Zawartość

• Kroki
• Rada
• Czego potrzebujesz

W chemii elektrony walencyjne to elektrony znajdujące się w najbardziej zewnętrznej warstwie powłoki elektronowej elementu. Określenie liczby elektronów walencyjnych pierwiastka jest ważną techniką chemiczną, ponieważ ta informacja pomoże określić typy wiązań, które może tworzyć pierwiastek. Określenie liczby elektronów walencyjnych można łatwo wykonać za pomocą układu okresowego pierwiastków chemicznych.

Kroki

Część 1 z 2: Znajdź liczbę elektronów walencyjnych za pomocą układu okresowego

Z metalem nie przejściowym

1. 

   Przygotuj jeden okresowy pierwiastki chemiczne. Układ okresowy pierwiastków (w skrócie układ okresowy) to wielokomórkowa tablica kodowana kolorami, która zawiera wszystkie znane elementy, a także niektóre istotne informacje o te elementy. Na podstawie dostępnych informacji w układzie okresowym możemy określić liczbę elektronów walencyjnych badanego pierwiastka. Układ okresowy jest zwykle dołączony do podręcznika. Możesz również odwołać się do istniejącego interaktywnego układu okresowego.

2. 

   
   
   Ponumeruj każdą kolumnę w układzie okresowym od 1 do 18. Zwykle w układzie okresowym wszystkie pierwiastki w tej samej kolumnie będą miały taką samą liczbę elektronów walencyjnych. Jeśli Twój układ okresowy nie ma jeszcze ponumerowanych kolumn, zrób to sam, numerując od 1 do 18 pionowo od lewej do prawej. Z naukowego punktu widzenia każda kolumna w układzie okresowym nazywana jest jedną "Grupa".
   • Na przykład dla układu okresowego bez znaku numer 1 powyżej elementu Wodór (H), numer 2 powyżej elementu Beri (Be) i robimy to samo, aż do 18 powyżej helu (He ).

3. 

   
   
   Określ położenie danego elementu. W tym kroku określ położenie pierwiastka, na który patrzysz, w układzie okresowym pierwiastków. Możesz znaleźć pozycję elementu na podstawie jego symbolu chemicznego (litera w każdej komórce), liczby atomowej (liczba w lewym górnym rogu każdej komórki) lub na podstawie informacji komunikaty są dostępne w układzie okresowym.
   • Na przykład musimy znaleźć liczbę elektronów walencyjnych pierwiastka Węgiel (C). Liczba atomowa pierwiastka to 6. Węgiel znajduje się w górnej części grupy 14 pierwiastków, w kolejnym kroku określimy liczbę elektronów walencyjnych tego pierwiastka.
   • W tej sekcji zignorujemy metale przejściowe, tj. Pierwiastki z zakresu grup od 3 do 12. Te metale przejściowe są nieco inne niż pozostałe, więc kroki są Instrukcje podane w tej sekcji nie dotyczą takich metali. Przyjrzymy się tym grupom elementów w dalszej części artykułu.

4. 

   
   
   Użyj numeru grupy, aby określić liczbę elektronów walencyjnych. Numer grupy metalu nieprzejściowego można wykorzystać do obliczenia liczby elektronów walencyjnych w atomie tego pierwiastka. „Rząd jednostkowy numeru grupy” to liczba elektronów walencyjnych obecnych w atomach pierwiastków tej grupy. Innymi słowy:
   • Grupa 1: 1 elektron walencyjny
   • Grupa 2: 2 elektrony walencyjne
   • Grupa 13: 3 elektrony walencyjne
   • Grupa 14: 4 elektrony walencyjne
   • Grupa 15: 5 elektronów walencyjnych
   • Grupa 16: 6 elektronów walencyjnych
   • Grupa 17: 7 elektronów walencyjnych
   • Grupa 18: 8 elektronów walencyjnych (z wyjątkiem helu z 2 elektronami walencyjnymi)
   • W przykładzie węgla, ponieważ węgiel należy do grupy 14, możemy powiedzieć, że atom węgla ma cztery elektrony walencyjne.
   Reklama

Z metalem przejściowym

1. 

