Sådan finder du Valencia -elektroner: 12 trin

2023 Forfatter: Barbara Vance | [email protected]. Sidst ændret: 2023-11-27 00:41

I kemi er valenselektroner dem, der er placeret i den yderste elektroniske skal af et element. At vide, hvordan man finder antallet af valenselektroner for et bestemt atom, er en vigtig færdighed for kemikere, da disse oplysninger bestemmer typen af kemiske bindinger, atomet kan danne. Heldigvis har du bare brug for et standard periodisk system for at finde dette nummer.

trin

Del 1 af 2: Finde valenselektronerne med et periodisk system

ikke-overgangsmetaller

Trin 1. Find et periodisk system

Det er en tabel kategoriseret efter farve og består af flere forskellige firkanter, der viser alle de kemiske elementer, som er kendt for menneskeheden. Det afslører en masse information om grundstofferne, og vi vil bruge nogle af dem til at bestemme antallet af valenselektroner i det atom, vi undersøger. Disse tabeller kan ofte findes på indersiden af kemi bogomslag. Der er også et fremragende interaktivt bord tilgængeligt online her.

Trin 2. Mærk hver kolonne 1 til 18

Generelt vil alle elementer i den samme lodrette kolonne i det periodiske system have det samme antal valenselektroner. Hvis tabellen ikke har nummererede kolonner, skal du give hver kolonne et tal, der starter med 1 yderst til venstre og 18 yderst til højre. Rent videnskabeligt kaldes kolonner "grupper" af elementer.

For eksempel, hvis vi arbejder med en tabel, hvor grupperne ikke er nummereret, skriver vi 1 for hydrogen (H), 2 for Beryllium (Be) og så videre, indtil vi ender med 18 for Helium (He)

Trin 3. Find det pågældende element i tabellen

Til dette kan du bruge det kemiske symbol (bogstaverne i hver boks), atomnummeret (tallet øverst til venstre i hver boks) eller andre tilgængelige oplysninger.

Lad os f.eks. Finde antallet af valenselektroner af et velkendt element: o kulstof (C), hvis atomnummer er 6. Det er placeret øverst i gruppen 14. I det næste trin finder vi dets valenselektroner.
I dette underafsnit vil vi ignorere overgangsmetallerne, som er elementerne i den rektangulære blok dannet af gruppe 3 til 12. Disse elementer er lidt forskellige fra resten, så trinene i dette underafsnit vil ikke gælde for dem. Se, hvordan du håndterer disse elementer i underafsnittet nedenfor.

Trin 4. Brug gruppetallene til at bestemme antallet af valenselektroner

Du kan bruge gruppenummeret på et ikke-overgangsmetal til at finde ud af, hvor mange valenselektroner et atom af det element har. DET gruppe nummer enhed er antallet af valenselektroner i et atom af disse grundstoffer. Med andre ord:

Gruppe 1: 1 valenselektron.
Gruppe 2: 2 valenselektroner.
Gruppe 13: 3 valenselektroner.
Gruppe 14: 4 valenselektroner.
Gruppe 15: 5 valenselektroner.
Gruppe 16: 6 valenselektroner.
Gruppe 17: 7 valenselektroner.
Gruppe 18: 8 valenselektroner (undtagen helium, der har 2).
I vores eksempel, da kulstof er i gruppe 14, kan vi sige, at et carbonatom har fire valenselektroner.

overgangsmetaller

Trin 1. Find et element fra gruppe 3 til 12

Som anført ovenfor kaldes elementerne i gruppe 3 til 12 "overgangsmetaller" og opfører sig anderledes end resten af elementerne, når det kommer til valenselektroner. I dette afsnit forklarer vi, hvordan det i nogen grad generelt ikke er muligt at tildele valenselektroner til disse atomer.

Lad os som eksempel bruge Tantalus (Ta), element 73. I de næste trin finder vi, eller forsøger at finde, dens valenselektroner.
Bemærk, at overgangsmetaller omfatter serien lanthanid og actinid (også kaldet "sjældne jordartsmetaller"), de to rækker, der normalt er placeret under resten af tabellen, og som starter med lanthan og actinium. Disse elementer tilhører alle gruppe 3 i det periodiske system.

