Як розрахувати кількість валентних електронів: 12 кроків (з фото) - Чайові

Відеоролик: Строение атома. Как составить электронную и электронно-графическую формулы?

Зміст

Кроки
Порада
Що тобі потрібно

У хімії, валентні електрони - це електрони, розташовані в самому зовнішньому шарі електронної оболонки елемента. Визначення кількості валентних електронів елемента є важливим навиком у хімії, оскільки ця інформація допоможе визначити типи зв’язків, які може утворювати елемент. Визначення числа валентних електронів можна легко зробити за допомогою періодичної системи хімічних елементів.

Кроки

Частина 1 з 2: Знайдіть кількість валентних електронів за допомогою періодичної системи

З неперехідним металом

Є один готовий Періодична таблиця хімічні елементи. Періодична таблиця елементів (коротше - періодична таблиця) - це кольорова кодована багатоклітинна таблиця, в якій перелічені всі відомі елементи, а також важлива інформація про ці елементи. На основі наявної інформації в періодичній системі ми можемо визначити кількість валентних електронів досліджуваного елемента. Періодична система, як правило, додається до підручника. Ви також можете звернутися до цієї існуючої інтерактивної періодичної таблиці.
Нумеруйте кожен стовпець у періодичній системі від 1 до 18. Зазвичай у періодичній системі всі елементи в одному стовпці матимуть однакову кількість валентних електронів. Якщо у вашій періодичній таблиці ще не пронумеровані стовпці, зробіть це самостійно, пронумерувавши від 1 до 18 вертикально зліва направо. По-науковому кожен стовпець у періодичній системі називається одним "група".
- Наприклад, для непідписаної періодичної таблиці ми ставимо число 1 над елементом Гідроген (H), число 2 над елементом Beri (Be) і робимо те ж саме до 18 над гелієм (He ).
Визначте положення елемента, про який йде мова. На цьому етапі визначте позицію елемента, який ви розглядаєте, в таблиці Менделєєва. Ви можете знайти положення елемента на основі його хімічного символу (буква в кожній клітинці), атомного номера (числа у верхньому лівому куті кожної комірки) або на основі інформації повідомлення доступні в таблиці Менделєєва.
- Наприклад, нам потрібно знайти кількість валентних електронів елемента Вуглець (C). Атомний номер елемента - 6. Вуглець знаходиться у верхній частині елементів групи 14. На наступному кроці ми визначимо кількість валентних електронів цього елемента.
- У цьому розділі ми будемо ігнорувати перехідні метали, тобто елементи в діапазоні груп від 3 до 12. Ці перехідні метали дещо відрізняються від решти, тому етапи Інструкції, наведені в цьому розділі, не стосуються таких металів. Ми розглянемо ці групи елементів далі в статті.
За номером групи визначте число валентних електронів. Номер групи неперехідного металу можна використовувати для обчислення кількості валентних електронів в атомі цього елемента. "Одиничний рядок номера групи" - це кількість валентних електронів, присутніх в атомах елементів цієї групи. Іншими словами:
- Група 1: 1 валентний електрон
- Група 2: 2 валентні електрони
- Група 13: 3 валентні електрони
- Група 14: 4 валентні електрони
- Група 15: 5 валентних електронів
- Група 16: 6 валентних електронів
- Група 17: 7 валентних електронів
- Група 18: 8 валентних електронів (крім гелію з 2 валентними електронами)
- У прикладі вуглецю, оскільки вуглець входить до групи 14, можна сказати, що його має атом вуглецю чотири валентні електрони.
реклама

