Jak najít elektrony ve Valencii: 12 kroků

Obsah:

Jak najít elektrony ve Valencii: 12 kroků
Jak najít elektrony ve Valencii: 12 kroků

Video: Jak najít elektrony ve Valencii: 12 kroků

Video: Jak najít elektrony ve Valencii: 12 kroků
Video: Jak najít střed kruhu 2024, Březen
Anonim

V chemii jsou valenční elektrony ty, které se nacházejí v nejvzdálenějším elektronickém obalu prvku. Vědět, jak zjistit počet valenčních elektronů pro konkrétní atom, je pro chemiky důležitá dovednost, protože tyto informace určují typ chemických vazeb, které atom může tvořit. Naštěstí k nalezení tohoto čísla potřebujete pouze standardní periodickou tabulku.

kroky

Část 1 ze 2: Hledání valenčních elektronů s periodickou tabulkou

nepřechodné kovy

Najděte Valence Electrons Krok 1
Najděte Valence Electrons Krok 1

Krok 1. Najděte periodickou tabulku

Je to tabulka roztříděná podle barev a složená z několika různých čtverců, které uvádějí všechny chemické prvky známé lidstvu. Odhalí mnoho informací o prvcích a některé z nich použijeme ke stanovení počtu valenčních elektronů v atomu, který zkoumáme. Tyto tabulky lze často nalézt na vnitřní straně obálek knih z chemie. K dispozici je zde také vynikající interaktivní tabulka online.

Najděte Valence Electrons Krok 2
Najděte Valence Electrons Krok 2

Krok 2. Označte každý sloupec 1 až 18

Obecně platí, že v periodické tabulce budou mít všechny prvky ve stejném svislém sloupci stejný počet valenčních elektronů. Pokud tabulka neobsahuje očíslované sloupce, zadejte každému sloupci číslo začínající 1 zcela vlevo a 18 zcela vpravo. Vědecky se sloupcům říká "skupiny" prvků.

Pokud například pracujeme s tabulkou, ve které nejsou skupiny očíslovány, budeme psát 1 pro vodík (H), 2 pro beryllium (Be) a tak dále, dokud neskončíme s 18 pro helium (He)

Najděte Valence Electrons Krok 3
Najděte Valence Electrons Krok 3

Krok 3. Najděte příslušný prvek v tabulce

K tomu můžete použít chemický symbol (písmena v každém poli), atomové číslo (číslo v levém horním rohu každého pole) nebo jiné dostupné informace.

  • Najděte například počet valenčních elektronů známého prvku: o uhlík (C), jehož atomové číslo je 6. Nachází se v horní části skupiny 14. V dalším kroku najdeme jeho valenční elektrony.
  • V tomto podsekci budeme ignorovat přechodové kovy, což jsou prvky obdélníkového bloku tvořeného skupinami 3 až 12. Tyto prvky se od ostatních trochu liší, takže kroky v tomto pododdílu se na ně nebudou vztahovat. Podívejte se, jak se s těmito prvky vypořádat v níže uvedeném podsekci.
Najděte Valence Electrons Krok 4
Najděte Valence Electrons Krok 4

Krok 4. Pomocí čísel skupin určete počet valenčních elektronů

Pomocí skupinového čísla nepřechodného kovu můžete zjistit, kolik valenčních elektronů má atom tohoto prvku. THE jednotka čísel skupiny je počet valenčních elektronů atomu těchto prvků. Jinými slovy:

  • Skupina 1: 1 valenční elektron.
  • Skupina 2: 2 valenční elektrony.
  • Skupina 13: 3 valenční elektrony.
  • Skupina 14: 4 valenční elektrony.
  • Skupina 15: 5 valenčních elektronů.
  • Skupina 16: 6 valenčních elektronů.
  • Skupina 17: 7 valenčních elektronů.
  • Skupina 18: 8 valenčních elektronů (kromě helia, které má 2).
  • V našem případě, protože uhlík je ve skupině 14, můžeme říci, že atom uhlíku má čtyři valenční elektrony.

přechodové kovy

Najděte Valence Electrons Krok 5
Najděte Valence Electrons Krok 5

Krok 1. Najděte prvek ze skupin 3 až 12

Jak bylo uvedeno výše, prvky ve skupinách 3 až 12 se nazývají „přechodové kovy“a pokud jde o valenční elektrony, chovají se odlišně od ostatních prvků. V této části vysvětlíme, jak do určité míry obecně není možné přiřadit těmto atomům valenční elektrony.