   Zidentyfikuj element z zakresu od grupy 3 do grupy 12. Jak wspomniano powyżej, pierwiastki z grup od 3 do 12 nazywane są „metalami przejściowymi”, a jeśli chodzi o elektrony walencyjne, mają one inne właściwości niż pozostałe. W tej sekcji dowiemy się, dlaczego często nie jest możliwe przypisanie elektronów walencyjnych do atomów metali przejściowych.
   • W tej sekcji weźmiemy jako przykład pierwiastek Tantan (Ta), którego liczba atomowa wynosi 73. Kolejne kroki pomogą określić liczbę elektronów walencyjnych pierwiastka.
   • Zauważ, że pierwiastki z 3 rodziny lantanów i aktynu (znane również jako „metale ziem rzadkich”) również należą do grupy metali przejściowych - te dwie grupy pierwiastków są zwykle wymienione poniżej układu okresowego. głowa z lantanem i actini.

2. 

   Elektrony walencyjne w metalach przejściowych to nie to samo, co „normalne” elektrony walencyjne ”. Aby zrozumieć, dlaczego metale przejściowe w rzeczywistości nie „działają” jak inne pierwiastki w układzie okresowym, musimy dowiedzieć się trochę o działaniu elektronów w atomie, jak wyjaśniono poniżej. lub możesz pominąć ten krok.
   • Kiedy elektrony są wstawione do atomu, układają się w różne „orbitale” - różne regiony wokół jądra. Krótko mówiąc, elektrony walencyjne to elektrony znajdujące się na najbardziej zewnętrznym orbicie - innymi słowy, ostatnie elektrony dodane do atomu.
   • Szczegółowe wyjaśnienie orbitalu może być nieco skomplikowane, gdy elektrony są dodawane do podklasy re atomowej powłoki metalu przejściowego (patrz poniżej), pierwszy z tych elektronów będzie zachowywał się jak zwykłe elektrony walencyjne, ale wtedy ich właściwości mogą ulec zmianie, kiedy elektrony z innych orbitali mogą działać jako elektrony walencyjne. Oznacza to, że atom może mieć wiele elektronów walencyjnych w zależności od przypadku.
   • Możesz dowiedzieć się więcej na ten temat na stronie elektronów walencyjnych Clackamas Community College.

3. 

   Określ liczbę elektronów walencyjnych na podstawie numeru grupy. Jak wspomniano powyżej w przypadku metali nieprzejściowych, numer grupy w układzie okresowym może pomóc określić liczbę elektronów walencyjnych. Jednak nie ma określonego wzoru na określenie dokładnej liczby elektronów walencyjnych metalu przejściowego - w tym przypadku liczba elektronów walencyjnych pierwiastka nie ma ustalonej wartości, liczby rzeczy. grupy jaźni mogą tylko powiedzieć względną liczbę elektronów walencyjnych. Szczegół:
   • Grupa 3: 3 elektrony walencyjne
   • Grupy 4: 2 do 4 elektronów walencyjnych
   • Grupa 5: 2 do 5 elektronów walencyjnych
   • Grupa 6: 2 do 6 elektronów walencyjnych
   • Grupy 7: od 2 do 7 elektronów walencyjnych
   • Grupy 8: 2 do 3 elektronów walencyjnych
   • Grupy 9: 2 do 3 elektronów walencyjnych
   • Grupy 10: 2 do 3 elektronów walencyjnych
   • Grupy 11: 1 do 2 elektronów walencyjnych
   • Grupa 12: 2 elektrony walencyjne
   • Na przykładzie elementu Tanta (Ta) z grupy 5 możemy powiedzieć, że ten element ma od 2 do 5 elektronów walencyjnychw zależności od przypadku.
   Reklama

Część 2 z 2: Znajdź liczbę elektronów walencyjnych na podstawie konfiguracji elektronów

1. 

