A kémiában a vegyérték -elektronok azok az elektronok, amelyek egy elem legkülső elektronhéjában helyezkednek el. Annak ismerete, hogy hogyan lehet megtalálni a vegyérték -elektronok számát egy adott atomban, fontos készség a vegyészek számára, mert ez az információ határozza meg a kialakítható kémiai kötések típusait. Szerencsére a vegyértékelektronok megtalálásához csak az elemek rendszeres periodikus táblázata szükséges.
Lépés
Rész 1 /2: Valenciaelektronok keresése a periódusos rendszerrel
Nem átmeneti fémek
1. lépés Keresse meg az elemek periodikus táblázatát
Ez az asztal egy színkóddal ellátott asztal, amely sok különböző dobozból áll, amelyek az ember által ismert összes kémiai elemet tartalmazzák. A periódusos rendszer rengeteg információt tartalmaz az elemekről - ezen információk egy részét felhasználjuk a vegyérték elektronok számának meghatározásához az általunk vizsgált atomban. Általában ezeket az információkat egy kémia tankönyv borítóján találja. Az interneten jó interaktív asztalok is elérhetők.
Lépés 2. Címkézze fel az oszlopokat az 1 és 18 közötti időszakos táblázatban
Általában a periódusos rendszerben a függőleges oszlop összes elemének azonos számú vegyértékelektronja van. Ha a periódusos táblázatban még nincs szám minden oszlopban, akkor a bal szélső oszlopban 1 -től 18 -ig számozza a jobb szélső oszlopban. Tudományos értelemben ezeket az oszlopokat ún "csoport" elem.
Például, ha azt a periódusos rendszert használjuk, ahol a csoportok nincsenek számozva, akkor 1 -et írunk a hidrogén (H), 2 -t a berillium (Be) fölé, és így tovább 18 -ig a hélium (He) fölé
3. lépés. Keresse meg az elemet a táblázatban
Most keresse meg az asztalon azt az elemet, amelynek valenciaelektronjait tudni szeretné. Ezt megteheti a kémiai szimbólum (az egyes dobozok betűje), az atomszám (az egyes dobozok bal felső sarkában található szám) vagy a táblázatban rendelkezésre álló egyéb információk használatával.
-
Bemutatás céljából keressük meg a vegyérték -elektronokat egy nagyon gyakran használt elemhez: szén (C).
Ennek az elemnek az atomszáma 6. Ez az elem a 14. csoport felett található. A következő lépésben valenciaelektronjait keressük.
- Ebben az alfejezetben figyelmen kívül hagyjuk az átmeneti fémeket, amelyek a 3–12. Nézze meg, hogyan kell ezt megtenni az alábbi alfejezetben.
4. lépés: A csoportszámokkal határozza meg a vegyérték -elektronok számát
Egy nem átmenő fém csoportszáma felhasználható az elem atomjában lévő vegyértékelektronok számának megállapítására. A csoportszám egység helye a vegyértékelektronok száma az elem atomjában. Más szavakkal:
- 1. csoport: 1 vegyértékű elektron
- 2. csoport: 2 vegyértékű elektron
- 13. csoport: 3 vegyértékű elektron
- 14. csoport: 4 vegyértékű elektron
- 15. csoport: 5 vegyértékű elektron
- Csoport: 6 vegyértékű elektron
- Csoport: 7 vegyértékű elektron
- Csoport: 8 vegyértékű elektron (kivéve a héliumot, amelynek 2 vegyértékelektronja van)
-
Példánkban, mivel a szén a 14. csoportba tartozik, azt mondhatjuk, hogy egy szénatom rendelkezik négy vegyértékű elektron.
Átmeneti fém
1. lépés Keresse meg a 3-12. Csoport elemeit
Amint fentebb említettük, a 3-12. Csoportba tartozó elemeket átmeneti fémeknek nevezik, és a vegyérték -elektronok tekintetében másképp viselkednek, mint a többi elem. Ebben a részben elmagyarázzuk a különbséget, bizonyos mértékig gyakran nem lehet valenciaelektronokat rendelni ezekhez az atomokhoz.
- Bemutató jelleggel vegyük a Tantál (Ta) 73. elemét. A következő néhány lépésben megkeressük a vegyérték -elektronjait (vagy legalábbis megpróbáljuk).
- Vegye figyelembe, hogy az átmeneti fémek közé tartozik a lantanid és aktinid (más néven ritkaföldfémek) sorozat - két sor elem, amelyek általában a táblázat többi részén találhatók, kezdve a lantánnal és az aktíniummal. Mindezek az elemek magukban foglalják 3. csoport a periódusos rendszerben.
