Determinați electronii externi

"Electronii Valence" (deseori și electronii externi) sunt în chimie electronii care se află în cochilia exterioară a unui element. Determinarea numărului de electroni de valență într-un atom dat este foarte important pentru chimisti, deoarece această informație determină ce fel de compuși chimici poate fi supus atomului. Din fericire, aveți nevoie doar de o tabelă periodică standard de elemente pentru a determina electronii de valență ai unui element.

conținut

Metodă

Partea 1determinați electronii de valență cu tabelul periodic

Pentru metalele care nu sunt de tranziție
Metale de tranziție

Partea 2determinați electronii de valență cu o configurație electronică

Sfaturi
Ce ai nevoie

metodă

Partea 1
Determinați electronii de valență cu tabelul periodic

Pentru metalele care nu sunt de tranziție

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 1

Găsiți un tabel periodic de elemente. În acest tabel, toate elementele chimice cunoscute sunt colorate și aranjate în pătrate diferite. Tabelul periodic oferă multe informații despre elemente - vom folosi o parte din aceste informații pentru a determina numărul de electroni de valență din elementul pe care îl studiem. De obicei, veți găsi o masă periodică pe interiorul copertei unui manual de chimie. În plus, există sisteme excelente, interactive periodice pe Internet, de ex. aici.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 2

Etichetați coloanele din tabelul periodic cu numere de la 1 la 18. Într-un tabel periodic, practic toate elementele dintr-o coloană au același număr de electroni de valență. Dacă tabelul dvs. periodic nu și-a numerotat coloanele, dați fiecărei coloane un număr, începând cu 1 în extrema stângă până la 18 din extrema dreaptă. Numele științific al acestor coloane este Grupuri.

Deci, dacă lucrați cu o masă periodică în care grupurile nu sunt numerotate, începeți cu unul peste hidrogen (H), treceți peste beriliu (Be) cu doi și continuați până la optsprezece peste heliu (he) .

Imaginea intitulată Găsiți electroni de Valence Pasul 3

Găsiți elementul pe tablă. Acum găsiți elementul pentru care doriți să determinați electronii de valență de pe table. Puteți utiliza simbolul său chimic (literele din cutie), numărul său ordinal (numărul din colțul din stânga sus al casetei) sau orice alte informații pe care le oferă tabelul periodic.

Ca exemplu, încercăm să găsim electronii de valență dintr-un element foarte comun: Carbon (C). Elementul are numărul atomic 6. Este în grupa 14. În următorul pas îi determinăm electronii de valență.

În această subsecțiune, ignorăm metalele de tranziție, adică elementele din blocul dreptunghiular din grupa 3 până la 12. Aceste elemente sunt ușor diferite de celelalte, deci pașii din această subsecțiune nu funcționează pentru ei. Cum se procedează cu aceste elemente este explicată într-o subsecțiune separată de mai jos.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 4

Utilizați grupul pentru a determina numărul de electroni de valență. Numărul grupului de metale non-tranziționale poate fi folosit pentru determinarea electronilor de valență într-un atom al acestui element. "Unitatea" numărului de grup corespunde numărului de electroni de valență dintr-un atom al acestui element. Cu alte cuvinte:

Grupa 1: Un electron de valență

Grupul 2: Două electroni de valență

Grupul 13: Trei electroni de valență

Grupa 14: patru electroni de valență

Grupul 15: Cinci electroni de valență

Grupul 16: Șase electroni de valență

Grupul 17: Șapte electroni de valență

Grupa 18: Electroni cu opt valențe (cu excepția heliului, care are două)

În exemplul nostru, deoarece carbonul este în grupul 14, putem spune: are un atom de carbon patru electroni de valență.

metale de tranziție

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 5

Găsiți un element în grupurile 3 până la 12. După cum sa menționat mai sus, se numesc elementele din grupele 3 până la 12 metale de tranziție și se comportă puțin diferit față de restul elementelor atunci când vine vorba de electronii lor de valență. În această secțiune, explicăm de ce, până la un anumit punct, nu este posibil să se determine electronii de valență ai acestor atomi.