З перехідним металом

Визначте елемент у діапазоні від групи 3 до групи 12. Як зазначалося вище, елементи в групах з 3 по 12 називаються "перехідними металами", а коли йдеться про валентні електрони, вони мають інші властивості, ніж інші. У цьому розділі ми дослідимо, чому часто неможливо віднести валентні електрони до атомів перехідних металів.
- У цьому розділі ми беремо за приклад елемент Тантан (Ta), атомний номер якого 73. Наступні кроки допоможуть визначити кількість валентних електронів елемента.
- Зверніть увагу, що елементи трьох сімейств лантан та актиній (також відомі як "рідкісноземельні метали") також належать до групи перехідних металів - ці дві групи елементів зазвичай перелічені нижче періодичної таблиці. голова з лантаном та актині.
Валентні електрони в перехідних металах - це не те саме, що "нормальні" валентні електрони. Щоб зрозуміти, чому перехідні метали насправді не `` працюють '', як інші елементи періодичної таблиці, нам потрібно трохи знати про те, як електрони працюють в атомі, як пояснюється нижче. , або ви можете пропустити цей крок.
- Коли електрони вставляються в атом, вони розташовуються на різних «орбіталях» - різних областях навколо ядра. Коротше кажучи, валентні електрони - це електрони, розташовані на самій зовнішній орбіталі - іншими словами, останні електрони, додані до атома.
- Детально пояснити орбіталу, можливо, дещо складно, коли до підкласу додаються електрони d атомної оболонки перехідного металу (див. нижче), перший з цих електронів буде поводитися як нормальні валентні електрони, але потім їх властивості можуть змінюватися, подвоюючись коли електрони з інших орбіталей можуть діяти як валентні електрони. Тобто атом може мати кілька валентних електронів залежно від випадку.
- Ви можете дізнатись більше про це на сайті валентних електронів Clackamas Community College.
Визначте кількість валентних електронів на основі числа групи. Як було зазначено вище для неперехідних металів, номер групи в періодичній системі може допомогти визначити кількість валентних електронів. Однак не існує чітко визначеної формули для визначення точної кількості валентних електронів перехідного металу - в цьому випадку кількість валентних електронів елемента не має фіксованого значення, а кількості речей. самогрупи можуть сказати лише відносну кількість валентних електронів. Деталь:
- Група 3: 3 валентні електрони
- Групи з 4: 2 - 4 валентних електронів
- Група 5: 2 - 5 валентних електронів
- Група 6: 2-6 валентних електронів
- Групи 7: 2 - 7 валентних електронів
- Групи з 8: 2 - 3 валентних електронів
- Групи 9: 2 - 3 валентні електрони
- Групи з 10: 2 - 3 валентних електронів
- Групи 11: 1 - 2 валентні електрони
- Група 12: 2 валентні електрони
- На прикладі елемента Tanta (Ta) групи 5 можна сказати, що цей елемент має від 2 до 5 валентних електронів, залежно від випадку.
реклама

Частина 2 з 2: Знайдіть кількість валентних електронів на основі електронної конфігурації