  • Jako příklad použijme Tantalus (Ta), prvek 73. V dalších krocích najdeme nebo se pokusíme najít jeho valenční elektrony.
  • Přechodové kovy zahrnují řadu lanthanidů a aktinidů (také nazývané „kovy vzácných zemin“), dvě řady, které jsou obvykle umístěny pod zbytkem tabulky a které začínají lanthanem a aktiniem. Všechny tyto prvky patří do skupina 3 periodické tabulky.
Najděte Valence Electrons Krok 6
Najděte Valence Electrons Krok 6

Krok 2. Pochopte, že přechodové kovy nemají „tradiční“valenční elektrony

Pochopení toho, proč přechodové kovy „nefungují“jako zbytek periodické tabulky, vyžaduje stručné vysvětlení chování elektronů v atomech. Rychlé shrnutí naleznete níže nebo tento krok přeskočte, abyste získali odpovědi.

  • Když jsou elektrony přidány k atomu, jsou distribuovány do různých „orbitálů“, což jsou v podstatě různé oblasti kolem atomu, kde se elektrony shromažďují. Obecně platí, že valenční elektrony jsou elektrony z nejvzdálenějšího obalu, tj. Poslední přidané.
  • Z důvodů příliš složitých na vysvětlení zde, když jsou elektrony přidány do nejvzdálenějšího d-pláště přechodového kovu (viz níže), první, které vstoupí, mají tendenci se chovat jako normální valenční elektrony, ale poté už tak nepůsobí. tvar a elektrony z jiných orbitálních skořepin někdy místo toho fungují jako valenční elektrony. To znamená, že atom může mít mnoho čísel valenčních elektronů, v závislosti na tom, jak je manipulováno.
  • Podrobnější vysvětlení v angličtině najdete na stránce vynikajících valenčních elektronů Clackamas Community College.
Najděte Valence Electrons Krok 7
Najděte Valence Electrons Krok 7

Krok 3. Najděte počet valenčních elektronů podle čísla skupiny

Skupinové číslo prvku, který zkoumáte, může opět říci jeho valenční elektrony. U přechodných kovů však neexistuje žádný vzorec, který byste mohli sledovat, protože číslo skupiny obvykle odpovídá rozsahu možných čísel valenčních elektronů. Tyto jsou:

  • Skupina 3: 3 valenční elektrony.
  • Skupina 4: 2 až 4 valenční elektrony.
  • Skupina 5: 2 až 5 valenčních elektronů.
  • Skupina 6: 2 až 6 valenčních elektronů.
  • Skupina 7: 2 až 7 valenčních elektronů.
  • Skupina 8: 2 nebo 3 valenční elektrony.
  • Skupina 9: 2 nebo 3 valenční elektrony.
  • Skupina 10: 2 nebo 3 valenční elektrony.
  • Skupina 11: 1 nebo 2 valenční elektrony.
  • Skupina 12: 2 valenční elektrony.
  • V našem příkladu, protože Tantalos je ve skupině 5, můžeme říci, že má mezi dva a pět valenčních elektronů, podle situace.

Část 2 ze 2: Hledání valenčních elektronů s elektronovou konfigurací

Najděte Valence Electrons Krok 8
Najděte Valence Electrons Krok 8

Krok 1. Naučte se číst elektronickou konfiguraci

Toto je další způsob, jak najít valenční elektrony prvku. Zpočátku se to může zdát komplikované, ale obvykle je to jen způsob, jak reprezentovat elektronové orbitaly v atomu pomocí písmen a číslic, a je snadné to pochopit, jakmile víte, na co se díváte.

  • Podívejme se například na konfiguraci prvku sodíku (Na):

    1 s22 s22 str63 s1
  • Všimněte si, že tato elektronická konfigurace je jen opakovaný řádek, který vypadá takto:

    (číslo) (písmeno)(vysoké číslo)(číslo) (písmeno)(vysoké číslo)
  • … a tak dále. první blok (číslo) (písmeno) je název elektronického orbitálu a (vysoké číslo) je počet elektronů v tomto orbitálu. A je to!
  • V našem příkladu bychom tedy řekli, že sodík má 2 elektrony v 1 s orbitálu, většina 2 elektrony na 2s oběžné dráze, většina 6 elektronů v 2p orbitálu, většina 1 elektron na 3s orbitálu. Celkem existuje 11 elektronů. Sodík je prvek #11, takže to dává smysl.
Najděte Valence Electrons, krok 9
Najděte Valence Electrons, krok 9

Krok 2. Najděte elektronickou konfiguraci zkoumaného prvku

Jakmile znáte elektronovou konfiguraci prvku, je nalezení počtu jeho valenčních elektronů docela jednoduché (samozřejmě kromě přechodných kovů). Pokud obdržíte konfiguraci, můžete rovnou přejít k dalšímu kroku. Pokud to potřebujete najít, podívejte se níže:

