Kako izračunati število valentnih elektronov: 12 korakov (s fotografijo) - Nasveti

Video.: Finding the Number of Valence Electrons for an Element

Vsebina

Koraki
Nasvet
Kaj rabiš

V kemiji valenčni elektroni so elektroni, ki se nahajajo v najbolj zunanji plasti elektronske lupine elementa. Določanje števila valentnih elektronov elementa je pomembna tehnika v kemiji, ker bodo te informacije pomagale določiti vrste vezi, ki jih lahko tvori element. Določanje števila valentnih elektronov je enostavno narediti s periodnim sistemom kemijskih elementov.

Koraki

1. del 2: Poiščite število valentnih elektronov s pomočjo periodnega sistema

Z neprehodno kovino

Pripravite ga periodni sistem kemični elementi. Periodična tabela elementov (na kratko periodna tabela) je barvno kodirana večcelična tabela, v kateri so navedeni vsi znani elementi in nekatere bistvene informacije o teh elementov. Na podlagi razpoložljivih informacij v periodnem sistemu lahko določimo število valentnih elektronov elementa, ki ga preiskujemo. Periodična tabela je običajno priložena učbeniku. Lahko se sklicujete tudi na to obstoječo interaktivno periodno tabelo.
Vsak stolpec v periodnem sistemu oštevilčite od 1 do 18. Običajno bodo v periodnem sistemu vsi elementi v istem stolpcu imeli enako število valentnih elektronov. Če vaša periodna tabela še nima oštevilčenih stolpcev, to storite sami, tako da oštevilčite od 1 do 18 navpično od leve proti desni. Znanstveno se vsak stolpec v periodnem sistemu imenuje en "skupina".
- Na primer, za nepodpisano periodno tabelo bi šteli 1 nad elementom Vodik (H), številko 2 nad elementom Beri (Be) in enako delali do 18 nad helijem (He ).
Določite položaj zadevnega elementa. V tem koraku določite položaj elementa, ki ga gledate na periodnem sistemu. Položaj elementa lahko najdete na podlagi njegovega kemijskega simbola (črka v vsaki celici), atomske številke (številke v zgornjem levem kotu vsake celice) ali na podlagi informacij sporočila so na voljo v periodnem sistemu.
- Na primer, najti moramo število valentnih elektronov elementa Ogljik (C). Atomsko število elementa je 6. Ogljik je v zgornjem delu elementov skupine 14. V naslednjem koraku bomo določili število valentnih elektronov tega elementa.
- V tem poglavju bomo prezrli prehodne kovine, torej elemente v območju od 3 do 12. Te prehodne kovine se nekoliko razlikujejo od ostalih, zato so koraki Navodila v tem oddelku ne veljajo za take kovine. Te skupine elementov si bomo ogledali kasneje v članku.
S številko skupine določite število valentnih elektronov. Številko skupine neprehodne kovine lahko uporabimo za izračun števila valenčnih elektronov v atomu tega elementa. "Enotna vrstica številke skupine" je število valentnih elektronov, prisotnih v atomih elementov te skupine. Z drugimi besedami:
- Skupina 1: 1 valentni elektron
- Skupina 2: 2 valentna elektrona
- Skupina 13: 3 valentni elektroni
- Skupina 14: 4 valenčni elektroni
- Skupina 15: 5 valentnih elektronov
- Skupina 16: 6 valentnih elektronov
- Skupina 17: 7 valentnih elektronov
- Skupina 18: 8 valentnih elektronov (razen helija z 2 valentnima elektronoma)
- V primeru ogljika, ker je ogljik v skupini 14, bi lahko rekli, da ga ima ogljikov atom štirje valenčni elektroni.
oglas