   Dowiedz się, jak odczytać konfigurację elektronów. Na podstawie konfiguracji elektronowej pierwiastka możemy również określić liczbę elektronów walencyjnych tego pierwiastka. Konfiguracja elektronów wygląda na skomplikowaną, ale tak właśnie wygląda reprezentacja orbitali elementu w postaci liter i cyfr, kiedy już zrozumiesz prawo, zrozumienie konfiguracji elektronów nie jest trudne.
   • Rozważmy przykład konfiguracji elektronów sodu (Na):

     1s2s2p3s

   • Jeśli zwrócisz uwagę, zobaczysz, że konfiguracja elektronów to tylko ciąg powtórzeń:

     (liczba) (słowo) (liczba) (słowo) ...

   • ... i tak dalej. Grupa (liczba) (słowo) pierwsza to nazwa orbitalu i oznacza liczbę elektronów na tym orbicie.
   • Tak więc w naszym przypadku możemy powiedzieć, że tak jest 2 elektrony na orbicie 1s, 2 elektrony na orbicie 2s, 6 elektronów na orbicie 2p i 1 elektron w 3 3s orbitalu. W sumie jest 11 elektronów - liczba atomowa sodu również wynosi 11.

2. 

   Znajdź konfigurację elektronową elementu, na który patrzysz. Znając konfigurację elektronową pierwiastka, znalezienie konfiguracji elektronowej tego pierwiastka nie jest trudne (z wyjątkiem metali przejściowych). Jeśli konfiguracja elektronów jest dostępna w pytaniu, które musisz rozwiązać, możesz pominąć ten krok. Jeśli chcesz znaleźć konfigurację elektronów, wykonaj następujące czynności:
   • Pełna konfiguracja elektronowa pierwiastka ununocti (Uuo) o liczbie atomowej 118 to:

     1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

   • Mając już taką kompletną konfigurację elektronów, aby znaleźć konfigurację elektronową innego pierwiastka, wystarczy wypełnić orbitale elektronami, zaczynając od pierwszego orbitalu, aż do wyczerpania się liczby elektronów. Brzmi skomplikowanie, ale jeśli chodzi o zrobienie tego, jest to stosunkowo łatwe. Na przykład, gdybyśmy chcieli zapisać pełną konfigurację elektronową chloru (Cl), pierwiastka 17, to znaczy atom tego pierwiastka ma 17 elektronów, wypełnilibyśmy:

     1s2s2p3s3p

   • Zauważ, że całkowita liczba elektronów w konfiguracji elektronów jest w sam raz 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Wystarczy zmienić liczbę na ostatnim orbicie - reszta pozostaje taka sama, ponieważ prawie przedostatni orbital jest pełny. elektron.
   • Dowiedz się więcej o tym, jak napisać konfigurację elektronów elementu.

3. 

   
   
   Przypisz elektrony do orbitali zgodnie z ósmą regułą. Kiedy elektrony są dodawane do atomu, są one sortowane na orbitale w kolejności podanej powyżej - pierwsze dwa elektrony zostaną umieszczone na orbicie 1s, następne dwa elektrony na orbitalu 2s, kolejne sześć elektronów zostanie umieszczone na orbicie 2p, rób to, aż elektron znajdzie się na odpowiednim orbicie. Rozważając atomy pierwiastków nietransformacyjnych, możemy powiedzieć, że orbitale te utworzą „warstwy” wokół jądra, w których następna warstwa będzie dalej od jądra niż ta przed nim. Oprócz pierwszej warstwy orbitalnej, która może pomieścić tylko do dwóch elektronów, wszystkie kolejne warstwy orbitalne mogą pomieścić do ośmiu elektronów (z wyjątkiem metali przejściowych). Ta zasada nazywa się Ośmioraka Zasada.
   • Na przykład rozważmy element Bo (B). Liczba atomowa tego pierwiastka wynosi 5, więc mamy następującą konfigurację elektronową tego pierwiastka: 1s2s2p. Ponieważ pierwsza powłoka orbitalna zawiera tylko 2 elektrony, można stwierdzić, że Bo ma dwie warstwy orbitalne: pierwszą składającą się z 2 elektronów na orbicie 1s i drugą z trzema elektronami rozmieszczonymi na orbitali 2s i 2p. .
   • Na przykład, pierwiastek podobny do chloru miałby trzy warstwy: warstwę dwóch elektronów na orbicie 1s, warstwę dwóch elektronów na orbicie 2s i sześć elektronów na orbicie 2p oraz zewnętrzną warstwę dwóch elektronów na orbicie 3. i pięć elektronów na orbicie 3p.

