Valence apvalks ir viens, kuru elektroni ir atbildīgi par ķīmiskajām īpašībām elementu. Šajā apvalkā esošie elektroni mijiedarbojas ar blakus esošā atoma elektroniem, tādējādi veidojot kovalentās saites (AB); un ja tie migrē no viena atoma uz otru, tad rodas vairāk elektronegatīvas, jonu saites (A + B–).
Šo slāni nosaka galvenais kvantu skaitlis n, kas savukārt norāda periodu, kurā elements ir atrasts periodiskajā tabulā. Kamēr grupas secība ir atkarīga no elektronu skaita, kas riņķo valences apvalkā. Tātad, ja n ir vienāds ar 2, tas var aizņemt astoņus elektronus: astoņas grupas (1-8).
Avots: Gabriel Bolívar
Augšējais attēls ilustrē valences slāņa nozīmi. Melnais punkts atoma centrā ir kodols, bet atlikušie koncentriskie apļi ir elektroniskie apvalki, ko apzīmē n.
Cik slāņu ir šim atomam? Katram no tiem ir sava krāsa, un, tā kā ir četri, tad atomam ir četri slāņi (n = 4). Ņemiet vērā arī to, ka krāsa pasliktinās, palielinoties attālumam no slāņa līdz serdei. Valences slānis ir tas, kas atrodas vistālāk no kodola: tas, kuram ir visvieglākā krāsa.
Kāds ir valences slānis?
Saskaņā ar attēlu, valences apvalks ir nekas cits kā elektronu aizņemtā atoma pēdējās orbitāles. Gaiši zilā apvalkā, ja n = 4, ir virkne 4s, 4p, 4d un 4f orbitāļu; tas ir, iekšpusē ir arī citi apakšslāņi ar atšķirīgu elektronisko jaudu.
Atomam nepieciešami elektroni, lai piepildītu visas 4n orbitāles. Šo procesu var novērot elementu elektroniskajās konfigurācijās noteiktā laika posmā.
Piemēram, kālijam ir 4s 1 elektronu konfigurācija , bet kalcijam labajā pusē - 4s 2 . Saskaņā ar šiem iestatījumiem kāds ir valences slānis? Šis termins attiecas uz cēlgāzes argona elektronu konfigurāciju 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Tas apzīmē iekšējo vai slēgto slāni (pazīstams arī kā kodols).
Tā kā 4s orbitāle ir tā, kurai ir vislielākā enerģija, un kurā iekļūst jaunie elektroni, tas attēlo gan K, gan Ca valences apvalku. Ja K un Ca atomus salīdzina ar attēlā redzamo, visi iekšējie slāņi būtu zili; un 4s ir gaiši zils slānis, ārējais.
raksturojums
No visiem iepriekšminētajiem var apkopot dažus visu atomu valences apvalka raksturlielumus:
-Jūsu enerģijas līmenis ir augstāks; kas ir tas pats, tas tiek tālāk noņemts no kodola, un tam ir viszemākais elektronu blīvums (salīdzinājumā ar citiem slāņiem).
-Tas ir nepilnīgs. Tāpēc tas turpinās piepildīties ar elektroniem, jo periodiskā tabula pa periodu tiek pārvietota no kreisās uz labo pusi.
-Tas piedalās kovalento vai jonu saišu veidošanā.
Metālu kālija un kalcija gadījumā tie tiek oksidēti, lai kļūtu par katjoniem. K + ir elektroniska konfigurācija, jo tā zaudē savu vienīgo ārējo elektronu 4s 1 . Ca 2+ pusē ir arī tā konfigurācija; jo tā vietā, lai pazaudētu vienu elektronu, jūs zaudējat divus (4s 2 ).
Bet kāda ir atšķirība starp K + un Ca 2+ , ja viņi abi zaudē elektronus no valences apvalka un tiem ir elektroniska konfigurācija? Atšķirība ir to jonu rādiusā. Ca 2+ ir mazāks nekā K + , jo kalcija atomam ir papildu protons, kas ar lielāku spēku piesaista ārējos elektronus (slēgtus vai valences apvalkus).
Valences čaula 4 nav pazudusi: šiem joniem tā ir tukša.
Piemēri
Valences apvalka jēdziens ir tieši vai netieši atrodams daudzos ķīmijas aspektos. Tā kā tā elektroni piedalās saišu veidošanā, visām tēmām, kas tās uzrunā (TEV, RPECV, reakcijas mehānismi utt.), Jāatsaucas uz minēto slāni.
Tas ir tāpēc, ka svarīgāki par valences apvalku ir tā elektroni; sauc par valences elektroniem. Ja tie ir pārstāvēti pakāpeniskā elektronisko konfigurāciju veidošanā, tie nosaka atoma elektronisko struktūru un līdz ar to tā ķīmiskās īpašības.
Izmantojot šo informāciju par atomu A un citu B, to savienojumu struktūras var ieskicēt, izmantojot Lūisa struktūras. Tāpat virknes savienojumu elektroniskās un molekulārās struktūras var noteikt pēc valences elektronu skaita.
Vienkāršākie iespējamie valences apvalku piemēri ir atrodami periodiskajā tabulā; īpaši elektronu konfigurācijās.
1. piemērs
Periodiskajā tabulā ir iespējams identificēt elementu un tā atrašanās vietu tikai ar elektronu konfigurāciju. Tātad, ja elementam X ir konfigurācija 5s 2 5p 1 , kas tas ir un kādam periodam un grupai tas pieder?
Tā kā n = 5, X ir piektajā periodā. Turklāt tam ir trīs valences elektroni: divi 5s 2 orbitālē un viens 5p 1 . Iekšējais slānis nesniedz vairāk informācijas.
Tā kā X ir trīs elektroni un tā 5p orbitāles ir nepilnīgas, tas atrodas p blokā; turklāt IIIA grupā (romānikas sistēma) vai 13. grupā (pašreizējā numerācijas sistēma, ko apstiprinājusi IUPAC). Tad X ir par indija elementu, In.
2. piemērs
Kas ir elements X ar elektronu konfigurāciju 4d 10 5s 1 ? Ņemiet vērā, ka tāpat kā In, tas pieder pie 5. perioda, jo 5s 1 orbitāle ir tā, kurai ir vislielākā enerģija. Tomēr valences apvalks ietver arī 4d orbitāles, jo tās ir nepilnīgas .
Valences slāņus pēc tam var apzīmēt kā nsnp pos bloka elementam; vai (n-1) dns, bloka d elementam. Tātad noslēpumainais elements X pieder d blokam, jo tā elektroniskā konfigurācija ir tipa (n-1) dns (4d 10 5s 1 ).
Kurai grupai jūs piederat? Pievienojot desmit elektronus no 4d 10 orbitālajā , un viens no 5s 1 , X ir vienpadsmit valences elektroni. Tāpēc tas jānovieto IB vai 11. grupā. Pārejot no periodiskās tabulas 5. perioda uz 11. grupu, jūs paklupt uz sudraba elementu Ag.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (ceturtais izdevums, 23. lpp.). Mc Graw Hill.
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās, 287. lpp.
- NDT resursu centrs. (sf). Valences apvalks. Iegūts no: nde-ed.org
- Clackamas kopienas koledža. (2002). Valences elektroni. Atgūts no: dl.clackamas.edu
- Ķīmija LibreTexts. (sf). Valence un galvenie elektroni. Atgūts no: chem.libretexts.org