S prehodno kovino

Določite element v območju od skupine 3 do skupine 12. Kot smo že omenili, se elementi v skupinah od 3 do 12 imenujejo "prehodne kovine" in ko gre za valenčne elektrone, imajo ti drugačne lastnosti kot ostali. V tem poglavju bomo izvedeli, zakaj atomom prehodnih kovin pogosto ni mogoče dodeliti valentnih elektronov.
- V tem odseku za primer vzamemo element Tantan (Ta), katerega atomsko število je 73. Naslednji koraki bodo pomagali določiti število valentnih elektronov elementa.
- Upoštevajte, da tudi elementi treh družin lantanov in aktinij (znani tudi kot "redke zemeljske kovine") spadajo v skupino prehodnih kovin - ti dve skupini elementov sta običajno navedeni pod periodnim sistemom. glava z lantanom in aktiniji.
Valentni elektroni v prehodnih kovinah niso enaki "običajnim" valenčnim elektronom. Da bi razumeli, zakaj prehodne kovine dejansko ne delujejo tako kot drugi elementi periodnega sistema, moramo vedeti nekaj o tem, kako elektroni delujejo v atomu, kot je razloženo spodaj. , ali pa lahko ta korak preskočite.
- Ko elektrone vstavimo v atom, so razporejeni v različne "orbitale" - različna območja okoli jedra. Skratka, valentni elektroni so elektroni, ki se nahajajo v najbolj oddaljeni orbitali - z drugimi besedami, zadnji elektroni, dodani atomu.
- Podrobna razlaga orbitale je morda nekoliko zapletena, če v podrazred dodamo elektrone d atomske lupine prehodne kovine (glej spodaj) se bo prvi od teh elektronov obnašal kot običajni valenčni elektroni, potem pa se lahko njihove lastnosti spremenijo, podvojijo ko lahko elektroni iz drugih orbital delujejo kot valentni elektroni. Se pravi, da ima lahko atom več valentnih elektronov, odvisno od primera.
- Več o tem lahko izveste na spletnem mestu valenčnih elektronov Clackamas Community College.
Določite število valentnih elektronov na podlagi številke skupine. Kot je navedeno zgoraj za neprehodne kovine, lahko številka skupine v periodnem sistemu pomaga določiti število valentnih elektronov. Vendar ni natančne formule za določitev natančnega števila valentnih elektronov prehodne kovine - v tem primeru število valentnih elektronov elementa ni na fiksni vrednosti, številu stvari. samoskupine lahko povedo le relativno število valentnih elektronov. Podrobnosti:
- Skupina 3: 3 valentni elektroni
- Skupine 4: 2 do 4 valentnih elektronov
- Skupina 5: 2 do 5 valentnih elektronov
- Skupina 6: 2 do 6 valentnih elektronov
- Skupine 7: 2 do 7 valentnih elektronov
- Skupine 8: 2 do 3 valentnih elektronov
- Skupine 9: 2 do 3 valenčni elektroni
- Skupine 10: 2 do 3 valentnih elektronov
- Skupine 11: 1 do 2 valentna elektrona
- 12. skupina: 2 valentna elektrona
- Ob zgledu elementa Tanta (Ta) iz skupine 5 lahko rečemo, da ta element ima od 2 do 5 valentnih elektronov, odvisno od primera.
oglas

2. del 2: Poiščite število valentnih elektronov glede na konfiguracijo elektronov

