărului grupului este numărul de electroni de valență din atomul elementului. Cu alte cuvinte:
- Grupa 1: 1 electroni de valență
- Grupa 2: 2 electroni de valență
- Grupa 13: 3 electroni de valență
- Grupa 14: 4 electroni de valență
- Grupa 15: 5 electroni de valență
- Grupa: 6 electroni de valență
- Grupa: 7 electroni de valență
- Grupa: 8 electroni de valență (cu excepția heliului, care are 2 electroni de valență)
-
În exemplul nostru, deoarece carbonul este în grupa 14, putem spune că un atom de carbon are patru electroni de valență.
Metal de tranziție
Pasul 1. Găsiți elementele din grupele 3-12
După cum sa menționat mai sus, elementele din grupele 3 până la 12 sunt numite metale de tranziție și se comportă diferit de celelalte elemente în ceea ce privește electronii de valență. În această secțiune, vom explica diferența, într-o anumită măsură, de multe ori nu este posibil să atribuiți electroni de valență acestor atomi.
- În scop demonstrativ, să luăm Tantal (Ta), elementul 73. În următorii pași, vom căuta electronii de valență (sau, cel puțin, vom încerca).
- Rețineți că metalele de tranziție includ serile de lantanidă și actinidă (numite și metale ale pământului rar) - două rânduri de elemente situate de obicei la baza restului mesei, începând cu lantan și actiniu. Toate aceste elemente includ grupul 3 în tabelul periodic.
Pasul 2. Înțelegeți că metalele de tranziție nu au electroni de valență tradiționali
Înțelegerea faptului că motivul pentru care metalele de tranziție nu funcționează cu adevărat ca restul tabelului periodic necesită o mică explicație a modului în care funcționează electronii în atomi. Vedeți mai jos pentru o prezentare generală rapidă sau săriți peste acest pas pentru a obține răspunsul imediat.
- Pe măsură ce electronii sunt adăugați atomilor, acești electroni sunt sortați în orbitali diferiți - în esență regiuni diferite în jurul atomului în care sunt asamblate atomii. De obicei, electronii de valență sunt atomii din învelișul exterior - cu alte cuvinte, se adaugă ultimii atomi.
- Din motive care sunt puțin complicate de explicat aici, atunci când atomii sunt adăugați la carcasa d exterioară a unui metal de tranziție (mai multe despre cele de mai jos), primii atomi care intră în carcasă tind să acționeze ca niște electroni de valență obișnuiți, dar după aceea, electronii nu se comportă așa, iar electronii din alte straturi orbitale acționează uneori chiar ca electronii de valență. Aceasta înseamnă că un atom poate avea mai mulți electroni de valență în funcție de modul în care este manipulat.
- Pentru o explicație mai detaliată, aruncați o privire la pagina electronilor de valență a Clackamas Community College.
Pasul 3. Determinați numărul de electroni de valență pe baza numărului lor de grup
Din nou, numărul grupului elementului pe care îl priviți vă poate spune câți electroni de valență are. Cu toate acestea, pentru metalele de tranziție nu există un model pe care să îl poți urmări - numărul grupului va corespunde de obicei unui număr de posibili electroni de valență. Numerele sunt:
- Grupa 3: 3 electroni de valență
- Grupa 4: 2 până la 4 electroni de valență
- Grupa 5: 2 până la 5 electroni de valență
- Grupa 6: 2 până la 6 electroni de valență
- Grupa 7: 2 până la 7 electroni de valență
- Grupa 8: 2 sau 3 electroni de valență
- Grupa 9: 2 sau 3 electroni de valență
- Grupa 10: 2 sau 3 electroni de valență
- Grupa 11: 1 până la 2 electroni de valență
- Grupa 12: 2 electroni de valență
- În exemplul nostru, deoarece Tantalul este în grupul 5, putem spune că Tantalul are între doi și cinci electroni de valență, în funcție de situație.
Partea 2 din 2: Găsirea electronilor de valență prin configurația electronică
Pasul 1. Aflați cum să citiți configurațiile electronice
O altă modalitate de a găsi electronii de valență ai unui element este cu ceva numit configurație electronică. Configurația electronică poate părea complicată, dar este doar un mod de a reprezenta orbitalii electronilor într-un atom cu litere și cifre și este ușor dacă știi ce faci.
-
Să vedem un exemplu de configurație pentru elementul sodiu (Na):
-
- 1s22s22p63s1
-
-
Rețineți că această configurație electronică repetă pur și simplu un model ca acesta:
-
- (număr) (literă)(numărul de mai sus)(număr) (literă)(numărul de mai sus)…
-
- … etc. Model (număr) (literă) primul este denumirea electronului orbital și (numărul de mai sus) este numărul de electroni din acel orbital - atât!
-
Deci, pentru exemplul nostru, spunem că sodiul are 2 electroni în 1s. Orbital adăugat 2 electroni în 2s. Orbital adăugat 6 electroni în orbitali de 2p adăugat 1 electron în orbitalul 3s.
