Chemijoje valentiniai elektronai yra elektronai, esantys atokiausiame elemento elektronų apvalkale. Žinojimas, kaip rasti valentinių elektronų skaičių tam tikrame atome, yra svarbus chemikų įgūdis, nes ši informacija nustato cheminių ryšių, kuriuos galima sukurti, tipus. Laimei, norint rasti valentinius elektronus, tereikia reguliarios periodinės elementų lentelės.
Žingsnis
1 dalis iš 2: Valentinių elektronų radimas naudojant periodinę lentelę
Ne pereinamieji metalai
Žingsnis 1. Raskite periodinę elementų lentelę
Ši lentelė yra spalvota lentelė, sudaryta iš daugybės skirtingų dėžių, kuriose yra visi žmogui žinomi cheminiai elementai. Periodinėje lentelėje pateikiama daug informacijos apie elementus - dalį šios informacijos panaudosime valentinių elektronų skaičiui tirtame atome nustatyti. Paprastai šią informaciją galite rasti chemijos vadovėlio viršelyje. Taip pat internete yra gerų interaktyvių stalų.
2 žingsnis. Pažymėkite kiekvieną stulpelį periodinėje elementų lentelėje nuo 1 iki 18
Paprastai periodinėje lentelėje visi vertikalios stulpelio elementai turi vienodą valentinių elektronų skaičių. Jei jūsų periodinėje lentelėje nėra skaičiaus kiekviename stulpelyje, surinkite jį nuo 1 kairiajame stulpelyje iki 18 dešiniajame stulpelyje. Moksliniu požiūriu šios skiltys vadinamos "grupė" elementas.
Pvz., Jei naudojame periodinę lentelę, kurioje grupės nėra suskaičiuotos, parašytume 1 virš vandenilio (H), 2 virš berilio (Be) ir taip toliau iki 18 virš helio (He)
Žingsnis 3. Raskite savo elementą lentelėje
Dabar suraskite ant stalo elementą, kurio valentinius elektronus norite sužinoti. Tai galite padaryti naudodami cheminį simbolį (raidę kiekviename langelyje), atominį numerį (skaičių, esantį kiekvieno langelio viršuje kairėje) arba bet kokią kitą jums prieinamą informaciją lentelėje.
-
Demonstravimo tikslais suraskime labai dažnai naudojamo elemento valentinius elektronus: anglis (C).
Šio elemento atominis skaičius yra 6. Šis elementas yra virš 14. grupės. Kitame žingsnyje ieškosime jo valentinių elektronų.
- Šiame poskirsnyje mes ignoruosime pereinamuosius metalus, kurie yra 3–12 grupių kvadratinių blokų elementai. Šie elementai šiek tiek skiriasi nuo kitų, todėl šio poskirsnio veiksmai šiam elementui netaikomi. Kaip tai padaryti, patikrinkite žemiau esančiame poskyryje.
Žingsnis 4. Naudokite grupių numerius, kad nustatytumėte valentinių elektronų skaičių
Ne pereinamojo metalo grupės numeris gali būti naudojamas norint rasti valentinių elektronų skaičių elemento atome. Grupės numerio vieneto vieta yra valentinių elektronų skaičius elemento atome. Kitaip tariant:
- 1 grupė: 1 valentiniai elektronai
- 2 grupė: 2 valentiniai elektronai
- 13 grupė: 3 valentiniai elektronai
- 14 grupė: 4 valentiniai elektronai
- 15 grupė: 5 valentiniai elektronai
- Grupė: 6 valentiniai elektronai
- Grupė: 7 valentiniai elektronai
- Grupė: 8 valentiniai elektronai (išskyrus helį, kuriame yra 2 valentiniai elektronai)
-
Mūsų pavyzdyje, kadangi anglis yra 14 grupėje, galime pasakyti, kad vienas anglies atomas turi keturi valentiniai elektronai.
Pereinamasis metalas
1 žingsnis. Raskite 3–12 grupių elementus
Kaip minėta aukščiau, 3–12 grupių elementai yra vadinami pereinamaisiais metalais ir elgiasi kitaip nei kiti elementai pagal valentinius elektronus. Šiame skyriuje paaiškinsime skirtumą, tam tikru mastu dažnai šiems atomams neįmanoma priskirti valentinių elektronų.
- Demonstraciniais tikslais paimkime tantalo (Ta) elementą 73. Kituose kituose žingsniuose ieškosime jo valentinių elektronų (arba bent jau pabandysime).
- Atkreipkite dėmesį, kad pereinamieji metalai apima lantanido ir aktinido (dar vadinamo retųjų žemių metalais) seriją - dvi elementų eilės, paprastai esančios likusio stalo apačioje, pradedant lantanu ir aktiniu. Visi šie elementai apima 3 grupė periodinėje lentelėje.