Ca un exemplu, luați Tantalum (Ta), elementul 73. În etapele următoare, vom încerca să determinăm numărul de electroni de valență.
Notă: Metalele de tranziție includ și lantanidele și actinoizii (așa-numitele "elemente de pământuri rare") - aceste două serii de elemente se găsesc de obicei în partea de jos a mesei periodice și încep cu lantanul și actiniul. Toate aceste elemente aparțin încă Grupul 3 din tabelul periodic.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 6

Înțelegeți că metalele de tranziție nu au electroni de valență "tradiționali". Pentru a înțelege de ce metalele de tranziție nu "funcționează" la fel ca restul mesei periodice, trebuie să mergem mai adânc în modul în care se comportă electronii într-un atom. Citiți mai departe pentru a obține o prezentare generală rapidă sau pentru a trece peste acest pas pentru un răspuns direct.

Atunci când electronii sunt adăugați la un atom, aceștia sunt asociați unor orbite diferite - diferite zone din jurul nucleului unde se acumulează electronii. Practic, electronii de valență sunt electronii care se află în cochilia exterioară - adică electronii care au fost adăugați ultima dată.

Din motive care sunt prea complexe pentru a explica aici, electronii se comportă la maxim d-Sunt adăugate straturi de metale tranziționale (mai jos), mai întâi ca electroni de valență normală, dar la scurt timp după aceea nu mai sunt. În schimb, electronii care stau la baza se pot comporta ca electroni de valență. Aceasta înseamnă că un atom poate avea un număr diferit de electroni de valență, în funcție de modul în care a fost afectat.

Pentru explicații mai detaliate, consultați de ex. acest articol al Universității din Potsdam de.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 7

Determinați numărul de electroni de valență în funcție de numărul grupului. Din nou, numărul de grup al elementului pe care îl studiați vă poate spune mai multe despre electronii lor de valență. Cu toate acestea, metalele de tranziție nu au un model fix pentru a se menține la - numărul grupului corespunde, de obicei, numai unei game de valori posibile de electroni de valență. Acestea sunt:

Grupa 3: Trei electroni de valență

Grupa 4: Două până la patru electroni de valență

Grupa 5: Două până la cinci electroni de valență

Grupa 6: Două până la șase electroni de valență

Grupa 7: Două până la șapte electroni de valență

Grupa 8: Două până la trei electroni de valență

Grupa 9: Două până la trei electroni de valență

Grupul 10: Două până la trei electroni de valență

Grupa 11: Unu până la doi electroni de valență

Grupa 12: Două electroni de valență

În exemplul nostru, din moment ce Tantalum este în Grupul 5, putem spune doar că, în funcție de situație, între doi și cinci electroni de valență a.

Partea 2
Determinați electronii de valență cu o configurație electronică

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 8

Aflați cum să citiți o configurație electronică. Un alt mod de a determina electronii de valență a unui element este așa-numita configurație electronică. Acest lucru pare complicat la prima vedere, dar este doar o modalitate de a reprezenta orbitalii electronici cu litere și numere și este mai ușor atunci când știți ce să căutați.

Să examinăm un exemplu de configurație pentru elementul sodic (Na):
1s²2s²2p⁶3s¹
Puteți vedea că această configurație electronică este doar un lanț repetat al următoarelor elemente:
(Număr) (scrisoare)^{(număr crescut)}(Număr) (scrisoare)^{(număr crescut)}...
... și așa mai departe. Primul (Număr) (scrisoare) Secțiunea este numele orbitalului de electroni și al lui ^{(număr crescut)} Secțiunea este numărul de electroni din această orbitală - asta e tot!
Deci, pentru exemplul nostru, putem spune că sodiul doi electroni în orbitalul 1s, doi electroni în orbitalul 2s, șase electroni în orbitalul 2p și un electron în orbitalul 3s a. Acesta este un total de 11 electroni - sodiul este elementul numărul 11, deci are sens.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 9

Găsiți configurația electronică a elementului pe care îl studiați. Odată ce ați găsit configurația electronică a elementului, determinarea electronilor de valență este relativ ușoară (cu excepția cazului în care, desigur, este un metal de tranziție). Dacă aveți configurația electronică, puteți trece la pasul următor. Dacă trebuie să-l găsiți singur, citiți mai departe:

Aici este configurația electronică completă a lui Ununoctium (Uuo), element 118:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6S²4F¹⁴5d¹⁰6p⁶7s²5F¹⁴6D¹⁰7P⁶

Acum, că știți această configurație, trebuie să urmați acest model până când nu mai aveți electroni, dacă doriți să găsiți configurația electronilor unui alt atom. Mai ușor de zis decât de făcut. Dacă noi, de ex. Pentru a crea diagrama orbitală a clorului (Cl), elementul 17, avem 17 electroni. Așa că procedăm după cum urmează:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Asigurați-vă că numărul de electroni crește până la 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Trebuie doar să modificați numărul ultimului orbital - restul este același, deoarece toate orbitele sunt pline înaintea ultimului.