Trin 2. Forstå, at overgangsmetaller ikke har "traditionelle" valenselektroner

At forstå, hvorfor overgangsmetaller ikke "fungerer" som resten af det periodiske system, kræver en kort forklaring af elektronernes opførsel i atomer. Se nedenfor for en hurtig oversigt, eller spring over dette trin for at komme til svarene.

Når de føjes til et atom, fordeles elektroner i forskellige "orbitaler", som stort set er forskellige områder omkring atomet, hvor elektroner samles. Generelt er valenselektronerne dem fra den yderste skal, det vil sige de sidste tilføjede.
Af grunde, der er for komplekse til at forklare her, når elektroner tilføjes til den yderste d-skal af et overgangsmetal (se nedenfor), har de første, der kommer ind, en tendens til at virke som normale valenselektroner, men derefter fungerer de ikke længere sådan. form, og elektroner fra andre orbitalskaller fungerer undertiden som valenselektroner i stedet. Det betyder, at et atom kan have mange antal valenselektroner, afhængigt af hvordan det manipuleres.
For en mere detaljeret forklaring på engelsk, se Clackamas Community College's excellent valence electrons side.

Trin 3. Find antallet af valenselektroner baseret på gruppetallet

Igen kan gruppens nummer på det element, du undersøger, fortælle dets valenselektroner. For overgangsmetaller er der imidlertid ikke noget mønster, du kan følge, da gruppetallet normalt vil svare til en række mulige valenselektronnumre. Disse er:

Gruppe 3: 3 valenselektroner.
Gruppe 4: 2 til 4 valenselektroner.
Gruppe 5: 2 til 5 valenselektroner.
Gruppe 6: 2 til 6 valenselektroner.
Gruppe 7: 2 til 7 valenselektroner.
Gruppe 8: 2 eller 3 valenselektroner.
Gruppe 9: 2 eller 3 valenselektroner.
Gruppe 10: 2 eller 3 valenselektroner.
Gruppe 11: 1 eller 2 valenselektroner.
Gruppe 12: 2 valenselektroner.
I vores eksempel, da Tantalus er i gruppe 5, kan vi sige, at den har mellem to og fem valenselektroner, afhængig af situationen.

Del 2 af 2: Findelse af valenselektroner med en elektronkonfiguration

Trin 1. Lær at læse en elektronisk konfiguration

Dette er en anden måde at finde valenselektronerne i et element. Det kan virke kompliceret i starten, men det er normalt bare en måde at repræsentere elektronorbitalerne i et atom ved hjælp af bogstaver og tal, og det er let at forstå, når du ved, hvad du ser på.

Lad os for eksempel se konfigurationen af grundstoffet natrium (Na):

1s²2s²2p⁶3s¹
Bemærk, at denne elektroniske konfiguration bare er en gentagen linje, der går sådan:

(nummer) (bogstav)^{(højt tal)}(nummer) (bogstav)^{(højt tal)}…
… og så videre. den første blok (nummer) (bogstav) er navnet på den elektroniske kredsløb, og ^{(højt tal)} er antallet af elektroner i den orbital. Det er det!
Så i vores eksempel vil vi sige, at natrium har 2 elektroner i 1s orbital, mest 2 elektroner i 2s orbital, mest 6 elektroner i 2p orbital, mest 1 elektron i 3s orbital. I alt er der 11 elektroner. Natrium er element #11, så det giver mening.

