Inhoud

• Stappen
• Advies
• Wat je nodig hebt

In de chemie, valentie-elektronen zijn elektronen die zich in de buitenste laag van de elektronenschil van een element bevinden. Het bepalen van het aantal valentie-elektronen van een element is een belangrijke techniek in de chemie, omdat deze informatie zal helpen bij het bepalen van de soorten bindingen die dat element kan vormen. Het bepalen van het aantal valentie-elektronen kan eenvoudig worden gedaan met het periodiek systeem van chemische elementen.

Stappen

Deel 1 van 2: Zoek het aantal valentie-elektronen met behulp van het periodiek systeem

Met niet-overgangsmetaal

1. 

   Houd er een klaar periodiek systeem chemische elementen. Het periodiek systeem der elementen (afgekort het periodiek systeem) is een kleurgecodeerde meercellige tabel die alle bekende elementen opsomt, evenals wat essentiële informatie over die elementen. Op basis van de beschikbare informatie in het periodiek systeem kunnen we het aantal valentie-elektronen bepalen van het element dat we onderzoeken. Het periodiek systeem wordt meestal aan een leerboek gehecht. U kunt ook verwijzen naar dit bestaande interactieve periodiek systeem.

2. 

   
   
   Nummer elke kolom in het periodiek systeem van 1 tot 18. Gewoonlijk hebben in het periodiek systeem alle elementen in dezelfde kolom hetzelfde aantal valentie-elektronen. Als uw periodiek systeem nog geen kolommen heeft genummerd, doe het dan zelf door 1 tot en met 18 verticaal van links naar rechts te nummeren. Wetenschappelijk wordt elke kolom in het periodiek systeem één genoemd "groep".
   • Voor een ongetekend periodiek systeem zouden we bijvoorbeeld nummer 1 boven het element waterstof (H), het nummer 2 boven het element Beri (Be) en hetzelfde doen tot 18 boven Helium (He ).

3. 

   
   
   Bepaal de positie van het betreffende element. Bepaal in deze stap de positie van het element waarnaar u kijkt op het periodiek systeem. U kunt de positie van een element vinden op basis van het chemische symbool (letter in elke cel), atoomnummer (het nummer in de linkerbovenhoek van elke cel) of op basis van informatie berichten zijn beschikbaar op het periodiek systeem.
   • We moeten bijvoorbeeld het aantal valentie-elektronen van het element vinden Koolstof (C). Het atoomnummer van het element is 6. Het koolstofatoom zit in het bovenste deel van de elementen van groep 14. In de volgende stap gaan we het aantal valentie-elektronen van dit element bepalen.
   • In deze sectie zullen we Transition Metals negeren, dwz elementen in het bereik van groepen 3 tot 12. Deze overgangsmetalen verschillen enigszins van de rest, dus de stappen zijn De instructies in deze sectie zijn niet van toepassing op dergelijke metalen. We zullen later in het artikel naar deze groepen elementen kijken.

4. 

   
   
   Gebruik het groepsnummer om het aantal valentie-elektronen te bepalen. Het groepsnummer van een niet-overgangsmetaal kan worden gebruikt om het aantal valentie-elektronen in het atoom van dat element te berekenen. De "eenheidsrij van groepsnummer" is het aantal valentie-elektronen dat aanwezig is in de atomen van de elementen van die groep. Met andere woorden:
   • Groep 1: 1 valentie-elektron
   • Groep 2: 2 valentie-elektronen
   • Groep 13: 3 valentie-elektronen
   • Groep 14: 4 valentie-elektronen
   • Groep 15: 5 valentie-elektronen
   • Groep 16: 6 valentie-elektronen
   • Groep 17: 7 valentie-elektronen
   • Groep 18: 8 valentie-elektronen (behalve helium met 2 valentie-elektronen)
   • In het koolstofvoorbeeld, aangezien de koolstof zich in groep 14 bevindt, zouden we kunnen zeggen dat een koolstofatoom heeft vier valentie-elektronen.
   advertentie

Met overgangsmetaal

1. 

   Identificeer een element in het bereik van Groep 3 tot Groep 12. Zoals hierboven vermeld, worden de elementen in de groepen 3 t / m 12 "overgangsmetalen" genoemd en als het om valentie-elektronen gaat, hebben deze andere eigenschappen dan de rest. In deze sectie zullen we leren waarom het vaak niet mogelijk is om valentie-elektronen toe te wijzen aan de atomen van overgangsmetalen.
   • In deze paragraaf nemen we het element Tantan (Ta) waarvan het atoomnummer 73 is als voorbeeld. De volgende stappen zullen helpen bij het bepalen van het aantal valentie-elektronen van het element.
   • Merk op dat de elementen van de 3 familie lantanen en actinium (ook bekend als de "zeldzame aardmetalen") ook tot de groep van overgangsmetalen behoren - deze twee groepen elementen worden gewoonlijk vermeld onder het periodiek systeem. hoofd met lantan en actini.

2. 

