Mendeleev

Valentiniai elektronai

Valentiniai elektronai yra elektronai, tiesiogiai dalyvaujantys ryšiuose ir reaktyvume. Pagrindinių grupių elementuose jų skaičius paprastai aiškiai matomas iš išorinės konfigūracijos, o d ir f blokuose reikia platesnio cheminio apibrėžimo.

Kas yra valentiniai elektronai

Valentiniai elektronai tiesiogiai dalyvauja ryšių susidaryme ir cheminėse reakcijose. Pagrindinių grupių elementams dažnai pakanka skaičiuoti didžiausio n sluoksnio elektronus, tačiau pereinamųjų metalų valentinės ir vidinės srities riba lankstesnė.

nₘₐₓ
Išorinio sluoksnio elektronai paaiškina daug pagrindinių grupių cheminių dėsningumų.

Pagrindinės grupės ir grupės numeris

1 ir 2 grupių atomai paprastai turi 1 ir 2 valentinius elektronus. 13–18 grupėse jų skaičius dažniausiai lygus grupės numeriui minus 10. He yra žymėjimo išimtis: 1s² yra pilnas pirmasis sluoksnis su dviem elektronais.

Pagrindinių grupių elementams įveskite 1, 2 arba 13–18 grupę ir gaukite įprastą valentinių elektronų skaičių.

Elektroninė konfigūracija, Lewis simboliai ir jonai

Elektroninė konfigūracija parodo orbitalių užpildymą, o Lewis simbolis išryškina tik valentinius elektronus. Na dažnai netenka 3s¹ elektrono, Cl priima vieną elektroną iki 3p⁶. Tai energetinės tendencijos, o ne mechaninė „okteto prievolė“.

n=1n=2n=3n=4hν
Orbitalių energijos lemia, kurie elektronai prieinami ryšiui ir jonizacijai.

Cheminės pasekmės ir paprastos taisyklės ribos

Valentingumas yra cheminė sąvoka, ne vien paskutinis elektroninės konfigūracijos įrašas.

Valentiniai elektronai, formalus krūvis ir Lewis struktūros

Bendras valentinių elektronų skaičius nustato Lewis struktūros elektronų balansą. Formalus krūvis skaičiuojamas iš neliečiamųjų elektronų ir pusės ryšio elektronų; jis nėra tas pats kaip oksidacijos laipsnis ar dalinis krūvis.

Vidiniai elektronai ne visada visiškai inertiški

Lengvųjų pagrindinių grupių chemijoje branduoliniai elektronai beveik nekinta. Sunkiuose elementuose poliarizuojamumas, reliatyvistiniai efektai ir gilesnių orbitalių dalyvavimas gali susilpninti paprastą skirstymą.

Pereinamieji ir vidiniai pereinamieji elementai

Neutralaus Fe konfigūracija [Ar]3d⁶4s². Sudarant katijonus 4s elektronai pašalinami prieš daugumą 3d elektronų, nors neutraliame atome 4s užsipildo anksčiau; orbitalių energijų tvarka priklauso nuo užpildymo.

Valentinis skaičius nurodo šeimas, ne kiekvieną oksidacijos laipsnį

Tos pačios grupės elementai turi panašų reaktyvumą, tačiau pereinamieji metalai gali turėti daug oksidacijos laipsnių, nes keli artimos energijos orbitaliai gali dalyvauti cheminiuose procesuose.

Valentiniai elektronai spektroskopijoje

Mažesnės energijos sužadinimai ir jonizacijos dažnai paliečia valentinius elektronus. Todėl spektrai ir jonizacijos energijos eksperimentiškai tikrina išorinę elektroninę sandarą.

Išspręsti uždaviniai

Pirmiausia nustatykite elektroninę konfigūraciją ir elemento bloką, tada taikykite grupės taisyklę.

Siera

Siera

Sprendimas: S turi [Ne]3s²3p⁴. Didžiausias n=3, taigi pagal pagrindinių grupių taisyklę yra 6 valentiniai elektronai.

Aliuminis

Aliuminis

Sprendimas: Al: [Ne]3s²3p¹, todėl turi 3 valentinius elektronus ir dažnai sudaro Al³⁺.

Geležis

Geležis

Sprendimas: Fe atveju vien „didžiausio n“ taisyklės nepakanka. 3d ir 4s elektronai gali dalyvauti chemijoje, o jonizuojant 4s elektronai pašalinami pirmiau.