Валентни електрони
Валентни електрони одређују велики део хемијског понашања атома. За елементе главних група бројање је једноставно, али у d- и f-блоку више подљуски може бити довољно близу по енергији да дефиниција „само електрони најспољашње љуске“ постане сувише уска.
Одређивање валентних електрона у главним групама
Елементи група 1 и 2 имају обично један и два валентна електрона. За групе 13–18 број је најчешће број групе минус десет. Група 17 зато има седам валентних електрона. Хелијум је изузетак: 1s² попуњава прву љуску са два електрона.
Истраживач група
Луисови симболи и везивање
Луисови симболи приказују валентне електроне тачкама око симбола елемента. Тачке су средство електронског књиговодства, а не путање електрона. Угљеник има четири, кисеоник шест, а хлор седам валентних електрона.
У Луисовој структури валентни електрони се распоређују у везе и слободне парове како би се пратили формални набоји и обрасци везивања. Правило октета је корисно за многе главногрупне молекуле, али има познате изузетке.
Јони, оксидациона стања и прелазни метали
Атоми главних група често губе или примају електроне ка затвореној љусци. Na типично губи 3s електрон и даје Na⁺, док Cl прима један електрон и даје Cl⁻.
Код прелазних метала ns и (n−1)d електрони могу оба учествовати у хемији. Зато је корисније говорити о доступним валентним орбиталама него бројати само електроне највећег главног квантног броја.
Хемијске последице валентне структуре
Валентни електрони, формални набој и Луисове структуре
Формални набој се добија поређењем валентних електрона слободног атома са бројем електрона који му се додељују у Луисовој структури. То је модел књиговодства, а не директна мера стварне густине набоја.
Унутрашњи електрони нису хемијски небитни у свим појавама
Језгарни електрони ретко директно граде уобичајене везе, али екранирају језгро и утичу на енергије орбитала, релативистичке ефекте и спектроскопију. Њихов утицај на хемију је зато индиректан али реалан.
Валенца код прелазних и унутрашњих прелазних елемената
Код прелазних метала d- и s-орбитале су близу по енергији; код лантанида и актинида могу учествовати и f-орбитале. То помаже да се објасни више могућих оксидационих стања и сложена координациона хемија.
Број валентних електрона предвиђа породице, не сва оксидациона стања
Валентни број главне групе добро објашњава многе периодичне трендове, али елемент не користи увек све валентне електроне и не мора имати само једно оксидационо стање.
Валентни електрони у спектроскопији
Најниже електронске побуде често укључују валентне орбитале јер су близу по енергији. Атомски спектри и фотоелектронска спектроскопија зато могу директно испитивати валентну структуру.
Задаци
Сумпор
Колико валентних електрона има неутрални атом сумпора у моделу главних група?
Решење
Сумпор је у групи 16 и има 6 валентних електрона.
Алуминијум
Колико валентних електрона има Al и који једноставан јон често гради?
Решење
Al има 3 валентна електрона и често даје Al³⁺ губитком та три електрона.
Гвожђе
Зашто није довољно рећи да Fe има само 4s електроне као валентне?
Решење
Зато што су 3d и 4s нивои близу по енергији и оба могу учествовати у везивању и настанку јона.