Totalul este de 11 electroni - sodiul este numărul 11, deci are sens.
Pasul 2. Găsiți configurația electronică pentru elementul pe care îl studiați
Odată ce cunoașteți configurația electronică a unui element, găsirea numărului de electroni de valență este destul de ușoară (cu excepția, desigur, pentru metalele de tranziție.) Dacă vi se oferă configurația din problemă, puteți trece la pasul următor. Dacă trebuie să-l căutați singur, aruncați o privire mai jos:
-
Iată configurația electronică completă pentru ununoctium (Uuo), numărul de element 118:
-
- 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
-
-
Acum că aveți configurația, tot ce trebuie să faceți pentru a găsi configurația electronică a altui atom este să completați acest model de la zero până când rămâneți fără electroni. Acest lucru este mai ușor decât pare. De exemplu, dacă am dori să creăm o diagramă orbitală pentru clor (Cl), elementul numărul 17, care are 17 electroni, am face-o astfel:
-
- 1s22s22p63s23p5
-
- Observați că numărul de electroni se ridică la 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Trebuie doar să schimbați suma din orbitalul final - restul este același, deoarece orbitalele dinaintea ultimului orbital sunt pline.
- Pentru alte configurații de electroni, consultați și acest articol.
Pasul 3. Adăugați electroni la cochiliile orbitale cu regula Octet
Când electronii sunt adăugați la un atom, aceștia cad pe orbitali diferiți în ordinea enumerată mai sus - primii doi electroni intră în orbitalul 1s, următorii doi electroni intră în orbitalul 2s, următorii șase electroni intră în orbitalul 2p și curând. Când lucrăm cu atomi în afara metalelor de tranziție, spunem că acești orbitali formează învelișuri orbitale în jurul atomului, fiecare înveliș succesiv fiind mai departe de învelișul anterior. În plus față de prima carcasă, care poate conține doar doi electroni, fiecare carcasă poate conține opt electroni (în afară de aceasta, din nou, când se lucrează cu metale de tranziție.) Regula Octetului.
- De exemplu, să presupunem că ne uităm la elementul Bor (B). Deoarece numărul atomic este cinci, știm că elementul are cinci electroni și configurația sa electronică arată astfel: 1s22s22p1. Deoarece prima înveliș orbital are doar doi electroni, știm că borul are doar două înveliș: o înveliș cu doi electroni 1s și o înveliș cu trei electroni din orbitalii 2s și 2p.
- Ca un alt exemplu, un element precum clorul ar avea trei cochilii orbitale: unul cu electroni 1s, unul cu doi electroni 2s și șase electroni 2p și unul cu doi electroni 3s și cinci electroni 3p.
Pasul 4. Găsiți numărul de electroni din carcasa exterioară
Acum că știți carcasa electronilor elementului dvs., găsirea electronilor de valență este foarte ușoară: folosiți doar numărul de electroni din carcasa exterioară. Dacă învelișul exterior este plin (cu alte cuvinte, dacă învelișul exterior are opt electroni sau pentru prima înveliș are doi), elementul devine inert și nu va reacționa ușor cu alte elemente. Cu toate acestea, din nou, această regulă nu se aplică metalelor de tranziție.
De exemplu, dacă folosim bor, deoarece există trei electroni în a doua coajă, putem spune că borul are Trei electroni de valență.
Pasul 5. Utilizați rândurile de masă ca o metodă de scurtare pentru a găsi cochilii orbitale
Se numesc rândurile orizontale din tabelul periodic "perioadă" element. Începând din partea de sus a tabelului, fiecare perioadă corespunde numărului de cochilii de electroni pe care le are atomul în acea perioadă. Puteți să-l utilizați ca modalitate de scurtare pentru a determina câți electroni de valență are un element - începeți doar în partea stângă a perioadei când numărați electroni. Din nou, trebuie să ignorați metalele de tranziție pentru această metodă.
-
De exemplu, știm că elementul seleniu are patru coji orbitale, deoarece se află în a patra perioadă. Deoarece este al șaselea element din stânga în a patra perioadă (ignorând metalele de tranziție), știm că a patra înveliș exterior are șase electroni și, astfel, seleniul are șase electroni de valență.
sfaturi
- Rețineți că configurația electronică poate fi scrisă într-un mod concis folosind gazele nobile (elemente din grupa 18) pentru a înlocui orbitalii de la începutul configurației. De exemplu, configurația electronică a sodiului poate fi scrisă ca [Ne] 3s1 - de fapt, la fel ca neonul, dar cu un electron suplimentar în orbitalul 3s.
- Metalele de tranziție pot avea sub-cochilii de valență care nu sunt complet umplute. Determinarea numărului exact de electroni de valență în metalele de tranziție implică principii ale teoriei cuantice care nu sunt acoperite de acest articol.
- Rețineți că tabelul periodic diferă de la țară la țară. Deci, verificați dacă utilizați tabelul periodic corect pentru a evita confuzia.