   Valentie-elektronen in overgangsmetalen zijn niet hetzelfde als 'normale' valentie-elektronen '. Om te begrijpen waarom overgangsmetalen niet echt `` werken '' zoals andere elementen op het periodiek systeem, moeten we een klein beetje weten over hoe elektronen in het atoom werken, zoals hieronder wordt uitgelegd. , of u kunt deze stap overslaan.
   • Wanneer elektronen in een atoom worden ingebracht, worden ze in verschillende "orbitalen" gerangschikt - verschillende gebieden rond de kern. Kort gezegd, valentie-elektronen zijn de elektronen die zich in de buitenste orbitaal bevinden - met andere woorden, de laatste elektronen die aan het atoom zijn toegevoegd.
   • Het in detail uitleggen van de orbitaal is misschien wat ingewikkeld, wanneer elektronen aan de subklasse worden toegevoegd d van de atoomschil van het overgangsmetaal (zie hieronder), gedragen de eerste van deze elektronen zich als normale valentie-elektronen, maar dan kunnen hun eigenschappen veranderen, verdubbelen wanneer elektronen uit andere orbitalen kunnen fungeren als valentie-elektronen. Dat wil zeggen dat een atoom meerdere valentie-elektronen kan hebben, afhankelijk van het geval.
   • U kunt hier meer over leren op de valentie-elektronensite van Clackamas Community College.

3. 

   Bepaal het aantal valentie-elektronen op basis van het groepsnummer. Zoals hierboven opgemerkt voor niet-overgangsmetalen, kan het groepsnummer op het periodiek systeem helpen bij het bepalen van het aantal valentie-elektronen. Er is echter geen definitieve formule om het exacte aantal valentie-elektronen van het overgangsmetaal te bepalen - in dit geval is het aantal valentie-elektronen van een element niet op een vaste waarde, het aantal dingen. zelfgroepen kunnen alleen een relatief aantal valentie-elektronen vertellen. Detail:
   • Groep 3: 3 valentie-elektronen
   • Groepen van 4: 2 tot 4 valentie-elektronen
   • Groep 5: 2 tot 5 valentie-elektronen
   • Groep 6: 2 tot 6 valentie-elektronen
   • Groepen 7: 2 tot 7 valentie-elektronen
   • Groepen van 8: 2 tot 3 valentie-elektronen
   • Groepen 9: 2 tot 3 valentie-elektronen
   • Groepen van 10: 2 tot 3 valentie-elektronen
   • Groepen 11: 1 tot 2 valentie-elektronen
   • Groep 12: 2 valentie-elektronen
   • Als we het voorbeeld nemen van het element Tanta (Ta) van groep 5, kunnen we zeggen dat dit element heeft van 2 tot 5 valentie-elektronen, afhankelijk van het geval.
   advertentie

Deel 2 van 2: Zoek het aantal valentie-elektronen op basis van de elektronenconfiguratie

1. 

   Leer hoe u de elektronenconfiguratie kunt lezen. Op basis van de elektronenconfiguratie van een element kunnen we ook het aantal valentie-elektronen van dat element bepalen. Elektronenconfiguratie ziet er ingewikkeld uit, maar het is gewoon hoe de orbitalen van een element in de vorm van letters en cijfers moeten worden weergegeven, als je eenmaal de wet hebt begrepen, is het begrijpen van de elektronenconfiguratie niet moeilijk.
   • Beschouw een voorbeeld van een elektronenconfiguratie van natrium (Na):

     1s2s2p3s

   • Als je oplet, zul je zien dat de elektronenconfiguratie slechts een reeks herhalingen is:

     (nummer) (woord) (nummer) (woord) ...

   • ... enzovoorts. Groep (nummer) (woord) de eerste is de naam van de orbitaal en geeft het aantal elektronen in die orbitaal aan.
   • Dus in ons geval kunnen we zeggen dat natrium dat wel doet 2 elektronen in de 1s-orbitaal, 2 elektronen in de 2s-orbitaal, 6 elektronen in de 2p-orbitaal en 1 elektron in 3 3s orbitaal. Er zijn in totaal 11 elektronen - het atoomnummer van natrium is ook 11.

2. 

   Zoek de elektronenconfiguratie van het element waarnaar u kijkt. Als je eenmaal de elektronenconfiguratie van een element kent, is het niet moeilijk om de elektronenconfiguratie van dat element te vinden (behalve in het geval van overgangsmetalen). Als de elektronenconfiguratie beschikbaar is in de vraag die u moet oplossen, kunt u deze stap overslaan. Als u de elektronenconfiguratie moet vinden, gaat u verder met de volgende stappen:
   • De volledige elektronenconfiguratie van het element ununocti (Uuo), het atoomnummer 118 is:

     1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

   • Als je eenmaal zo'n complete elektronenconfiguratie hebt, hoef je alleen de orbitalen te vullen met elektronen, te beginnen met de eerste orbitaal, om de elektronenconfiguratie van een ander element te vinden, totdat het aantal elektronen op is om te vullen. Het klinkt ingewikkeld, maar als het erop aankomt, is het relatief eenvoudig. Als we bijvoorbeeld de volledige elektronenconfiguratie willen schrijven van chloor (Cl), element 17, dat wil zeggen, het atoom van dit element heeft 17 elektronen, dan zouden we het volgende invullen:

     1s2s2p3s3p

   • Merk op dat het totale aantal elektronen in elektronenconfiguratie precies goed past 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Je hoeft alleen het aantal op de laatste orbitaal te veranderen - de rest blijft hetzelfde omdat de bijna voorlaatste orbitaal vol is. elektron.
   • Meer informatie over het schrijven van de elektronenconfiguratie van een element.