Dacă doriți să aflați mai multe despre configurația electronică, citiți acest articol de.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 10

Utilizați regula octetului pentru a atribui electroni în cochilii lor orbitali. Când electronii sunt atribuiți unui atom, ele se încadrează în diferite orbite în ordinea de mai sus - primele două merg în orbitalul 1s, următoarele două în orbitalul 2s, cele șase în orbitalul 2p și așa mai departe. Cu atomii din afara metalelor de tranziție, putem spune că aceste orbite formează "cochilii" în jurul atomului, fiecare coajă fiind mai departe de nucleu decât înainte de coajă. În afară de prima coajă, care poate găzdui doar doi electroni, fiecare tavă poate găzdui până la opt electroni (din nou, cu excepția metalelor de tranziție). Prin aceasta înțelege regula octetului.

Luați, de exemplu, să ne uităm la elementul bor (B). Din moment ce numărul său atomic este de cinci, știm că are cinci electroni și configurația electronilor arată astfel: 1s²2s²2p¹. Deoarece prima coajă orbitală poate conține doar doi electroni, știm că borul trebuie să aibă două cochilii: unul cu doi electroni 1s și unul cu trei electroni din orbitele 2s și 2p.

Un alt exemplu: un element ca clorul are trei cochilii orbitale: unul cu doi electroni 1s, unul cu doi electroni 2s și șase electroni 2p și unul cu doi electroni 3s și cinci electroni 3p.

Imaginea intitulă Găsiți electroni de Valence Pasul 11

Găsiți numărul de electroni din cochilia exterioară. Acum că știți cum se răspândesc electronii în cochilii, puteți găsi cu ușurință electronii de valență: folosiți doar numărul de electroni din cochilia exterioară. Dacă cochilia exterioară este plină (cu alte cuvinte are opt electroni - sau două, dacă este prima coajă), elementul este lent și nu reacționează atât de ușor cu alte elemente. Dar, din nou, aceste reguli nu se aplică metalelor de tranziție.

Dacă noi, de ex. Lucrul cu borul, putem spune că borul trei Valence electroni, pentru că există trei electroni pe coajă.

Imaginea intitulă Găsiți electronii Valence Pasul 12

Utilizați rândurile pe tabelul dvs. periodic ca o abreviere pentru cochilii orbitali. Sunt numite și rândurile orizontale ale tabelului periodic perioadele. Pornind de la partea de sus a mesei, fiecare rând corespunde unei carcase a atomului. Acest lucru poate fi folosit ca o abreviere pentru a determina numărul de electroni de valență ai unui element - trebuie doar să începeți din stânga perioadei dacă doriți să numărați electronii. Dar, încă o dată, această metodă nu se aplică metalelor de tranziție.

Știm, de exemplu în faptul că seleniul are patru cochilii orbitale, deoarece se află în a patra perioadă. Deoarece este al șaselea element din stânga în cea de-a patra perioadă (ignorăm metalele de tranziție), știm de asemenea că are șase electroni pe cea de-a patra coajă. Deci asta e seleniul șase electroni de valență.

Sfaturi

Configurația electronilor poate fi scrisă într-un fel de formă scurtă folosind gazele nobile (elementele din grupa 18). Gazele nobile reprezintă prima parte a configurației. Astfel, de ex. configurația electronică a sodiului este scrisă ca [Ne] 3s1 - corespunde mai mult sau mai puțin configurației electronice a neonului, cu doar un singur electron mai mare pe orbita 3s.
Mijloacele de tranziție pot avea electroni de valență pe cochilii inferiori care nu sunt complet umplută. Determinarea exactă a numărului de electroni de valență a metalelor tranziționale necesită aplicarea principiilor teoriei cuantice și depășește domeniul de aplicare al acestui articol.
Sistemele periodice pot varia de la o țară la alta. Asigurați-vă întotdeauna că utilizați versiunea corectă pentru a evita confuzia.