Naučite se brati elektronsko konfiguracijo. Na podlagi elektronske konfiguracije elementa lahko določimo tudi število valentnih elektronov tega elementa. Konfiguracija elektronov se zdi zapletena, vendar je to le način, kako predstaviti orbitale elementa v obliki črk in številk, ko enkrat razumete zakon, razumevanje konfiguracije elektronov ni težko.
- Razmislite o primeru elektronske konfiguracije natrija (Na):
  1s2s2p3s
- Če ste pozorni, boste opazili, da je elektronska konfiguracija le niz ponovitev:
  (številka) (beseda) (številka) (beseda) ...
- ... in tako naprej. Skupina (številka) (beseda) prvi je ime orbite in označuje število elektronov v tej orbitali.
- V našem primeru lahko rečemo, da natrij to počne 2 elektrona v 1s orbitali, 2 elektrona v 2s orbitali, 6 elektronov v 2p orbitali in 1 elektron v 3 3s orbitali. Skupaj je 11 elektronov - atomsko število natrija je prav tako 11.
Poiščite elektronsko konfiguracijo elementa, ki ga gledate. Ko poznate elektronsko konfiguracijo elementa, iskanje elektronske konfiguracije tega elementa ni težko (razen v primeru prehodnih kovin). Če je v vprašanju, ki ga morate rešiti, na voljo elektronska konfiguracija, lahko ta korak preskočite. Če želite najti elektronsko konfiguracijo, nadaljujte z naslednjimi koraki:
- Popolna elektronska konfiguracija elementa ununocti (Uuo), atomsko število 118, je:
  1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
- Ko imate tako popolno elektronsko konfiguracijo, da poiščete elektronsko konfiguracijo drugega elementa, morate samo napolniti orbitale z elektroni, začenši s prvo orbitalo, dokler število elektronov ne izgine. Sliši se zapleteno, toda ko gre za to, je razmeroma enostavno. Če bi na primer želeli napisati popolno elektronsko konfiguracijo klora (Cl), elementa 17, to je, da ima atom tega elementa 17 elektronov, bi izpolnili naslednje:
  1s2s2p3s3p
- Upoštevajte, da skupno število elektronov v elektronski konfiguraciji kar ustreza 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Številko morate spremeniti le na zadnji orbitali - ostalo ostane enako, ker je skoraj predzadnja orbitala polna. elektrona.
- Preberite več o tem, kako napisati elektronsko konfiguracijo elementa.
Dodelite elektrone orbitalam v skladu z osmim pravilom. Ko atomu dodamo elektrone, jih razvrstimo v orbitale v zgoraj navedenem vrstnem redu - prva dva elektrona se postavita v 1s orbitalo, naslednja dva elektrona v 2s orbitalo, naslednjih šest elektronov pa v orbitalo 2p, to storite, dokler se elektron ne postavi v ustrezno orbitalo. Ko upoštevamo atome neprehodnih elementov, lahko rečemo, da bodo te orbitale okoli jedra tvorile "plasti", v katerih bo zadnja plast bolj oddaljena od jedra kot tista pred njim. Poleg prve orbitalne plasti, ki lahko vsebuje le do dva elektrona, lahko vse nadaljnje orbitalne plasti zadržijo do osem elektronov (razen v primeru prehodnih kovin). To pravilo se imenuje Osemkratno pravilo.
- Na primer, upoštevajte element Bo (B). Atomsko število tega elementa je 5, zato imamo elektronsko konfiguracijo tega elementa na naslednji način: 1s2s2p. Ker prva orbitalna lupina vsebuje le 2 elektrona, je mogoče ugotoviti, da ima Bo dve orbitalni plasti: prvo, ki je sestavljena iz 2 elektronov na 1s orbitali in drugo s tremi elektroni, razporejenimi v 2s in 2p orbitali. .
- Za drug primer bi imel element, podoben kloru, tri plasti: plast dveh elektronov v orbiti 1s, plast dveh elektronov v orbiti 2s in šest elektronov v orbiti 2p in zunanja plast dveh elektronov v orbiti 3s. in pet elektronov v 3p orbitali.
Poiščite število elektronov v najbolj oddaljeni plasti. Po določitvi elektronske konfiguracije sloje tega elementa že poznamo, zato lahko ugotovimo število valentnih elektronov z določitvijo števila elektronov v najbolj oddaljeni plasti atomske elektronske lupine. Če je najbolj zunanja plast polna (tj. Že ima skupno osem elektronov ali za prvo plast 2 elektrona), potem se ta element imenuje inerten element in skoraj ni vključen v kemične reakcije. Vendar to pravilo ne velja za prehodne kovine.
- Na primer Bo, ker ima Bo v drugi plasti tri elektrone, tudi najbolj zunanjo plast, zato lahko rečemo, da ima element Bo oče valenčni elektroni.
Uporabite številko vrstice v periodnem sistemu kot skrajšani način določanja števila orbitalnih slojev. Kliče se vodoravna vrstica na periodnem sistemu "cikel" elementov. Začenši s prvo vrstico, vsak cikel ustreza "številu elektronskih plasti" elementov v istem obdobju. Zato lahko s točko hitro določite število valentnih elektronov elementa - samo štejete število elektronov od leve proti desni od prvega elementa tega obdobja. Še enkrat opozorimo, da to ne velja za prehodne kovine.
- Na primer, ker selen spada v 4. cikel, lahko ugotovimo, da ima element v atomski lupini štiri elektronske plasti. Ker je to, od leve proti desni, to je šesti element v ciklu 4 (brez prehodne kovine), lahko rečemo, da ima četrta lupina selena šest elektronov, tj. šest valentnih elektronov.
oglas

Nasvet

Upoštevajte, da lahko elektronsko konfiguracijo na kratko zapišemo z uporabo redkih plinov (elementi skupine 18) namesto orbital na vrhu konfiguracije. Na primer, elektronsko konfiguracijo natrija lahko zapišemo kot 3s1 - to pomeni, da je elektronska konfiguracija natrija enaka neonski, toda v orbiti 3s je dodaten elektron.
Prehodne kovine imajo lahko nepopolne valenčne podrazrede. Za natančno določitev valentnega števila prehodne kovine je treba uporabiti zapletena kvantna načela, ki jih ta članek ne zajema.
Prav tako je pomembno omeniti, da je periodni sistem kemičnih elementov v različnih državah lahko različen. Prepričajte se, da uporabljate skupno periodno tabelo, kjer živite, da ne pride do zmede.