3. 

   
   
   Wijs elektronen toe aan orbitalen volgens de Achtste Regel. Wanneer elektronen aan een atoom worden toegevoegd, worden ze in orbitalen gesorteerd in de bovenstaande volgorde - de eerste twee elektronen worden in de 1s-orbitaal geplaatst, de volgende twee elektronen in de 2s-orbitaal, de volgende zes elektronen worden in de orbitaal geplaatst. 2p, doe dit totdat het elektron in de overeenkomstige orbitaal is geplaatst. Wanneer we de atomen van niet-overgangselementen beschouwen, kunnen we zeggen dat deze orbitalen "lagen" rond de kern zullen vormen, waarbij de achterste laag verder van de kern verwijderd is dan de vorige. Naast de eerste orbitale laag die maximaal twee elektronen kan bevatten, kunnen alle volgende orbitale lagen maximaal acht elektronen bevatten (behalve in het geval van overgangsmetalen). Deze regel wordt genoemd De Achtvoudige Regel.
   • Beschouw bijvoorbeeld het element Bo (B). Het atoomnummer van dit element is 5, dus we hebben de elektronenconfiguratie van dit element als volgt: 1s2s2p. Omdat de eerste orbitale schil slechts 2 elektronen bevat, is het mogelijk om te bepalen dat Bo twee orbitale lagen heeft: de eerste bestaat uit 2 elektronen op de 1s-orbitaal en de tweede met drie elektronen verdeeld over de 2s en 2p-orbitalen. .
   • Een ander voorbeeld: een element dat lijkt op chloor zou drie lagen hebben: een laag van twee elektronen in de 1s-orbitaal, een laag van twee elektronen in de 2s-orbitaal en zes elektronen in de 2p-orbitaal, en een buitenste laag van twee elektronen in de 3-orbitaal. en vijf elektronen in een 3p-orbitaal.

4. 

   
   
   Zoek het aantal elektronen in de buitenste laag. Als de elektronenconfiguratie eenmaal is bepaald, kennen we de lagen van dat element al. Het aantal valentie-elektronen kan worden gevonden door het aantal elektronen in de buitenste laag van de atomaire elektronenschil te bepalen. Als de buitenste laag vol is (dus al met in totaal acht elektronen, of voor de eerste laag 2 elektronen) dan wordt dat element een inert element genoemd en is het nauwelijks betrokken bij chemische reacties. Deze regel is echter niet van toepassing op overgangsmetalen.
   • Bijvoorbeeld Bo, aangezien Bo drie elektronen heeft in de tweede laag, ook de buitenste laag, kunnen we dus zeggen dat element Bo heeft vader valentie-elektronen.

5. 

   
   
   Gebruik het rijnummer op het periodiek systeem als een verkorte manier om het aantal orbitale lagen te bepalen. De horizontale rij op het periodiek systeem wordt genoemd "fiets" van de elementen. Beginnend vanaf de eerste rij komt elke cyclus overeen met het 'aantal elektronenlagen' van de elementen in dezelfde periode. Daarom kun je de periode gebruiken om snel het aantal valentie-elektronen van een element te bepalen - je telt gewoon het aantal elektronen op volgorde van links naar rechts vanaf het eerste element van die periode. Merk nogmaals op dat dit niet van toepassing is op overgangsmetalen.
   • Omdat selenium bijvoorbeeld tot cyclus 4 behoort, kan worden vastgesteld dat het element vier elektronenlagen in de atomaire schaal heeft. Omdat dit van links naar rechts het zesde element is in cyclus 4 (exclusief het overgangsmetaal), kunnen we zeggen dat de vierde schil van selenium zes elektronen heeft, d.w.z. dit element heeft zes valentie-elektronen.
   advertentie

Advies

• Merk op dat de elektronenconfiguratie kort kan worden geschreven met behulp van edelgassen (elementen van groep 18) in plaats van orbitalen bovenaan de configuratie. De elektronenconfiguratie van natrium kan bijvoorbeeld worden geschreven als 3s1 - dat wil zeggen, de elektronenconfiguratie van natrium is dezelfde als die van Neon, maar er is een extra elektron in de 3s-orbitaal.
• Overgangsmetalen kunnen onvolledige valentiesubklassen hebben. Om het valentiegetal van het overgangsmetaal nauwkeurig te bepalen, is het nodig om complexe kwantumprincipes toe te passen die niet in dit artikel worden behandeld.
• Het is ook belangrijk op te merken dat het periodiek systeem van chemische elementen in verschillende landen kan verschillen. Zorg er dus voor dat u het gemeenschappelijke periodiek systeem gebruikt waar u woont om verwarring te voorkomen.

Wat je nodig hebt

• Periodiek systeem van chemische elementen
• Potlood
• Papier