Hoe valentie-elektronen te vinden

In de chemie, valentie-elektronen zijn de elektronen die zich bevinden in de laatste elektronenlaag van een element. Weten hoe het aantal valentie-elektronen voor een bepaald atoom te vinden is een belangrijke vaardigheid voor chemici, omdat deze informatie de chemische bindingen bepaalt die het kan vormen. Gelukkig is alles wat je nodig hebt om de valentie-elektronen van een element te vinden een standaard periodiek systeem.

Inhoud

Stappen

Deel 1ontdek de valentie-elektronen met een periodiek systeem

Voor andere elementen dan overgangsmetalen
Voor overgangsmetalen

Deel 2zoek naar valentie-elektronen via hun elektronische configuratie

Tips
Dingen die je nodig hebt

stappen

Deel 1
Ontdek de valentie-elektronen met een periodiek systeem

Voor andere elementen dan overgangsmetalen

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 1

Zoek een periodiek systeem met elementen. Het periodiek systeem is een tabel gecodeerd door kleuren die verschillende afbeeldingen bevatten en die alle chemische elementen toont die de mensheid kent. Het periodiek systeem onthult een grote hoeveelheid informatie over de elementen. U zult een deel van deze informatie gebruiken om het aantal valentie-elektronen te bepalen voor het atoom dat u wilt onderzoeken. Je vindt deze tafel meestal op de omslag van scheikundeboeken. U kunt ook een uitstekende interactieve tafel vinden die online beschikbaar is op deze pagina.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 2

Label elke kolom van het periodiek systeem der elementen van 1 tot 18. Gewoonlijk hebben in een periodiek systeem alle elementen van een enkele verticale kolom hetzelfde aantal valentie-elektronen. Als uw periodetabel niet alle kolomnummers heeft, wijst u elk een getal toe beginnend met 1 voor uiterst links en 18 voor uiterst rechts. In wetenschappelijke termen staan deze kolommen bekend als "groepen" van elementen.

Als u bijvoorbeeld gaat werken met een periodiek systeem waarin de groepen niet genummerd zijn, moet u een 1 schrijven boven de waterstof (H), een 2 boven het beryllium (Be) enzovoort totdat u een 18 boven het helium schrijft (Hij ).

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 3

Zoek uw item in de tabel. Zoek nu naar het element waarvoor u de valentie-elektronen in de tabel wilt vinden. U kunt het doen door het chemische symbool (de letters die in elk vak verschijnen), het atoomnummer (het getal dat zich in de linkerbovenhoek van elk vak bevindt) of andere informatie die in de tabel beschikbaar is.

Als voorbeeld kun je valentie-elektronen opzoeken voor een heel gemeenschappelijk element: de koolstof (C). Dit element heeft een atoomnummer van 6. Het bevindt zich in het bovenste gedeelte van groep 14. In de volgende stap zullen we uitleggen hoe de valentie-elektronen te vinden.

In deze subsectie houden we geen rekening met de overgangsmetalen, de elementen van het rechthoekige blok gevormd door groepen 3 tot 12. Deze elementen verschillen een beetje van de rest, dus in de stappen van deze subsectie zullen we niet werken met hen. In de volgende subparagraaf kunt u zien hoe u hiermee kunt werken.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 4

Gebruik de groepsnummers om het aantal valentie-elektronen te bepalen. U kunt het groepsnummer van andere elementen dan transitiemetalen gebruiken om het aantal valentie-elektronen te vinden dat een atoom van dat element heeft. de eenheden die deel uitmaken van het groepsnummer is het aantal valentie-elektronen van een atoom van die elementen. 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, die 2 heeft)

Voor het koolstofvoorbeeld, omdat dat element tot groep 14 behoort, kun je zeggen dat een koolstofatoom dat heeft vier valentie-elektronen.

Voor overgangsmetalen

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 5

Zoek een item uit groep 3 tot 12. Zoals we eerder hebben uitgelegd, worden de elementen van de groepen 3 tot en met 12 genoemd "overgangsmetalen" en ze gedragen zich anders dan de rest van de elementen met betrekking tot hun valentie-elektronen. In deze sectie zullen we uitleggen hoe tot op zekere hoogte het vaak niet mogelijk is om valentie-elektronen aan deze atomen toe te wijzen.