  • Následuje kompletní elektronická konfigurace pro Ununoctio (Uuo), prvek 118:

    1 s22 s22 str63 s23p64 s23d104 str65 s24d105 str66 s24f145 d106 str67 s25f146d107 str6
  • Nyní, když to máte, vše, co musíte udělat, abyste našli elektronovou konfiguraci jiného atomu, je vyplnit tento vzor od nuly, dokud nedojdou elektrony. Je to jednodušší, než to zní. Pokud například chceme vytvořit orbitální diagram chloru (Cl), prvku se 17 elektrony, provedeme následující:

    1 s22 s22 str63 s23p5
  • Všimněte si, že součet elektronů se rovná 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Stačí změnit číslo konečného orbitálu; zbytek bude stejný, protože předchozí orbitaly budou zcela plné.
  • Chcete -li se dozvědět více o elektronické konfiguraci, přečtěte si také tento článek.
Najděte Valence Electrons Krok 10
Najděte Valence Electrons Krok 10

Krok 3. Umístěte elektrony do orbitálních skořepin pomocí pravidla Octet

Jak jsou elektrony přidávány k jakémukoli atomu, vstupují do různých orbitálů v pořadí uvedeném výše: první dva zadávají 1 s, další dva zadávají 2 s, dalších šest zadává 2 p atd. Když máme co do činění s atomy, které nejsou přechodnými kovy, říkáme, že tyto orbitaly tvoří vrstvy kolem atomu, přičemž každá následující vrstva je od sebe dále než ty předchozí. Kromě prvního obalu, který může mít pouze 2 elektrony, může mít každý až 8 elektronů (kromě opět v případě přechodových kovů). toto je volání Pravidlo oktetu.

  • Řekněme například, že se díváme na prvek Boro (B). Protože jeho atomové číslo je pět, víme, že má 5 elektronů a že jeho elektronová konfigurace je následující: 1 s22 s22 str1. Protože první orbitální obal má pouze 2 elektrony, víme, že Boron má dva pláště: jeden se dvěma 1s elektrony a jeden se třemi elektrony z orbitálů 2s a 2p.
  • Jako další příklad bude mít prvek jako chlor tři orbitální obaly: jeden se dvěma 1s elektrony, jeden se dvěma 2s elektrony a šesti 2p elektrony a jeden se dvěma 3s elektrony a pěti 3p elektrony.
Najděte Valence Electrons Krok 11
Najděte Valence Electrons Krok 11

Krok 4. Najděte počet elektronů v nejvzdálenějším obalu

Nyní, když znáte elektronové obaly vašeho prvku, je nalezení valenčních elektronů snadné: stačí použít počet elektronů v nejvzdálenějším obalu. Pokud je tento obal plný (tj. Pokud má osm elektronů nebo v případě prvního obalu 2), je prvek inertní a nebude snadno reagovat s ostatními. Opět však pravidla na přechodové kovy neplatí tak dobře.

Pokud například pracujeme s Boronem, protože ve druhém obalu jsou tři elektrony, můžeme říci, že tento prvek má tři valenční elektrony.

Najděte Valence Electrons Krok 12
Najděte Valence Electrons Krok 12

Krok 5. Použijte řádky tabulky jako zkratky pro orbitální vrstvu

Nazývají se horizontální čáry periodické tabulky období prvků. Počínaje nahoře, každé období odpovídá počtu elektronových obalů, které mají atomy v dané řadě. Tyto informace můžete použít jako zkratku k určení počtu valenčních elektronů v prvku. Při počítání elektronů začněte na levé straně tečky. Při použití této metody opět ignorujte přechodové kovy.

Například víme, že prvek selen má čtyři orbitální vrstvy, protože je ve čtvrtém období. Protože se jedná o šestý prvek zleva v tomto období (ignorování přechodových kovů), víme, že vnější čtvrtý obal má šest elektronů, a proto má selen šest valenčních elektronů.

Tipy

  • Všimněte si toho, že elektronické konfigurace lze zapisovat v souhrnné formě pomocí vzácných plynů (prvky skupiny 18), aby sloužily jako orbitaly na začátku konfigurace. Například elektronovou konfiguraci sodíku lze zapsat jako [Ne] 3s1. V podstatě je to stejné jako neon, ale s extra prvkem na orbitálu 3s.
  • Přechodné kovy mohou mít neúplně vyplněné valenční subshell. Stanovení přesného počtu valenčních elektronů v těchto kovech zahrnuje principy kvantové teorie, které přesahují rámec tohoto článku.
  • Uvědomte si, že periodické tabulky se v jednotlivých zemích liší, proto se ujistěte, že používáte správnou tabulku, abyste předešli nejasnostem.

Doporučuje: