Keemias on valentselektronid elektronid, mis asuvad elemendi kõige välimises elektronkihis. Teatud aatomis valentselektronide arvu leidmise teadmine on keemikute jaoks oluline oskus, sest see teave määrab, milliseid keemilisi sidemeid see võib moodustada ja seega ka elemendi reaktsioonivõime. Õnneks on elemendi valentselektronide leidmiseks vaja ainult standardset elementide perioodilist tabelit.
1
Leidke elementide perioodiline tabel. See on paljudest erinevatest ruutudest koosnev värvikoodiga tabel, mis loetleb kõik inimkonnale teadaolevad keemilised elemendid. Perioodiline tabel näitab palju teavet elementide kohta, mida me kasutame seda teavet uuritava aatomi valentselektronide arvu määramiseks. Tavaliselt leiate need keemiaõpikute kaante vahelt. Siin on Internetis saadaval ka suurepärane interaktiivne tabel.
2
Märgistage elementide perioodilisustabeli iga veerg vahemikus 1 kuni 18. Üldiselt on perioodilises tabelis kõigil ühe vertikaalse veeru elementidel sama arv valentselektrone. Kui teie perioodilise tabeli iga veergu pole veel nummerdatud, andke igale numbrile number, mis algab 1-st vasakpoolses otsas ja 18-ga parempoolses otsas. Teaduslikus mõttes nimetatakse neid veerge elemendiks “rühmad”. Näiteks kui töötaksime perioodilise tabeliga, kus rühmad ei ole nummerdatud, kirjutaksime vesiniku (H) kohale 1 ja berülliumi (Be) kohale 2 ) ja nii edasi, kuni kirjutate heelium (He) kohale 18.
3
Leidke laualt oma element. Nüüd leidke tabelist element, mille valentselektronid soovite leida. Seda saate teha selle keemilise sümboli (igas kastis olevad tähed), aatomnumbri (iga kasti vasakus ülanurgas olev number) või mis tahes muu tabelis oleva teabe abil. Näiteks leiame valentselektronid väga levinud elemendile: süsinikule (C). Selle elemendi aatomnumber on 6. See asub rühma 14 tipus. Järgmises etapis leiame selle valentselektronid. Selles alajaotises eirame üleminekumetalle, mis on elemendid ristkülikukujulises plokis, mille on koostanud rühmad 3 kuni 12. Need elemendid erinevad pisut ülejäänutest, nii et selle alajao toimingud nende puhul ei tööta. Vaadake allolevast alajaotusest, kuidas nendega toime tulla.
4
Kasutage valentselektronide arvu määramiseks rühmanumbreid. Mittesiirdemetalli rühmanumbrit saab kasutada valentselektronide arvu leidmiseks selle elemendi aatomis. Rühmanumbri esimene koht on valentselektronide arv nende elementide aatomis. Teisisõnu:Rühm 1: 1 valentselektron Rühm 2: 2 valentselektroni Rühm 13: 3 valentselektroni Rühm 14: 4 valentselektroni Rühm 15: 5 valentselektroni Rühm 16: 6 valentselektroni Rühm 17: 7 valentselektroni valentselektron8:Group 8 valentselektronid8 millel on 2)Meie näites, kuna süsinik on rühmas 14, võime öelda, et ühel süsinikuaatomil on neli valentselektroni.
5
Leidke element rühmadest 3 kuni 12. Nagu eespool märgitud, nimetatakse rühmade 3 kuni 12 elemente “siirdemetallideks” ja need käituvad valentselektronide osas teisiti kui ülejäänud elemendid. Selles jaotises selgitame, kuidas teatud määral ei ole sageli võimalik nendele aatomitele valentselektrone määrata. Näiteks valime tantaal (Ta), elemendi 73. Mõne järgmise sammuna leidke selle valentselektronid (või vähemalt proovige seda teha.) Pange tähele, et siirdemetallide hulka kuuluvad lantaniidi ja aktiniidi seeriad (mida nimetatakse ka “haruldaste muldmetallideks”), kaks rida elemente, mis asuvad tavaliselt ülejäänud tabeli all. mis algavad lantaanist ja aktiiniumist. Kõik need elemendid kuuluvad perioodilisuse tabeli 3. rühma.
