Как да намерите валентни електрони: 12 стъпки (със снимки)

Съдържание:

Как да намерите валентни електрони: 12 стъпки (със снимки)
Как да намерите валентни електрони: 12 стъпки (със снимки)

Видео: Как да намерите валентни електрони: 12 стъпки (със снимки)

Видео: Как да намерите валентни електрони: 12 стъпки (със снимки)
Видео: 7 САМЫХ СТРАННЫХ Химических элементов! 2024, Март
Anonim

В химията валентните електрони са електроните, които се намират в най -външната електронна обвивка на елемент. Знанието как да се намери броя на валентните електрони в определен атом е важно умение за химиците, тъй като тази информация определя видовете химически връзки, които той може да образува, и следователно реактивността на елемента. За щастие всичко, от което се нуждаете, за да намерите валентните електрони на даден елемент, е стандартна периодична таблица на елементите.

Стъпки

Част 1 от 2: Намиране на валентни електрони с периодична таблица

Непреходни метали

Намерете валентни електрони Стъпка 1
Намерете валентни електрони Стъпка 1

Стъпка 1. Намерете периодична таблица с елементи

Това е цветно кодирана таблица, съставена от много различни квадрати, в която са изброени всички химични елементи, познати на човечеството. Периодичната таблица разкрива много информация за елементите - ще използваме част от тази информация, за да определим броя на валентните електрони в атома, който изследваме. Обикновено можете да ги намерите в корицата на учебниците по химия. Тук също има отлична интерактивна маса, достъпна онлайн.

Намерете валентни електрони Стъпка 2
Намерете валентни електрони Стъпка 2

Стъпка 2. Означете всяка колона в периодичната таблица на елементите от 1 до 18

По принцип в периодичната таблица всички елементи в една вертикална колона ще имат еднакъв брой валентни електрони. Ако вашата периодична таблица все още не е номерирана във всяка колона, дайте на всяка цифра, започваща с 1 за крайния ляв край и 18 за крайния десен край. В научен план тези колони се наричат елемент "групи".

Например, ако работихме с периодична таблица, където групите не са номерирани, щяхме да напишем 1 над водорода (H), 2 над берилия (Be) и така нататък, докато не напишем 18 над хелия (He)

Намерете валентни електрони Стъпка 3
Намерете валентни електрони Стъпка 3

Стъпка 3. Намерете своя елемент на масата

Сега намерете елемента, за който искате да намерите валентните електрони на масата. Можете да направите това с неговия химически символ (буквите във всяка кутия), атомния му номер (номера в горния ляв ъгъл на всяка кутия) или с някоя от останалите части информация, достъпни за вас на масата.

  • За пример, нека намерим валентните електрони за много често срещан елемент: въглерод (С).

    Този елемент има атомен номер 6. Той се намира в горната част на група 14. В следващата стъпка ще открием неговите валентни електрони.

  • В този подраздел ще игнорираме преходните метали, които са елементите в правоъгълния блок, направен от групи 3 до 12. Тези елементи са малко по-различни от останалите, така че стъпките в този подраздел спечелиха не работи върху тях. Вижте как да се справите с тях в подраздела по -долу.
Намерете валентни електрони Стъпка 4
Намерете валентни електрони Стъпка 4

Стъпка 4. Използвайте номерата на групите, за да определите броя на валентните електрони

Груповият номер на непреходен метал може да се използва за намиране на броя на валентните електрони в атом на този елемент. The едно място на номера на групата е броят на валентните електрони в атом от тези елементи. С други думи:

  • Група 1: 1 валентен електрон
  • Група 2: 2 валентни електрона
  • Група 13: 3 валентни електрона
  • Група 14: 4 валентни електрона
  • Група 15: 5 валентни електрона
  • Група 16: 6 валентни електрони
  • Група 17: 7 валентни електрони
  • Група 18: 8 валентни електрона (с изключение на хелий, който има 2)
  • В нашия пример, тъй като въглеродът е в група 14, можем да кажем, че един въглероден атом има четири валентни електрона.

Преходни метали

Намерете валентни електрони Стъпка 5
Намерете валентни електрони Стъпка 5

Стъпка 1. Намерете елемент от Групи 3 до 12

Както бе отбелязано по -горе, елементите в групи 3 до 12 се наричат "преходни метали" и се държат различно от останалите елементи, когато става въпрос за валентни електрони. В този раздел ще обясним как до известна степен често не е възможно да се присвоят валентни електрони на тези атоми.