Trin 2. Find den elektroniske konfiguration af det element, du undersøger

Når du kender elektronkonfigurationen af et element, er det ret enkelt at finde antallet af dets valenselektroner (undtagen selvfølgelig for overgangsmetaller). Hvis du modtager konfigurationen, kan du springe direkte til næste trin. Hvis du har brug for at finde det, kan du se nedenfor:

Den komplette elektroniske konfiguration for Ununoctio (Uuo), element 118 følger:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁶7s²5f¹⁴6d¹⁰7p⁶
Nu hvor du har det, er alt hvad du skal gøre for at finde elektronkonfigurationen af et andet atom at udfylde dette mønster fra bunden, indtil det løber tør for elektroner. Det er lettere, end det lyder. For eksempel, hvis vi vil lave orbitaldiagrammet over klor (Cl), et element med 17 elektroner, vil vi gøre følgende:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁵
Bemærk, at summen af elektronerne er lig med 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Du skal bare ændre nummeret på den sidste orbital; resten vil være det samme, da de tidligere orbitaler vil være helt fulde.
For at lære mere om elektronisk konfiguration, læs også denne artikel.

Trin 3. Placer elektronerne i orbitalskallerne med oktetreglen

Når elektroner tilføjes ethvert atom, kommer de ind i forskellige orbitaler i ovenstående rækkefølge: de to første indtaster 1s, de næste to indtaster 2s, de næste seks indtaster 2p og så videre. Når vi har at gøre med atomer, der ikke er overgangsmetaller, siger vi, at disse orbitaler danner lag omkring atomet, hvor hvert på hinanden følgende lag er længere fra hinanden end de tidligere. Bortset fra den første skal, som kun kan have 2 elektroner, kan hver have op til 8 elektroner (undtagen igen i tilfælde af overgangsmetaller). dette er opkaldet Oktetreglen.

Lad os f.eks. Sige, at vi ser på Boro -elementet (B). Da atomnummeret er fem, ved vi, at det har 5 elektroner, og at dets elektronkonfiguration er som følger: 1s²2s²2p¹. Da den første orbitalskal kun har 2 elektroner, ved vi, at Bor har to skaller: en med to 1'er elektroner og en med tre elektroner fra 2'erne og 2p orbitaler.
Som et andet eksempel vil et element som chlor have tre orbitalskaller: en med to 1'er elektroner, en med to 2'er elektroner og seks 2p elektroner, og en med to 3'er elektroner og fem 3p elektroner.

Trin 4. Find antallet af elektroner i den yderste skal

Nu hvor du kender elektronens skaller til dit element, er det let at finde valenselektronerne: Bare brug antallet af elektroner i den yderste skal. Hvis denne skal er fuld (dvs. hvis den har otte elektroner eller, i tilfælde af den første skal, 2), er elementet inert og reagerer ikke let med andre. Igen gælder reglerne imidlertid ikke så godt for overgangsmetaller.

For eksempel, hvis vi arbejder med Bor, da der er tre elektroner i den anden skal, kan vi sige, at dette element har tre valenselektroner.

Trin 5. Brug tabellinjerne som genveje til orbitallaget

De vandrette linjer i det periodiske system kaldes perioder af elementerne. Fra toppen svarer hver periode til antallet af elektronskaller atomerne i den række har. Du kan bruge disse oplysninger som en genvej til at bestemme, hvor mange valenselektroner et element har. Bare start på venstre side af perioden, når elektronerne tælles. Ignorer igen overgangsmetaller, når du bruger denne metode.

For eksempel ved vi, at elementet selen har fire kredsløb, fordi det er i den fjerde periode. Da det er det sjette element fra venstre i denne periode (ignorerer overgangsmetallerne), ved vi, at den ydre fjerde skal har seks elektroner, og derfor at selen har seks valenselektroner.

Tips

Bemærk, at de elektroniske konfigurationer kan skrives i en opsummeret form ved hjælp af ædelgasser (elementerne i gruppe 18) til at fungere som orbitaler i begyndelsen af konfigurationen. For eksempel kan elektronkonfigurationen af natrium skrives som [Ne] 3s1. I det væsentlige er det det samme som neon, men med et ekstra element i 3'ernes kredsløb.
Overgangsmetaller kan have ufuldstændigt fyldte valensunderskaller. Bestemmelse af det nøjagtige antal valenselektroner i disse metaller involverer principper for kvanteteori, der ligger uden for denne artikels anvendelsesområde.
Vær opmærksom på, at periodiske tabeller er forskellige fra land til land, så sørg for at bruge den rigtige for at undgå forvirring.