6
Mõistke, et siirdemetallidel pole “traditsioonilisi” valentselektrone. Et mõista, miks siirdemetallid tegelikult ei “tööta” nagu ülejäänud perioodilisustabel, on vaja veidi selgitada, kuidas elektronid aatomites käituvad. Vaadake allpool kiiret ülevaadet või jätke see samm vahele, et vastuseid leida. Kui elektronid lisatakse aatomile, sorteeritakse need erinevatesse “orbitaalidesse”, mis on põhimõtteliselt erinevad piirkonnad tuuma ümber, kuhu elektronid koonduvad. Üldiselt on valentselektronid kõige välimises kestas, teisisõnu viimased lisatud elektronid. Põhjused, mis on siin seletamiseks liiga keerulised, kui siirdemetalli kõige välimise d kestale lisatakse elektronid (sellest lähemalt allpool), kipuvad esimesed kesta sisenevad elektronid toimima nagu tavalised valentselektronid, kuid pärast seda , nad seda ei tee ja teistest orbiidikihtidest pärit elektronid toimivad mõnikord hoopis valentselektronidena. See tähendab, et aatomil võib olla mitu valentselektronide arvu sõltuvalt sellest, kuidas seda manipuleeritakse.
7
Määrake valentselektronide arv rühma numbri põhjal. Jällegi võib teie uuritava elemendi rühmanumber öelda teile selle valentselektronid. Kuid siirdemetallide puhul pole mustrit, mida saaksite järgida, rühma number vastaks tavaliselt valentselektronide võimalike arvude vahemikule. Need on: 3. rühm: 3 valentselektroni rühm 4: 2 kuni 4 valentselektroni rühm 5: 2 kuni 5 valentselektroni rühm 6: 2 kuni 6 valentselektroni 7. rühm: 2 kuni 7 valentselektroni 8. rühm: 2 või 3 valentselektroni rühm 9: valentselektronid2 või rühm. elektronidRühm 10: 2 või 3 valentselektroni Rühm 11: 1 või 2 valentselektroni Rühm 12: 2 valentselektronid Kuna tantaal kuulub meie näites 5. rühma, võime öelda, et sellel on olenevalt olukorrast kaks kuni viis valentselektroni.
8
Siit saate teada, kuidas lugeda elektronide konfiguratsiooni. Teine viis elemendi valentselektronide leidmiseks on midagi, mida nimetatakse elektronide konfiguratsiooniks. Need võivad esmapilgul tunduda keerulised, kuid need on lihtsalt viis elektronide orbitaalide esitamiseks aatomis tähtede ja numbritega ning need on lihtsad, kui tead, mida vaatad. Vaatame elemendi konfiguratsiooni näidet naatrium (Na):1s22s22p63s1Pange tähele, et see elektronide konfiguratsioon on lihtsalt korduv string, mis käib järgmiselt:(arv)(täht)(tõstetud arv)(arv)(täht)(tõstetud number)……ja nii edasi. (arv)(täht)tükk on elektronide orbitaali nimi ja (tõstetud arv) on elektronide arv sellel orbitaalil, see on kõik! Nii et meie näites võiksime öelda, et naatriumil on 1s orbitaalil 2 elektroni pluss 2 elektroni 2s orbitaalil pluss 6 elektroni 2p orbitaalil pluss 1 elektron 3s orbitaalil. See on 11 elektroni, kokku naatrium on elemendi number 11, seega on see mõistlik. Pidage meeles, et igal alamkihil on teatud elektronide maht. Nende elektronide võimsused on järgmised: s: 2 elektroni mahutavusp: 6 elektroni mahutavus: 10 elektroni mahutavusf: 14 elektroni mahtuvus
9
Leidke uuritava elemendi elektronide konfiguratsioon. Kui teate elemendi elektronide konfiguratsiooni, on selle valentselektronide arvu leidmine üsna lihtne (välja arvatud muidugi siirdemetallide puhul). Kui teile antakse konfiguratsioon algusest peale, võite järgmise sammu juurde liikuda. Kui peate selle ise leidma, vaadake allpool: Uurige oganessoni (Og), elemendi 118 täielikku elektronide konfiguratsiooni, mis on perioodilisuse tabeli viimane element. Sellel on kõigist elementidest kõige rohkem elektrone, nii et selle elektronide konfiguratsioon demonstreerib kõiki võimalusi, mida võite teistes elementides kohata: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6 Nüüd leidke see aatom, et täitke see elektron, täitke see muster. algusest, kuni elektronid otsa saavad. See on lihtsam, kui see kõlab. Näiteks kui tahame teha orbitaaldiagrammi kloori (Cl), elemendi 17 jaoks, millel on 17 elektroni, teeme seda järgmiselt:1s22s22p63s23p5Pange tähele, et elektronide arv on kokku 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Peate muutma ainult viimase orbitaali numbrit. Ülejäänud orbitaalid on samad, kuna orbitaalid enne viimast on täiesti täis. Lisateavet elektronide konfiguratsioonide kohta leiate ka sellest artiklist.