Als voorbeeld nemen we het tantaal (Ta) dat element 73 is. In de volgende stappen zullen we de valentie-elektronen vinden (of tenminste we zullen het proberen).
Houd er rekening mee dat transitiemetalen de lanthanide- en actinidereeksen omvatten (ook bekend als "zeldzame aarde"). Het zijn de twee rijen elementen die zich meestal onder de rest van de tafel bevinden, die beginnen met lanthanum en actinium. Al deze elementen behoren tot de groep 3 van het periodiek systeem.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 6

Begrijp dat overgangsmetalen geen valentie-elektronen hebben "traditioneel". Begrijpen waarom overgangsmetalen dat niet echt doen "ze werken" Op dezelfde manier als de rest van het periodiek systeem, heb je een korte uitleg nodig over hoe elektronen zich in atomen gedragen. Lees de volgende alinea`s als u dit onderwerp snel wilt bekijken of negeer ze om direct naar de antwoorden te gaan.

Omdat elektronen aan een atoom worden toegevoegd, zijn ze in verschillende "orbitalen", die feitelijk verschillende gebieden zijn rond een atoom waarin elektronen samenkomen. Over het algemeen zijn de valentie-elektronen de atomen die tot de laatste laag behoren. Met andere woorden, ze zijn de laatste atomen toegevoegd.

Om redenen die in dit artikel een beetje ingewikkeld zijn om te verklaren, wanneer atomen worden toegevoegd aan de laatste laag van een overgangsmetaal (we zullen dit later in meer detail uitleggen), hebben de eerste atomen die in die laag voorkomen de neiging om als normale valentie-elektronen, maar daarna stoppen ze daarmee en elektronen van andere lagen van orbitalen fungeren soms als valentie-elektronen. Dit betekent dat een atoom verschillende aantallen valentie-elektronen kan hebben, afhankelijk van hoe ze worden gemanipuleerd.

Lees voor meer informatie deze uitstekende pagina van Clackamas Community College over valentie-elektronen.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 7

Bepaal het aantal valentie-elektronen op basis van het groepsnummer. Nogmaals, het groepsnummer van het element dat je gaat onderzoeken, kan je vertellen hoeveel valentie-elektronen er zijn. Voor overgangsmetalen is er echter geen patroon dat u kunt volgen. Het groepsnummer komt meestal overeen met een bereik van mogelijke hoeveelheden valentie-elektronen. Dit zijn:

groep 3: 3 valentie-elektronen

groep 4: 2 tot 4 valentie-elektronen

groep 5: 2 tot 5 valentie-elektronen

groep 6: 2 tot 6 valentie-elektronen

groep 7: 2 tot 7 valentie-elektronen

groep 8: 2 of 3 valentie-elektronen

groep 9: 2 of 3 valentie-elektronen

groep 10: 2 of 3 valentie-elektronen

groep 11: 1 of 2 valentie-elektronen

groep 12: 2 valentie-elektronen

Voor het voorbeeld van tantalum, aangezien het tot groep 5 behoort, kunt u bevestigen dat het tussen 2 en 5 valentie-elektronen heeft, afhankelijk van de situatie.

Deel 2
Zoek naar valentie-elektronen via hun elektronische configuratie

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 8

Leer de elektronische configuratie te lezen. Een andere manier om de valentie-elektronen van een element te vinden, is door iets genaamd "elektronische configuratie". Dit lijkt op het eerste gezicht ingewikkeld, maar het is slechts een manier om de elektron-orbitalen van een atoom met letters en cijfers weer te geven. Als je eenmaal begrijpt wat je ziet, zal het gemakkelijk voor je zijn.

Zie het voorbeeld van de elektronische configuratie van het element natrium (Na):
1s2s2p3s
Houd er rekening mee dat deze elektronische configuratie slechts een herhalingsreeks is die op deze manier is gevormd:
(nummer) (letter) (nummer) (letter) ...
... enzovoort. Het eerste fragment van (nummer) (brief) is de naam van de baan van het elektron en is het aantal elektronen in die orbitaal. Dat is alles!
Dus, voor het bovenstaande voorbeeld zou je kunnen zeggen dat natrium heeft 2 elektronen in de 1s-orbitaal meer 2 elektronen in de 2s-orbitaal meer 6 elektronen in de 2p-orbitaal meer 1 elektron in de 3s-orbitaal. Dat is in totaal 11 elektronen. Natrium is het elfde element, dus het is logisch.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 9

Zoek de elektronische configuratie voor het item dat u gaat onderzoeken. Zodra u uw elektronische configuratie kent, is het vinden van uw valentie-nummer heel eenvoudig (behalve natuurlijk voor overgangsmetalen). Als ze je vanaf het eerste moment de configuratie geven, kun je de volgende stap negeren. Als je het zelf moet vinden, lees dan verder:

Hier heb je de volledige elektronische configuratie van de ununoctio (Uuo), wat element 118 is:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

Nu dat u deze hebt, alles wat je moet doen om een ander atoom elektron configuratie vinden is gewoon dit patroon vanaf het begin af tot er geen elektronen meer. Dit is gemakkelijker dan het klinkt. Als u bijvoorbeeld het chloor-orbitaaldiagram (Cl), item 17, dat 17 elektronen heeft, wilt maken, doet u het als volgt:

1s2s2p3s3p

Merk op dat het aantal elektronen moet toevoegen 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. U moet alleen het nummer in de laatste orbitale veranderen. De rest is hetzelfde, omdat de orbitalen die voor de laatste liggen volledig vol zitten.

