Валентни електрони
Валентните електрони са електроните, които участват най-пряко в химичните връзки и реактивността. При главните групи броят им се вижда ясно от външната конфигурация, но при d- и f-блока е нужна по-широка химична дефиниция.
Какво са валентните електрони
Валентните електрони участват най-пряко в химичните връзки и реактивността. За елементите от главните групи често е достатъчно да се броят електроните в обвивката с най-голямо n, но при преходните метали границата между валентни и вътрешни електрони е по-гъвкава.
Главни групи и номер на групата
В групи 1 и 2 обикновено има съответно 1 и 2 валентни електрона. В групи 13–18 броят им обикновено е номерът на групата минус 10. He е важно изключение в записа: 1s² е напълно запълнена първа обвивка само с два електрона.
За елемент от главна група въведете група 1, 2 или 13–18, за да получите обичайния брой валентни електрони.
Електронна конфигурация, символи на Люис и йони
Електронната конфигурация показва запълването на орбиталите, а символът на Люис изобразява само валентните електрони. Na често губи своя 3s¹ електрон; Cl приема един електрон, за да достигне 3p⁶. Това са енергийни тенденции, а не механично изискване винаги да има октет.
Химични последствия и граници на простата дефиниция
Валентността е химично понятие, а не просто последният член в записа на конфигурацията.
Валентни електрони, формален заряд и структури на Люис
Общият брой валентни електрони определя електронния баланс на структурата на Люис. Формалният заряд се изчислява от несвързващите електрони и половината от свързващите; той не е същото като степента на окисление или частичния заряд.
Вътрешните електрони не са химически без значение във всеки случай
В обичайната химия на леките главногрупови елементи вътрешните електрони почти не се променят. При тежки елементи поляризуемостта, релативистичните ефекти и участието на по-вътрешни орбитали могат да размиват това разделение.
Валентност при преходни и вътрешнопреходни елементи
Неутралният Fe е [Ar]3d⁶4s². При образуване на катиони 4s електроните се отстраняват преди много от 3d електроните, въпреки че 4s се запълва по-рано в неутралния атом; енергиите на орбиталите се пренареждат при запълване.
Броят валентни електрони предсказва семейства, не всяка степен на окисление
Елементи от една група показват сходна реактивност, но преходните метали могат да използват няколко близки по енергия орбитали и затова имат много степени на окисление.
Валентни електрони в спектроскопията
По-нискоенергийните възбуждания и йонизации често засягат валентните електрони. Спектрите и йонизационните енергии дават експериментални доказателства за външната електронна структура.
Решени задачи
Първо определете електронната конфигурация и блока на елемента, после използвайте правилото за групата.
Сяра
Сяра
Решение: S има [Ne]3s²3p⁴. Най-голямото n е 3, затова по правилото за главните групи има 6 валентни електрона.
Алуминий
Алуминий
Решение: Al има [Ne]3s²3p¹: три валентни електрона и честа тенденция да образува Al³⁺.
Желязо
Желязо
Решение: За Fe правилото „най-голямо n“ не е достатъчно. И 3d, и 4s електроните могат да участват химически, а при йонизация 4s се отстраняват първи.