Дізнайтеся, як читати електронну конфігурацію. Виходячи з електронної конфігурації елемента, ми можемо також визначити кількість валентних електронів цього елемента. Електронна конфігурація виглядає складно, але це просто те, як зобразити орбіталі елемента у вигляді букв і цифр, як тільки ви зрозуміли закон, зрозуміти електронну конфігурацію не складно.
- Розглянемо приклад електронної конфігурації натрію (Na):
  1s2s2p3s
- Якщо ви звернете увагу, то побачите, що електронна конфігурація - це лише ряд повторень:
  (число) (слово) (число) (слово) ...
- ... і так далі. Група (число) (слово) перший - це назва орбіталі і позначає кількість електронів на цій орбіталі.
- Отже, у нашому випадку ми можемо сказати, що натрій це робить 2 електрони в 1s орбіталі, 2 електрони на 2s орбіталі, 6 електронів на 2р-орбіталі і 1 електрон на 3 3s орбіталі. Всього є 11 електронів - атомний номер натрію також 11.
Знайдіть електронну конфігурацію елемента, який ви розглядаєте. Коли ви знаєте електронну конфігурацію елемента, знайти електронну конфігурацію цього елемента не складно (за винятком випадку перехідних металів). Якщо електронна конфігурація доступна у питанні, яке потрібно вирішити, ви можете пропустити цей крок. Якщо вам потрібно знайти електронну конфігурацію, виконайте такі дії:
- Повна електронна конфігурація елемента ununocti (Uuo), атомний номер 118:
  1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
- Отримавши таку повну електронну конфігурацію, щоб знайти електронну конфігурацію іншого елемента, вам просто потрібно заповнити орбітали електронами, починаючи з першої орбіталі, поки кількість електронів не піде для заповнення. Це звучить складно, але коли справа доходить до цього, це відносно легко. Наприклад, якби ми хотіли написати повну електронну конфігурацію хлору (Cl), елемента 17, тобто атом цього елемента має 17 електронів, ми б заповнили таке:
  1s2s2p3s3p
- Зверніть увагу, що загальна кількість електронів в електронній конфігурації в самий раз 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Вам просто потрібно змінити число на останній орбіталі - решта залишається незмінною, оскільки майже передостанній орбіталь заповнений. електрон.
- Дізнайтеся більше про те, як написати електронну конфігурацію елемента.
Призначте електрони на орбіталі відповідно до восьмого правила. Коли електрони додаються до атома, вони сортуються на орбіталі в порядку, зазначеному вище - перші два електрони будуть розміщені в 1s орбіталі, наступні два електрони в 2s орбіталі, наступні шість електронів розміщені в орбіталі 2p, робіть так, поки електрон не розміститься на відповідній орбіталі. Розглядаючи атоми неперехідних елементів, можна сказати, що ці орбіталі утворюватимуть навколо ядра «шари», в яких задній шар буде віддалений від ядра, ніж той, що був до нього. На додаток до першого орбітального шару, який може вміщати лише до двох електронів, усі наступні орбітальні шари можуть вміщувати до восьми електронів (крім випадку перехідних металів). Це правило називається Восьмикратне правило.
- Наприклад, розглянемо елемент Bo (B). Атомний номер цього елемента дорівнює 5, тому електронна конфігурація цього елемента ми маємо наступним чином: 1s2s2p. Оскільки перша орбітальна оболонка містить лише 2 електрони, можна визначити, що Bo має два орбітальні шари: перший складається з 2 електронів на 1s орбіталі і другий з трьома електронами, розподіленими на 2s і 2p орбіталях. .
- Для іншого прикладу, елемент, подібний до хлору, мав би три шари: шар з двох електронів в 1s-орбіталі, шар з двох електронів у 2s-орбіталі та шість електронів у 2p-орбіталі та зовнішній шар з двох електронів у 3-орбітальній. і п’ять електронів на орбіті 3р.
Знайдіть кількість електронів у самому зовнішньому шарі. Після того, як була визначена електронна конфігурація, ми вже знаємо шари цього елемента, знайти кількість валентних електронів можна, визначивши кількість електронів у самому зовнішньому шарі атомної електронної оболонки. Якщо крайній шар є повним (тобто вже має загальну кількість восьми електронів, або для першого шару 2 електронами), тоді цей елемент називається інертним елементом і навряд чи бере участь у хімічних реакціях. Однак це правило не застосовується до перехідних металів.
- Наприклад Bo, оскільки Bo має три електрони у другому шарі, це також самий зовнішній шар, тому можна сказати, що елемент Bo має батько валентні електрони.
Використовуйте номер рядка в періодичній системі як скорочений спосіб для визначення кількості орбітальних шарів. Викликається горизонтальний рядок на періодичній системі "цикл" елементів. Починаючи з першого рядка, кожен цикл відповідає "кількості електронних шарів" елементів за той самий період. Отже, ви можете використовувати період для швидкого визначення кількості валентних електронів елемента - ви просто підраховуєте кількість електронів по порядку зліва направо від першого елемента цього періоду. Ще раз зауважимо, що це не стосується перехідних металів.
- Наприклад, оскільки селен належить до циклу 4, можна визначити, що елемент має чотири електронних шари в атомній оболонці. Оскільки зліва направо це шостий елемент у циклі 4 (без урахування перехідного металу), можна сказати, що четверта оболонка селену має шість електронів, тобто цей елемент має шість валентних електронів.
реклама

Порада

Зауважте, електронна конфігурація може бути коротко записана з використанням рідкісних газів (елементи групи 18) замість орбіталей у верхній частині конфігурації. Наприклад, електронна конфігурація натрію може бути записана як 3s1 - тобто електронна конфігурація натрію така ж, як у Неона, але в орбіталі 3s є додатковий електрон.
Перехідні метали можуть мати неповні валентні підкласи. Для точного визначення валентного числа перехідного металу необхідно застосовувати складні квантові принципи, які не висвітлюються в цій статті.
Також важливо відзначити, що періодична система хімічних елементів може бути різною в різних країнах. Отже, обов’язково використовуйте загальну таблицю Менделєєва, де ви живете, щоб уникнути плутанини.