Žingsnis 2. Supraskite, kad pereinamieji metalai neturi tradicinių valentinių elektronų
Norint suprasti, kad pereinamieji metalai iš tikrųjų neveikia kaip likusi periodinės lentelės dalis, reikia šiek tiek paaiškinti, kaip elektronai veikia atomuose. Žemiau rasite trumpą apžvalgą arba praleiskite šį veiksmą, kad iškart gautumėte atsakymą.
- Kai elektronai pridedami prie atomų, šie elektronai rūšiuojami į skirtingas orbitales - iš esmės skirtingas sritis aplink atomą, kur yra surinkti atomai. Paprastai valentiniai elektronai yra atokiausio apvalkalo atomai - kitaip tariant, paskutiniai atomai.
- Dėl priežasčių, kurias čia paaiškinti yra šiek tiek sudėtinga, kai atomai pridedami prie pereinamojo metalo išorinio d apvalkalo (daugiau apie tai žemiau), pirmieji atomai, patenkantys į apvalkalą, paprastai veikia kaip įprasti valentiniai elektronai, tačiau po to, elektronų jis taip nesielgia, o elektronai iš kitų orbitinių sluoksnių kartais netgi veikia kaip valentiniai elektronai. Tai reiškia, kad atomas gali turėti kelis valentinius elektronus, priklausomai nuo to, kaip juo manipuliuojama.
- Norėdami gauti išsamesnį paaiškinimą, pažvelkite į „Clackamas Community College“gerų valentinių elektronų puslapį.
3 žingsnis. Nustatykite valentinių elektronų skaičių pagal jų grupės numerį
Vėlgi, žiūrimo elemento grupės numeris gali pasakyti, kiek valentinių elektronų jis turi. Tačiau pereinamiesiems metalams nėra jokio modelio, kuriuo galėtumėte vadovautis - grupės numeris paprastai atitiks galimų valentinių elektronų skaičių. Skaičiai yra šie:
- 3 grupė: 3 valentiniai elektronai
- 4 grupė: 2–4 valentiniai elektronai
- 5 grupė: 2–5 valentiniai elektronai
- 6 grupė: 2–6 valentiniai elektronai
- 7 grupė: 2–7 valentiniai elektronai
- 8 grupė: 2 arba 3 valentiniai elektronai
- 9 grupė: 2 arba 3 valentiniai elektronai
- 10 grupė: 2 arba 3 valentiniai elektronai
- 11 grupė: 1–2 valentiniai elektronai
- 12 grupė: 2 valentiniai elektronai
- Mūsų pavyzdyje, kadangi tantalis yra 5 grupėje, galime pasakyti, kad tantalo yra tarp du ir penki valentiniai elektronai, priklausomai nuo situacijos.
2 dalis iš 2: Valentinių elektronų radimas pagal elektronų konfigūraciją
1 žingsnis. Sužinokite, kaip skaityti elektronų konfigūracijas
Kitas būdas rasti elemento valentinius elektronus yra vadinamas elektronų konfigūracija. Elektronų konfigūracija gali atrodyti sudėtinga, tačiau tai tik būdas pavaizduoti elektronų orbitas atome raidėmis ir skaičiais, ir tai lengva padaryti, jei žinote, ką darote.
-
Pažvelkime į elemento natrio (Na) konfigūracijos pavyzdį:
-
- 1s22s22p63s1
-
-
Atminkite, kad ši elektronų konfigūracija tiesiog kartoja tokį modelį:
-
- (skaičius) (raidė)(skaičius aukščiau)(skaičius) (raidė)(skaičius aukščiau)…
-
- … Ir tt Raštas (skaičius) (raidė) pirmasis yra elektronų orbitos pavadinimas ir (skaičius aukščiau) yra elektronų skaičius toje orbitoje - viskas!
-
Taigi, pavyzdžiui, mes sakome, kad natris turi 2 elektronai per 1 sekundę pridėta 2 elektronai per 2 sekundes pridėta 6 elektronai 2p orbitose pridėta 1 elektronas 3s orbitoje.
Iš viso yra 11 elektronų - natris yra elementas numeris 11, todėl tai prasminga.
Žingsnis 2. Raskite tiriamo elemento elektronų konfigūraciją
Kai žinote elemento elektronų konfigūraciją, gana lengva rasti valentinių elektronų skaičių (išskyrus, žinoma, pereinamuosius metalus.) Jei jums bus suteikta problemos konfigūracija, galite pereiti prie kito žingsnio. Jei turite patys to ieškoti, pažiūrėkite žemiau:
-
Čia yra visa elektroninė Ununoctium (Uuo) elektronų konfigūracija, elemento numeris 118:
-
- 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
-
-
Dabar, kai turite konfigūraciją, jums tereikia rasti kito atomo elektronų konfigūraciją - užpildyti šį modelį nuo nulio, kol baigsis elektronai. Tai lengviau nei atrodo. Pavyzdžiui, jei norėtume sukurti chloro (Cl), elemento numerio 17, kuriame yra 17 elektronų, orbitinę diagramą, tai darytume taip:
-
- 1s22s22p63s23p5
-
- Atkreipkite dėmesį, kad elektronų skaičius padidėja iki 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Jums tiesiog reikia pakeisti sumą galutinėje orbitoje - likusi dalis yra ta pati, nes orbitos prieš paskutinę orbitą yra pilnos.