  • За пример, нека изберем Тантал (Ta), елемент 73. В следващите няколко стъпки ще открием неговите валентни електрони (или поне ще се опитаме.)
  • Обърнете внимание, че преходните метали включват лантанидни и актинидни серии (наричани още "редкоземни метали") - двата реда елементи, които обикновено са разположени под останалата част от таблицата, които започват с лантан и актиний. Всички тези елементи принадлежат група 3 на периодичната таблица.
Намерете валентни електрони Стъпка 6
Намерете валентни електрони Стъпка 6

Стъпка 2. Разберете, че преходните метали нямат „традиционни“валентни електрони

Разбирането защо преходните метали наистина не "работят" като останалата част от периодичната таблица изисква малко обяснение за начина, по който електроните се държат в атомите. Вижте по-долу за бърз преглед или пропуснете тази стъпка, за да стигнете до отговорите.

  • Тъй като електроните се добавят към атом, те се сортират в различни "орбитали" - по същество различни области около ядрото, в които се събират електроните. По принцип валентните електрони са електроните в най -външната обвивка - с други думи, последните добавени електрони.
  • По причини, които са твърде сложни за обяснение тук, когато електроните се добавят към най -външната d обвивка на преходен метал (повече за това по -долу), първите електрони, които влизат в черупката, са склонни да действат като нормални валентни електрони, но след че те не го правят, а електроните от други орбитални слоеве понякога действат като валентни електрони. Това означава, че един атом може да има многобройни валентни електрони в зависимост от начина, по който се манипулира.
Намерете валентни електрони Стъпка 7
Намерете валентни електрони Стъпка 7

Стъпка 3. Определете броя на валентните електрони въз основа на номера на групата

Отново номерът на групата на елемента, който изследвате, може да ви каже неговите валентни електрони. За преходните метали обаче няма модел, който можете да следвате - номерът на групата обикновено ще съответства на диапазон от възможни числа на валентните електрони. Това са:

  • Група 3: 3 валентни електрона
  • Група 4: 2 до 4 валентни електрона
  • Група 5: 2 до 5 валентни електрона
  • Група 6: 2 до 6 валентни електрони
  • Група 7: 2 до 7 валентни електрони
  • Група 8: 2 или 3 валентни електрона
  • Група 9: 2 или 3 валентни електрона
  • Група 10: 2 или 3 валентни електрона
  • Група 11: 1 или 2 валентни електрона
  • Група 12: 2 валентни електрона
  • В нашия пример, тъй като Тантал е в група 5, можем да кажем, че има между два и пет валентни електрона, в зависимост от ситуацията.

Част 2 от 2: Намиране на валентни електрони с електронна конфигурация

Намерете валентни електрони Стъпка 8
Намерете валентни електрони Стъпка 8

Стъпка 1. Научете как да четете електронна конфигурация

Друг начин да намерите валентни електрони на даден елемент е с нещо, наречено електронна конфигурация. На пръв поглед те могат да изглеждат сложни, но те са просто начин да представят електронните орбитали в атом с букви и цифри и са лесни, след като разберете какво гледате.

  • Нека разгледаме примерна конфигурация за елемента натрий (Na):

    1s22s22p63s1
  • Забележете, че тази електронна конфигурация е само повтарящ се низ, който изглежда така:

    (номер) (буква)(увеличен брой)(номер) (буква)(увеличен брой)
  • …и така нататък. The (номер) (буква) парче е името на електронната орбитала и (увеличен брой) е броят на електроните в тази орбитала - това е!
  • Така че, за нашия пример, бихме казали, че натрият има 2 електрона в 1s орбиталата плюс 2 електрона в 2s орбиталата плюс 6 електрона в 2р орбиталата плюс 1 електрон в 3s орбиталата.

    Това са общо 11 електрона - натрият е елемент номер 11, така че това има смисъл.

  • Имайте предвид, че всяка подчерка има определен електронен капацитет. Техният електронен капацитет е следният:

    • s: 2 електронен капацитет
    • p: 6 електронен капацитет
    • d: 10 електронен капацитет
    • f: 14 електронен капацитет
Намерете валентни електрони Стъпка 9
Намерете валентни електрони Стъпка 9

Стъпка 2. Намерете електронната конфигурация за елемента, който изследвате

След като знаете електронната конфигурация на даден елемент, намирането на неговия брой валентни електрони е доста просто (с изключение, разбира се, на преходните метали.) Ако сте получили конфигурацията от самото начало, можете да преминете към следващата стъпка. Ако трябва да го намерите сами, вижте по -долу:

  • Разгледайте пълната електронна конфигурация за oganesson (Og), елемент 118, който е последният елемент в периодичната таблица. Той има най -много електрони от всеки елемент, така че неговата електронна конфигурация демонстрира всички възможности, които бихте могли да срещнете в други елементи:

    1s22s22p63s23p64s23d104p65s2105p66s2145 д106p67s214107p6
  • Сега, когато имате това, всичко, което трябва да направите, за да намерите електронната конфигурация на друг атом, е просто да попълните този модел от самото начало до изчерпване на електроните. Това е по -лесно, отколкото звучи. Например, ако искаме да направим орбиталната диаграма за хлор (Cl), елемент 17, който има 17 електрона, бихме го направили така:

    1s22s22p63s23p5
  • Забележете, че броят на електроните се увеличава до 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Трябва само да промените числото в крайната орбитала - останалото е същото, тъй като орбитали преди финалната са напълно пълни.
  • За повече информация относно електронните конфигурации вижте също тази статия.
Намерете валентни електрони Стъпка 10
Намерете валентни електрони Стъпка 10

Стъпка 3. Присвойте електрони на орбиталните черупки с правилото на октета

Тъй като електроните се добавят към атом, те попадат в различни орбитали според дадения по -горе ред - първите два отиват в 1s орбиталата, двата след това отиват в 2s орбиталата, шестте след това отиват в 2p орбиталата и скоро. Когато имаме работа с атоми извън преходните метали, казваме, че тези орбитали образуват "орбитални черупки" около ядрото, като всяка следваща обвивка е по -далеч от предишните. Освен първата обвивка, която може да побере само два електрона, всяка черупка може да има осем електрона (с изключение отново, когато става въпрос за преходни метали.) Това се нарича Правило на октета.

  • Например, да речем, че разглеждаме елемента Бор (В). Тъй като атомният му номер е пет, ние знаем, че той има пет електрона и електронната му конфигурация изглежда така: 1s22s22p1. Тъй като първата орбитална обвивка има само два електрона, знаем, че борът има две черупки: една с два 1s електрона и една с три електрона от 2s и 2p орбитали.
  • Като друг пример, елемент като хлор (1s22s22p63s23p5) ще има три орбитални черупки: една с два 1s електрона, една с два 2s електрона и шест 2p електрона и една с два 3s електрона и пет 3p електрона.
Намерете валентни електрони Стъпка 11
Намерете валентни електрони Стъпка 11

Стъпка 4. Намерете броя на електроните в най -външната обвивка

Сега, когато знаете електронните обвивки на вашия елемент, намирането на валентните електрони е лесно: просто използвайте броя на електроните в най -външната обвивка. Ако външната обвивка е пълна (с други думи, ако има осем електрона или, за първата обвивка, два), елементът е инертен и няма да реагира лесно с други елементи. Отново обаче нещата не следват съвсем тези правила за преходните метали.

Например, ако работим с бор, тъй като във втората обвивка има три електрона, можем да кажем, че борът има три валентни електрони.

Намерете валентни електрони Стъпка 12
Намерете валентни електрони Стъпка 12

Стъпка 5. Използвайте редовете на таблицата като преки пътища за орбитална обвивка

Хоризонталните редове на периодичната таблица се наричат елемент "периоди". Започвайки от горната част на таблицата, всеки период съответства на броя на електронните обвивки, които атомите притежават в периода. Можете да използвате това като пряк път, за да определите колко валентни електрони има елемент - просто започнете от лявата страна на своя период, когато броите електрони. Още веднъж ще искате да игнорирате преходните метали с този метод, който включва групи 3-12.

  • Например, ние знаем, че елементът селен има четири орбитални черупки, защото е в четвъртия период. Тъй като това е шестият елемент отляво в четвъртия период (игнорирайки преходните метали), ние знаем, че външната четвърта обвивка има шест електрона и по този начин селенът има шест валентни електрона.

Видео - Използвайки тази услуга, може да се сподели част от информацията с YouTube

Съвети

  • Обърнете внимание, че електронните конфигурации могат да бъдат написани в един вид стенография, като се използват благородни газове (елементите в група 18), за да застанат на орбитали в началото на конфигурацията. Например, електронната конфигурация на натрия може да бъде записана [Ne] 3s1 - по същество това е същото като неоновото, но с още един електрон в 3s орбиталата.
  • Преходните метали могат да имат валентни подови черупки, които не са напълно запълнени. Определянето на точния брой на валентните електрони в преходните метали включва принципи на квантовата теория, които са извън обхвата на тази статия.
  • Имайте предвид, че периодичните таблици се различават в различните държави. Така че, моля, проверете дали използвате правилната, актуализирана, за да избегнете объркване.
  • Не забравяйте да знаете кога да добавите или извадите от последната орбитала за намиране на валентни електрони.

Препоръчано: