อิเล็กตรอนเวเลนซ์

เวเลนซ์อิเล็กตรอน คือ อิเล็กตรอน ที่มีส่วนโดยตรงที่สุดต่อ พันธะ และ เคมีรีดอกซ์ ใน อะตอมของกลุ่มหลัก มักเป็น อิเล็กตรอน ใน เปลือกหลัก สูงสุดที่ถูกครอบครอง แต่สำหรับ โลหะทรานซิชัน d อิเล็กตรอน ที่อยู่ใกล้กันด้านพลังงานก็มีบทบาทต่อ เคมีวาเลนซ์ ได้

การนับใน กลุ่มหลัก

Na=[Ne]3s¹ มี อิเล็กตรอนเปลือกนอก หนึ่งตัว ส่วน Cl=[Ne]3s²3p⁵ มีเจ็ดตัว รูปแบบเหล่านี้ซ้ำตาม กลุ่ม และอธิบาย ประจุไอออนทั่วไป ได้ดี

เป็น รุ่นแรก ที่มีประโยชน์สำหรับ โครงสร้างลูอิส และ พันธะ แต่ไม่ควรถือเป็นคำอธิบาย ควอนตัม ทั้งหมด

โลหะทรานซิชัน

Fe=[Ar]3d⁶4s² ถ้านับเฉพาะ สูงสุด n จะพลาด 3d อิเล็กตรอน ที่มีส่วนต่อ พันธะ และ สถานะออกซิเดชัน

ดังนั้นคำว่า เวเลนซ์อิเล็กตรอน ต้องใช้ตามบริบท โดยเฉพาะ เคมีทรานซิชันโลหะ

จุดลูอิส

จุดรอบ สัญลักษณ์ ใช้ เป็นตัวแทนของเวเลนซ์อิเล็กตรอน ใน องค์ประกอบกลุ่มหลัก เช่น C มี 4, O มี 6 และ Cl มี 7

สัญกรณ์ นี้ช่วยตาม คู่อิเล็กตรอน แต่ไม่ได้แสดง รูปร่างวงโคจร, พลังงาน หรือ การแยกส่วน อย่างเต็มที่

การเกิดไอออน

Na สูญเสีย อิเล็กตรอน หนึ่งตัวเป็น Na⁺ โดย จำนวนโปรตอน ยัง 11 เท่าเดิม ส่วน Cl รับ อิเล็กตรอน เป็น Cl⁻ ได้

กฎออคเต็ต เป็น ช่วยในการจำ ที่ดีสำหรับหลาย กรณีกลุ่มหลัก แต่ความเสถียรจริงต้องดู พลังงานทั้งหมด และ สิ่งแวดล้อม

ความสัมพันธ์กับ ตารางธาตุ

โลหะอัลคาไล มี ns¹, อัลคาไลน์เอิร์ธ ns² และ ฮาโลเจน มี ns²np⁵ รูปแบบ ที่คล้ายกันใน วาเลนซ์เชลล์

ก๊าซมีตระกูล มักมี เปลือกวาเลนซ์ที่เต็มไป แต่ธาตุหนักบางตัวสามารถเกิด สารประกอบ ได้ จึงไม่ควรแปล เปลือกเต็ม เป็น เฉื่อย แบบ แน่นอน

ผลต่อ พันธะ

เวเลนซ์อิเล็กตรอน อาจ แบ่งปัน ใน พันธะโควาเลนต์, แจกจ่ายซ้ำ ใน แบบจำลองไอออนิก หรือ แยกส่วน ใน ของแข็งโลหะ

จำนวน เวเลนซ์อิเล็กตรอน ที่เหมือนกันช่วยสร้าง เคมี ที่คล้ายกัน แต่ ขนาด, พลังงานวงโคจร และ สถานะออกซิเดชันที่เข้าถึงได้ ยังทำให้สมาชิกใน กลุ่ม ต่างกัน

หลักฐานจาก โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี

PES ใช้ โฟตอนจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา แล้วหา พลังงานที่มีผลผูกพัน จาก พลังงานจลน์ถึงจุดสูงสุด ของ เปลือกย่อย ต่างกันจึงทดสอบ การกำหนดค่า ได้โดยตรง

ยอดเขาวาเลนซ์ด้านนอก มี พลังงานที่มีผลผูกพัน ต่ำกว่า ยอดเขาหลัก และรูปแบบ พื้นที่จุดสูงสุด เชื่อมกับจำนวน อิเล็กตรอน ใน เปลือกย่อย ภายใต้ การสอบเทียบ ที่เหมาะสม

นี่ทำให้ แบบจำลองวาเลนซ์-อิเล็กตรอน มีผลทดลอง ไม่ใช่เพียงกฎวาด จุดลูอิส

เวเลนซ์อิเล็กตรอน กับ สถานะออกซิเดชัน

จำนวน เวเลนซ์อิเล็กตรอน เป็นคุณสมบัติของ โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ ของ อะตอมเป็นกลาง ใน โมเดล ที่กำหนด ส่วน สถานะออกซิเดชัน เป็น การทำบัญชีอย่างเป็นทางการ ภายใน สารประกอบ

กำมะถัน มี 6 เวเลนซ์อิเล็กตรอนของเปลือกนอก แต่สามารถมี สถานะออกซิเดชัน เช่น −2, +4 และ +6 ได้ ดังนั้นสองแนวคิดนี้ไม่ควรถูกใช้แทนกัน

การแยกให้ชัดช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเวลาทำนาย ประจุไอออน จาก หมายเลขกลุ่ม แบบ เครื่องกล

แบบฝึกหัด

S

[Ne]3s²3p⁴

เฉลย: 6 เวเลนซ์อิเล็กตรอนของเปลือกนอก

Na⁺

11 โปรตอน, 10 อิเล็กตรอน

เฉลย: ยังเป็น โซเดียม เพราะ Z ไม่เปลี่ยน

Fe

[Ar]3d⁶4s²

เฉลย: 3d อิเล็กตรอน สำคัญต่อ เคมีวาเลนซ์