10
Määrake elektronid orbiidi kestadele oktetireegliga. Kui elektronid liidetakse aatomile, langevad nad erinevatele orbitaalidele vastavalt ülaltoodud järjestusele, kaks esimest lähevad 1s orbitaalile, kaks pärast seda lähevad 2s orbitaalile, kuus pärast seda lähevad 2p orbitaalile ja nii peal. Kui me käsitleme aatomeid väljaspool siirdemetalle, siis ütleme, et need orbitaalid moodustavad tuuma ümber “orbitaalkestad”, kusjuures iga järgnev kest on varasematest kaugemal. Peale kõige esimese kesta, mis mahutab ainult kahte elektroni, võib igas kestas olla kaheksa elektroni (välja arvatud jällegi siirdemetallide puhul). Seda nimetatakse oktetireegliks. Oletame näiteks, et me vaatame elementi Boor (B). Kuna selle aatomarv on viis, teame, et sellel on viis elektroni ja selle elektronide konfiguratsioon näeb välja selline: 1s22s22p1. Kuna esimesel orbitaalkihil on ainult kaks elektroni, teame, et booril on kaks kesta: üks kahe 1s elektroniga ja teine kolme elektroniga 2s ja 2p orbitaalidelt. Teise näitena on sellisel elemendil nagu kloor (1s22s22p63s23p5) kolm orbitaali kestad: üks kahe 1s elektroniga, üks kahe 2s elektroniga ja kuue 2p elektroniga ning üks kahe 3s elektroniga ja viie 3p elektroniga.
11
Leidke elektronide arv välimises kestas. Nüüd, kui teate oma elemendi elektronkihte, on valentselektronide leidmine lihtne: kasutage lihtsalt välimises kestas olevate elektronide arvu. Kui väliskest on täis (teisisõnu, kui sellel on kaheksa elektroni või esimese kesta puhul kaks), on element inertne ega reageeri teiste elementidega kergesti. Jällegi, asjad ei järgi neid siirdemetallide reegleid. Näiteks kui me töötame booriga, kuna teises kestas on kolm elektroni, võime öelda, et booril on kolm valentselektroni.
12
Kasutage tabeli ridu orbitaalshelli otseteedena. Perioodilise tabeli horisontaalseid ridu nimetatakse elemendiks “perioodid”. Alates tabeli ülaosast vastab iga periood elektronkestade arvule, mis perioodi aatomitel on. Saate seda kasutada otseteena, et määrata, mitu valentselektroni element on elektronide loendamisel just alustanud oma perioodi vasakust servast. Selle meetodi puhul, mis hõlmab rühmi 3–12, tuleks taaskord ignoreerida siirdemetalle. Näiteks teame, et elemendil seleenil on neli orbitaalset kesta, kuna see on neljandas perioodis. Kuna see on neljandas perioodis vasakult kuues element (eirates siirdemetalle), siis teame, et välimisel neljandal kestal on kuus elektroni ja seega seleenil kuus valentselektroni.