Mendeleev

Valences elektroni

Valences elektroni ir elektroni, kas visvairāk iesaistīti saišu veidošanā un ķīmiskajā reaģētspējā. Galveno grupu elementiem to skaits parasti skaidri izriet no ārējās konfigurācijas, bet d un f blokā vajadzīga plašāka ķīmiskā definīcija.

Kas ir valences elektroni

Valences elektroni visciešāk saistīti ar ķīmisko saišu veidošanu un reaģētspēju. Galveno grupu elementiem bieži pietiek skaitīt elektronus čaulā ar lielāko n, bet pārejas metāliem robeža starp valences un kodola elektroniem ir elastīgāka.

nₘₐₓ
Ārējā čaulas elektroni izskaidro daudzas galveno grupu ķīmijas likumsakarības.

Galvenās grupas un grupu numuri

1. un 2. grupā parasti ir 1 un 2 valences elektroni. 13.–18. grupā to skaits parasti ir grupas numurs mīnus 10. He ir pieraksta izņēmums: 1s² jau ir pilns pirmais čaulas līmenis ar diviem elektroniem.

Galveno grupu elementiem ievadiet 1, 2 vai 13–18 grupu, lai iegūtu parasto valences elektronu skaitu.

Elektronu konfigurācija, Lūisa simboli un joni

Elektronu konfigurācija parāda orbitāļu aizpildījumu, bet Lūisa simbols izceļ tikai valences elektronus. Na bieži zaudē 3s¹ elektronu; Cl pieņem vienu, lai sasniegtu 3p⁶. Tās ir enerģētiskas tendences, ne mehāniska prasība vienmēr iegūt oktetu.

n=1n=2n=3n=4hν
Orbitāļu enerģijas nosaka, kuri elektroni ir pieejami saitei un jonizācijai.

Ķīmiskās sekas un vienkāršās definīcijas robežas

Valence ir ķīmisks jēdziens, ne tikai pēdējais ieraksts elektronkonfigurācijā.

Valences elektroni, formālais lādiņš un Lūisa struktūras

Kopējais valences elektronu skaits nosaka elektronu bilanci Lūisa struktūrā. Formālo lādiņu aprēķina no nesaistošajiem elektroniem un puses saites elektronu; tas nav tas pats, kas oksidācijas pakāpe vai daļējs lādiņš.

Kodola elektroni ne vienmēr ir pilnīgi ķīmiski inerti

Vieglu galveno grupu elementu parastajā ķīmijā kodola elektroni gandrīz nemainās. Smagiem elementiem polarizējamība, relatīvistiskie efekti un dziļāku orbitāļu iesaiste var padarīt robežu mazāk asu.

Pārejas un iekšējās pārejas elementi

Neitrālam Fe konfigurācija ir [Ar]3d⁶4s². Veidojot katjonus, 4s elektroni tiek noņemti pirms daudziem 3d elektroniem, lai gan neitrālā atoma aizpildīšanā 4s bija agrāk; orbitāļu enerģiju secība mainās ar aizpildījumu.

Valences skaits paredz saimes, ne visas oksidācijas pakāpes

Vienas grupas elementiem ir līdzīgi reaģētspējas modeļi, bet pārejas metāli var izmantot vairākas tuvās enerģijas orbitāles un tāpēc uzrādīt daudzas oksidācijas pakāpes.

Valences elektroni spektroskopijā

Salīdzinoši zemas enerģijas ierosmes un jonizācijas bieži skar valences elektronus. Spektri un jonizācijas enerģijas tādējādi dod eksperimentālu informāciju par ārējo elektronu struktūru.

Atrisināti uzdevumi

Vispirms nosakiet elektronkonfigurāciju un elementa bloku, tikai tad lietojiet grupas noteikumu.

Sērs

Sērs

Risinājums: S ir [Ne]3s²3p⁴. Lielākais n ir 3, tāpēc galveno grupu modelī tam ir 6 valences elektroni.

Alumīnijs

Alumīnijs

Risinājums: Al ir [Ne]3s²3p¹: trīs valences elektroni un bieža Al³⁺ veidošanās.

Dzelzs

Dzelzs

Risinājums: Fe gadījumā nepietiek ar „lielākā n” noteikumu. 3d un 4s elektroni var būt ķīmiski aktīvi, un jonizācijā 4s elektroni tiek noņemti pirmie.