- Dėl kitų elektronų konfigūracijų taip pat žiūrėkite šį straipsnį.
Žingsnis 3. Pridėkite elektronų prie orbitos apvalkalų naudodami okteto taisyklę
Kai elektronai pridedami prie atomo, jie patenka į įvairias orbitales aukščiau nurodyta tvarka - pirmieji du elektronai patenka į 1s orbitą, kiti du elektronai patenka į 2s orbitą, kiti šeši elektronai patenka į 2p orbitą ir taip toliau. Kai dirbame su atomais, esančiais už pereinamųjų metalų ribų, sakome, kad šios orbitos aplink atomą sudaro orbitinius apvalkalus, o kiekvienas sekantis apvalkalas yra toliau nuo ankstesnio apvalkalo. Be pirmojo apvalkalo, kuriame telpa tik du elektronai, kiekvienas apvalkalas gali turėti aštuonis elektronus (be to, vėlgi, dirbant su pereinamaisiais metalais.) Okteto taisyklė.
- Pavyzdžiui, tarkime, kad žiūrime į elementą Boron (B). Kadangi atominis skaičius yra penki, mes žinome, kad elementas turi penkis elektronus ir jo elektronų konfigūracija atrodo taip: 1s22s22p1. Kadangi pirmasis orbitinis apvalkalas turi tik du elektronus, mes žinome, kad boras turi tik du apvalkalus: vieną apvalkalą su dviem 1s elektronais ir vieną apvalkalą su trimis elektronais iš 2s ir 2p orbitų.
- Kitas pavyzdys - toks elementas kaip chloras turėtų tris orbitinius apvalkalus: vienas su 1s elektronais, kitas su dviem 2s elektronais ir šeši 2p elektronai, o kitas su dviem 3s elektronais ir penki 3p elektronai.
Žingsnis 4. Raskite elektronų skaičių išoriniame apvalkale
Dabar, kai žinote savo elemento elektronų apvalkalą, labai lengva rasti valentinius elektronus: tiesiog naudokite elektronų skaičių išoriniame apvalkale. Jei išorinis apvalkalas yra pilnas (kitaip tariant, jei išorinis apvalkalas turi aštuonis elektronus, o pirmajame - du), elementas tampa inertiškas ir lengvai nereaguos su kitais elementais. Tačiau vėlgi ši taisyklė netaikoma pereinamiesiems metalams.
Pavyzdžiui, jei naudojame borą, kadangi antrame apvalkale yra trys elektronai, galime pasakyti, kad boras turi trys valentiniai elektronai.
Žingsnis 5. Naudokite lentelių eilutes kaip sutrumpintą būdą rasti orbitinius apvalkalus
Horizontalios periodinės lentelės eilutės vadinamos "laikotarpis" elementas. Pradedant nuo lentelės viršaus, kiekvienas laikotarpis atitinka elektronų apvalkalų skaičių, kurį atomas turi tuo laikotarpiu. Jį galite naudoti kaip santrumpą būdą nustatyti, kiek valentinių elektronų turi elementas - tiesiog pradėkite skaičiuoti elektronus kairėje laikotarpio pusėje. Vėlgi, jūs turite ignoruoti pereinamuosius metalus šiam metodui.
-
Pavyzdžiui, mes žinome, kad elementas selenas turi keturis orbitinius apvalkalus, nes jis yra ketvirtame laikotarpyje. Kadangi tai yra šeštasis elementas iš kairės ketvirtuoju laikotarpiu (neatsižvelgiant į pereinamuosius metalus), mes žinome, kad jo ketvirtasis išorinis apvalkalas turi šešis elektronus, taigi selenas turi šeši valentiniai elektronai.
Patarimai
- Atkreipkite dėmesį, kad elektronų konfigūraciją galima glaustai parašyti naudojant taurias dujas (18 grupės elementus), kad pakeistumėte orbitas konfigūracijos pradžioje. Pavyzdžiui, natrio elektronų konfigūraciją galima užrašyti kaip [Ne] 3s1 - iš tikrųjų tą patį, ką ir neoną, tačiau su 3 elektronų orbitoje esančiu vienu papildomu elektronu.
- Pereinamieji metalai gali turėti valentinius dalinius apvalkalus, kurie nėra visiškai užpildyti. Tikslaus valentinių elektronų skaičiaus nustatymas pereinamuosiuose metaluose apima kvantinės teorijos principus, kurie nėra aptariami šiame straipsnyje.
- Atminkite, kad skirtingose šalyse periodinė lentelė skiriasi. Taigi patikrinkite, ar naudojate teisingą periodinę lentelę, kad išvengtumėte painiavos.