4. 

   
   
   Znajdź liczbę elektronów w najbardziej zewnętrznej warstwie. Po określeniu konfiguracji elektronów znamy już warstwy tego pierwiastka, ustalenie liczby elektronów walencyjnych można przeprowadzić poprzez określenie liczby elektronów w najbardziej zewnętrznej warstwie atomowej powłoki elektronowej. Jeśli najbardziej zewnętrzna warstwa jest pełna (tj. Ma już w sumie osiem elektronów lub w przypadku pierwszej warstwy 2 elektrony), wówczas ten pierwiastek nazywany jest pierwiastkiem obojętnym i prawie nie bierze udziału w reakcjach chemicznych. Jednak zasada ta nie dotyczy metali przejściowych.
   • Na przykład w przypadku elementu Bo, ponieważ Bo ma trzy elektrony w drugiej warstwie, również w warstwie najbardziej zewnętrznej, możemy powiedzieć, że element Bo ma ojciec elektrony walencyjne.

5. 

   
   
   Użyj numeru wiersza w układzie okresowym, aby w skrócie określić liczbę warstw orbitalnych. Wywoływany jest poziomy rząd w układzie okresowym "cykl" elementów. Począwszy od pierwszego rzędu, każdy cykl odpowiada „liczbie warstw elektronowych” pierwiastków w tym samym okresie. Dlatego możesz użyć kropki, aby szybko określić liczbę elektronów walencyjnych pierwiastka - wystarczy policzyć liczbę elektronów w kolejności od lewej do prawej od pierwszego elementu tego okresu. Należy jeszcze raz zauważyć, że nie dotyczy to metali przejściowych.
   • Na przykład, ponieważ selen należy do cyklu 4, można stwierdzić, że pierwiastek ma cztery warstwy elektronowe w powłoce atomowej. Ponieważ w kolejności od lewej do prawej jest to szósty pierwiastek w cyklu 4 (bez metalu przejściowego), możemy powiedzieć, że czwarta powłoka selenu ma sześć elektronów, tj. Ten pierwiastek ma sześć elektronów walencyjnych.
   Reklama

Rada

• Uwaga, konfigurację elektronów można krótko zapisać przy użyciu gazów rzadkich (pierwiastki z grupy 18) zamiast orbitali u góry konfiguracji. Na przykład konfigurację elektronową sodu można zapisać jako 3s1 - to znaczy, konfiguracja elektronowa sodu jest taka sama jak w przypadku Neonu, ale na orbicie 3s znajduje się dodatkowy elektron.
• Metale przejściowe mogą mieć niepełne podklasy walencyjne. Aby dokładnie określić liczbę walencyjną metalu przejściowego, konieczne jest zastosowanie złożonych zasad kwantowych, których nie omówiono w tym artykule.
• Należy również zauważyć, że układ okresowy pierwiastków chemicznych może być różny w różnych krajach. Dlatego upewnij się, że używasz wspólnego układu okresowego, w którym mieszkasz, aby uniknąć nieporozumień.

Czego potrzebujesz

• Układ okresowy pierwiastków chemicznych
• Ołówek
• Papier