Валентная оболочка является тот , чьи электроны ответственны за химические свойства элемента. Электроны в этой оболочке взаимодействуют с электронами соседнего атома, образуя ковалентные связи (AB); и если они мигрируют от одного атома к другому, более электроотрицательные, ионные связи (A + B–).
Этот слой определяется главным квантовым числом n, которое, в свою очередь, указывает период, когда элемент находится в периодической таблице. В то время как групповое упорядочение зависит от количества электронов, вращающихся в валентной оболочке. Таким образом, при n, равном 2, он может занимать восемь электронов: восемь групп (1-8).
Источник: Габриэль Боливар
Изображение выше иллюстрирует значение валентного слоя. Черная точка в центре атома - это ядро, а остальные концентрические круги - это электронные оболочки, определяемые n.
Сколько слоев у этого атома? Каждый из них имеет свой цвет, а поскольку их четыре, то у атома четыре слоя (n = 4). Также обратите внимание, что цвет ухудшается по мере увеличения расстояния от слоя до сердцевины. Валентный слой - это самый дальний от ядра слой: тот, который имеет самый светлый цвет.
Что такое валентный слой?
Согласно изображению, валентная оболочка - это не что иное, как последние орбитали атома, занятые электронами. В голубой оболочке для n = 4 имеется серия из 4s, 4p, 4d и 4f орбиталей; то есть внутри есть другие подслои с разной электронной емкостью.
Атому нужны электроны для заполнения всех 4n орбиталей. Этот процесс можно наблюдать в электронных конфигурациях элементов в течение определенного периода.
Например, у калия электронная конфигурация 4s 1 , а у кальция справа 4s 2 . Согласно этим настройкам, что такое валентный слой? Этот термин относится к электронной конфигурации благородного газа аргона 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Он представляет собой внутренний или закрытый слой (также известный как ядро).
Поскольку 4s-орбиталь имеет наибольшую энергию и в которую входят новые электроны, она представляет собой валентную оболочку как для K, так и для Ca. Если сравнить атомы K и Ca с атомами на изображении, все внутренние слои будут синими; и 4s голубой слой, внешний.
характеристики
Из всего вышесказанного можно резюмировать некоторые характеристики валентной оболочки для всех атомов:
-Ваш уровень энергии выше; что то же самое, он дальше удален от ядра и имеет самую низкую электронную плотность (по сравнению с другими слоями).
-Это неполное. Следовательно, он будет продолжать заполняться электронами по мере перехода периода слева направо в периодической таблице.
-Участвует в образовании ковалентных или ионных связей.
В случае металлов калия и кальция они окисляются, превращаясь в катионы. K + имеет электронную конфигурацию, потому что он теряет свой единственный внешний электрон 4s 1 . И на стороне Ca 2+ его конфигурация также; потому что вместо потери одного электрона вы теряете два (4s 2 ).
Но в чем разница между K + и Ca 2+ , если они оба теряют электроны из своей валентной оболочки и имеют электронную конфигурацию? Разница в их ионных радиусах. Ca 2+ меньше, чем K + , потому что у атома кальция есть дополнительный протон, который с большей силой притягивает внешние электроны (закрытые или валентные оболочки).
Валентная оболочка 4s никуда не делась: она пуста только для этих ионов.
Примеры
Понятие валентной оболочки прямо или косвенно можно найти во многих аспектах химии. Поскольку его электроны - это те, которые участвуют в образовании связей, любая тема, которая их касается (TEV, RPECV, механизмы реакции и т. Д.), Должна относиться к указанному слою.
Это потому, что ее электроны важнее валентной оболочки; называется валентными электронами. Когда они представлены в прогрессивном построении электронных конфигураций, они определяют электронную структуру атома и, следовательно, его химические свойства.
Исходя из этой информации об атоме A и другом B, структуры их соединений могут быть очерчены через структуры Льюиса. Точно так же электронные и молекулярные структуры ряда соединений могут определяться числом валентных электронов.
Простейшие возможные примеры валентных оболочек можно найти в периодической таблице; в частности, в электронных конфигурациях.
Пример 1
Определить элемент и его расположение в периодической таблице можно только по электронной конфигурации. Таким образом, если элемент X имеет конфигурацию 5s 2 5p 1 , что это такое и к какому периоду и группе он принадлежит?
Поскольку n = 5, X находится в пятом периоде. Кроме того, он имеет три валентных электрона: два на орбитали 5s 2 и один на орбитали 5p 1 . Внутренний слой не предоставляет дополнительной информации.
Поскольку X имеет три электрона и его 5p-орбитали неполные, он находится в p-блоке; кроме того, в группе IIIA (романская система) или 13 (действующая система нумерации, утвержденная IUPAC). Тогда X - это элемент индий, In.
Пример 2
Что такое элемент X с электронной конфигурацией 4d 10 5s 1 ? Обратите внимание, что, как и In, он принадлежит к периоду 5, поскольку орбиталь 5s 1 имеет наибольшую энергию. Однако валентная оболочка также включает 4d-орбитали, поскольку они неполны .
Затем валентные слои могут быть обозначены как nsnp для элемента блока pos; или (n-1) dns для элемента блока d. Таким образом, загадочный элемент X принадлежит блоку d, потому что его электронная конфигурация имеет тип (n-1) dns (4d 10 5s 1 ).
К какой группе ты принадлежишь? Сложив десять электронов с орбитали 4d 10 и один с орбитали 5s 1 , X имеет одиннадцать валентных электронов. Следовательно, он должен быть помещен в группу IB или 11. Двигаясь затем через период 5 периодической таблицы к группе 11, можно наткнуться на элемент серебро, Ag.
Ссылки
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (изд. четвертое, с. 23). Мак Гроу Хилл.
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр.287.
- Ресурсный центр NDT. (SF). Оболочка Валентности. Взято с: nde-ed.org
- Общественный колледж Клакамас. (2002). Валентные электроны. Получено с: dl.clackamas.edu
- Химия LibreTexts. (SF). Валентность и основные электроны. Получено с: chem.libretexts.org