2. lépés. Értsd meg, hogy az átmeneti fémek nem rendelkeznek hagyományos vegyértékű elektronokkal
Annak megértése, hogy az ok, ami miatt az átmeneti fémek nem igazán működnek úgy, mint a periódusos rendszer többi része, egy kis magyarázatot igényel az elektronok működésére az atomokban. Lásd alább a gyors áttekintést, vagy hagyja ki ezt a lépést, hogy azonnal megkapja a választ.
- Amikor elektronokat adnak az atomokhoz, ezeket az elektronokat különböző pályákra rendezik - lényegében különböző régiókba az atom körül, ahol az atomok összeállnak. Általában a vegyérték -elektronok a legkülső héj atomjai - más szóval az utolsó atomok.
- Az itt kissé bonyolult okokból kifolyólag, amikor atomokat adnak az átmeneti fém külső d héjához (bővebben az alábbiakban), a héjba először belépő atomok általában úgy járnak el, mint a közönséges vegyértékű elektronok, de ezt követően elektronok, ez nem így viselkedik, és a többi keringési rétegből származó elektronok néha akár vegyértékű elektronokként viselkednek. Ez azt jelenti, hogy egy atomnak több vegyértékű elektronja is lehet, attól függően, hogy hogyan kezelik.
- Részletesebb magyarázatért nézze meg a Clackamas Community College jó vegyértékű elektronok oldalát.
3. lépés. Határozza meg a vegyértékelektronok számát csoportszámuk alapján
Ismételten, az elem csoportszáma, amit néz, meg tudja mondani, hány vegyértékű elektronja van. Az átmeneti fémek esetében azonban nincs olyan minta, amelyet követhetne - a csoport száma rendszerint számos lehetséges vegyértékű elektronnak felel meg. A számok a következők:
- 3. csoport: 3 vegyértékű elektron
- 4. csoport: 2–4 vegyértékű elektron
- 5. csoport: 2–5 vegyértékű elektron
- 6. csoport: 2-6 vegyértékű elektron
- 7. csoport: 2–7 vegyértékű elektron
- 8. csoport: 2 vagy 3 vegyértékű elektron
- 9. csoport: 2 vagy 3 vegyértékű elektron
- 10. csoport: 2 vagy 3 vegyértékű elektron
- 11. csoport: 1-2 vegyértékű elektron
- 12. csoport: 2 vegyértékű elektron
- Példánkban, mivel a Tantalum az 5. csoportba tartozik, azt mondhatjuk, hogy a Tantalum között van két és öt vegyértékű elektron, a helyzettől függően.
2/2. Rész: Valenciaelektronok keresése elektronkonfiguráció alapján
1. lépés Ismerje meg az elektronkonfigurációk olvasását
Az elem valenciaelektronjainak megtalálásának másik módja az elektronkonfiguráció. Az elektronkonfiguráció bonyolultnak tűnhet, de ez csak egy módja annak, hogy az elektronpályákat egy atomban betűkkel és számokkal ábrázoljuk, és könnyű, ha tudja, mit csinál.
-
Nézzünk egy példa konfigurációt a nátrium (Na) elemre:
-
- 1s22s22p63s1
-
-
Ne feledje, hogy ez az elektronkonfiguráció egyszerűen megismétli a következő mintát:
-
- (szám) (betű)(fenti szám)(szám) (betű)(fenti szám)…
-
- …stb. Minta (szám) (betű) először az elektronpálya neve és (fenti szám) az elektronok száma ezen a pályán - ennyi!
-
Tehát példánkban azt mondjuk, hogy a nátriumnak van 2 elektron 1 másodperces pályán - tette hozzá 2 elektron 2 másodperces pályán - tette hozzá 6 elektron 2p -s pályán - tette hozzá 1 elektron a 3s pályán.
Összesen 11 elektron - a nátrium a 11 -es számú elem, tehát van értelme.
2. lépés Keresse meg a vizsgált elem elektronkonfigurációját
Ha ismeri az elem elektronkonfigurációját, a valenciaelektronok számának megállapítása meglehetősen egyszerű (kivéve persze az átmeneti fémeket.) Ha megkapja a konfigurációt a problémából, továbbléphet a következő lépésre. Ha magának kell megkeresnie, nézze meg az alábbiakat:
-
Itt található az ununoctium (Uuo) teljes elektronkonfigurációja, 118 -as elem:
-
- 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
-
-
Most, hogy megvan a konfiguráció, mindössze annyit kell tennie, hogy megtalálja egy másik atom elektronkonfigurációját, hogy ezt a mintát a semmiből töltse ki, amíg el nem fogy az elektronja. Ez könnyebb, mint amilyennek hangzik. Például, ha körpályadiagramot szeretnénk létrehozni a klór (Cl) 17 -es eleméhez, amely 17 elektronot tartalmaz, akkor ezt a következőképpen tennénk:
-
- 1s22s22p63s23p5
-
- Figyeljük meg, hogy az elektronok száma összesen 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Csak meg kell változtatnia az összeget az utolsó pályán - a többi ugyanaz, mert az utolsó pálya előtti pályák megteltek.
- Más elektronkonfigurációkhoz lásd még ezt a cikket.
3. lépés. Az Octet szabály segítségével adjon hozzá elektronokat a pályahéjakhoz
Amikor elektronokat adnak az atomhoz, azok a különböző pályákra esnek a fent felsorolt sorrendben - az első két elektron az 1 -es pályára kerül, a következő két elektron a 2 -es pályára, a következő hat elektron a 2p -s pályára, és hamar. Amikor az átmeneti fémeken kívüli atomokkal dolgozunk, azt mondjuk, hogy ezek a pályák pályahéjakat képeznek az atom körül, és minden egymást követő héj távolabb van az előző héjtól. Az első héjon kívül, amely csak két elektronot képes befogadni, mindegyik héj nyolc elektronot tud elhelyezni (ráadásul ismét, ha átmeneti fémekkel dolgozik.) Oktett szabály.
- Tegyük fel például, hogy megnézzük a Bór (B) elemet. Mivel az atomszám öt, tudjuk, hogy az elemnek öt elektronja van, és elektronkonfigurációja így néz ki: 1s22s22p1. Mivel az első pályahéjnak csak két elektronja van, tudjuk, hogy a bórnak csak két héja van: az egyik héj két 1s elektrondal, a másik pedig a 2s és 2p pályák három elektronjával.
- Egy másik példaként egy olyan elem, mint a klór, három pályahéjjal rendelkezik: az egyik 1s -es elektronokkal, a másik 2s -es elektronokkal és hat 2p -elektrontal, egy pedig két 3s -es és öt 3p -elektrontal.
4. lépés. Keresse meg az elektronok számát a külső burokban
Most, hogy ismeri elemének elektronhéját, nagyon könnyű megtalálni a vegyértékű elektronokat: csak használja a külső héjban lévő elektronok számát. Ha a legkülső héj megtelt (más szóval, ha a legkülső héj nyolc elektronot tartalmaz, vagy az első héjnál kettő), akkor az elem közömbös lesz, és nem reagál könnyen más elemekkel. Ez a szabály azonban nem vonatkozik az átmeneti fémekre.
Például, ha bórt használunk, mivel a második héjban három elektron van, akkor azt mondhatjuk, hogy a bórnak van három vegyérték elektronok.
5. lépés. Használja a táblázat sorait rövidített módként az orbitális kagylók megkereséséhez
A periódusos rendszer vízszintes sorait nevezzük "időszak" elem. A táblázat tetejétől kiindulva minden periódus az atomhéjak számának felel meg az adott időszakban. Röviden használhatja annak meghatározására, hogy hány vegyértékű elektronja van egy elemnek - csak kezdje a periódus bal oldalán, amikor elektronokat számlál. Ismét figyelmen kívül kell hagynia az átmenetifémeket ennél a módszernél.
-
Például tudjuk, hogy a szelén elemnek négy keringési héja van, mert a negyedik periódusban van. Mivel ez a bal oldali hatodik elem a negyedik időszakban (az átmeneti fémeket figyelmen kívül hagyva), tudjuk, hogy a negyedik külső héja hat elektronot tartalmaz, és így a szelén hat vegyértékű elektron.
Tippek
- Ne feledje, hogy az elektronkonfiguráció tömören írható a nemesgázok (a 18. csoport elemei) segítségével a konfiguráció elején a pályák helyett. Például a nátrium elektronkonfigurációja [Ne] 3s1 -ként írható - valójában ugyanaz, mint a neoné, de egy extra elektronnal a 3 -as pályán.
- Az átmeneti fémek vegyértékű részhéjakat tartalmazhatnak, amelyek nincsenek teljesen feltöltve. Az átmeneti fémek vegyértékelektronjainak pontos számának meghatározása magában foglalja a kvantumelmélet elveit, amelyekre ez a cikk nem terjed ki.
- Vegye figyelembe, hogy a periódusos rendszer országonként eltérő. Tehát ellenőrizze, hogy a megfelelő periódusos rendszert használja -e, hogy elkerülje a zavart.