Lees ook voor meer informatie over elektronische configuraties dit artikel.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 10

Je bevestigt elektronen aan de lagen van orbitalen met de octetregel. Omdat elektronen aan een atoom worden toegevoegd, vallen ze in verschillende orbitalen in de hierboven genoemde volgorde. De eerste twee zijn de 1s orbitaal, de volgende twee in het 2s orbital, de volgende zes in de 2p orbital enzovoort. Wanneer wordt gewerkt met atomen die geen overgangsmetalen zijn, zouden die orbitalen zich vormen "lagen van orbitalen" rond het atoom en elke volgende laag is verder weg dan de vorige. Naast de eerste laag, die slechts twee elektronen kan herbergen, kan elke laag acht elektronen hebben (behalve, herhalen we, bij het werken met overgangsmetalen). Dit staat bekend als de octetregel.

Stel dat u het boriumelement (B) wilt onderzoeken. Omdat het atoomnummer 5 is, weet je dat het 5 elektronen heeft en dat de elektronische configuratie is: 1s2s2p. Omdat de eerste laag van orbitalen heeft slechts twee elektronen, weet je dat boor bestaat uit twee lagen: een met twee elektronen en één met drie 1s elektronen in het 2s en 2p orbitalen.

Als een ander voorbeeld, een element zoals chloor drie lagen orbitalen: een met twee elektronen 1S- andere twee 2s elektronen en zes elektronen 2P en een met twee 2s elektronen vijf 3p elektronen.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 11

Zoek het aantal elektronen in de laatste laag. Nu dat jij de elektronenschillen element, vinden de valentie-elektronen is eenvoudig: gewoon gebruik maken van het aantal elektronen in de laatste laag. Wanneer de laatste laag vol is (met andere woorden, als je 8 elektronen of 2 als het de eerste laag), het element is inert en gemakkelijk reageert met andere elementen. We herhalen echter: deze regels zijn mogelijk niet geschikt voor overgangsmetalen.

Als je bijvoorbeeld met boor gaat werken, omdat je drie elektronen in de tweede laag hebt, kun je zeggen dat boor drie valentie-elektronen.

Titel afbeelding Find Valence Electrons Step 12

Gebruik de rijen in de tabel als snelkoppelingen om te weten hoeveel lagen u heeft. De horizontale rijen van het periodiek systeem staan bekend als "periodes" van de elementen. Uitgaande van de bovenkant van de tabel komt elke periode overeen met het aantal elektronenlagen die de atomen van die periode bezitten. Je kunt dat nummer gebruiken als een snelkoppeling om te bepalen hoeveel valentie-elektronen een element heeft. Begin gewoon aan de linkerkant van de periode waarin je elektronen gaat tellen. Nogmaals: met deze methode moet je de overgangsmetalen negeren.

U weet bijvoorbeeld dat het seleenelement vier lagen orbitalen heeft omdat het zich in de vierde periode bevindt. U omdat de zesde element wordt achtergelaten in de vierde periode (het negeren van de overgangsmetalen), je kent de vierde verste laag heeft zes elektronen en heeft daarom selenium zes valentie-elektronen.

tips

Merk op dat de elektronische configuraties kunnen worden geschreven afgekort met de edelgassen (elementen van groep 18) met de orbitalen in het begin configuratie te vervangen. De elektronische configuratie van natrium kan bijvoorbeeld worden geschreven als [Ne] 3s1. In wezen is het hetzelfde als neon, maar met nog een elektron in de 3s-orbitaal.
Overgangsmetalen kunnen valentiesublagen hebben die niet volledig gevuld zijn. Het bepalen van het exacte aantal valentie-elektronen voor overgangsmetalen vereist kennisgevende principes van de kwantumtheorie die buiten het bestek van dit artikel valt.
Houd er rekening mee dat periodieke tabellen verschillen tussen verschillende landen. Dus zorg ervoor dat je de juiste gebruikt om verwarring te voorkomen.