Die Valenzschale ist eine, deren Elektronen für die chemischen Eigenschaften eines Elements verantwortlich sind. Die Elektronen in dieser Hülle interagieren mit denen eines benachbarten Atoms und bilden so kovalente Bindungen (AB). und wenn sie von einem Atom zum anderen wandern, sind die elektronegativen Ionenbindungen (A + B–) stärker ausgeprägt.
Diese Schicht wird durch die Hauptquantenzahl n definiert, die wiederum die Periode angibt, in der sich das Element im Periodensystem befindet. Während die Gruppenreihenfolge von der Anzahl der Elektronen abhängt, die in der Valenzschale umkreisen. Für ein n gleich 2 kann es also acht Elektronen besetzen: acht Gruppen (1-8).
Quelle: Gabriel Bolívar
Das obige Bild zeigt die Bedeutung der Valenzschicht. Der schwarze Punkt in der Mitte des Atoms ist der Kern, während die verbleibenden konzentrischen Kreise die durch n definierten elektronischen Schalen sind.
Wie viele Schichten hat dieses Atom? Jeder von ihnen hat seine eigene Farbe, und da es vier gibt, hat das Atom vier Schichten (n = 4). Beachten Sie auch, dass sich die Farbe mit zunehmendem Abstand von der Schicht zum Kern verschlechtert. Die Valenzschicht ist diejenige, die am weitesten vom Kern entfernt ist: die mit der hellsten Farbe.
Was ist die Valenzschicht?
Dem Bild zufolge ist die Valenzschale nichts anderes als die letzten Orbitale eines Atoms, das von Elektronen besetzt ist. In der hellblauen Schale gibt es für n = 4 eine Reihe von 4s-, 4p-, 4d- und 4f-Orbitalen; Das heißt, im Inneren befinden sich andere Unterschichten mit unterschiedlichen elektronischen Kapazitäten.
Ein Atom benötigt Elektronen, um alle 4n-Orbitale zu füllen. Dieser Prozess kann in den elektronischen Konfigurationen der Elemente über einen Zeitraum beobachtet werden.
Zum Beispiel hat Kalium eine 4s 1- Elektronenkonfiguration , während Calcium rechts 4s 2 hat . Was ist nach diesen Einstellungen die Valenzschicht? Der Begriff bezieht sich auf die Elektronenkonfiguration des Edelgases Argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Dies stellt die innere oder geschlossene Schicht dar (auch als Kernel bekannt).
Da das 4s-Orbital dasjenige mit der höchsten Energie ist und in das die neuen Elektronen eintreten, stellt es die Valenzschale für K und Ca dar. Wenn die Atome von K und Ca mit denen im Bild verglichen würden, es wären alle inneren Schichten blau; und 4s die hellblaue Schicht, die äußere.
Eigenschaften
Aus all dem oben Gesagten können einige Eigenschaften der Valenzschale für alle Atome zusammengefasst werden:
-Ihr Energieniveau ist höher; Was das gleiche ist, es wird weiter vom Kern entfernt und hat die niedrigste Elektronendichte (im Vergleich zu anderen Schichten).
-Es ist unvollständig. Daher füllt es sich weiterhin mit Elektronen, wenn eine Periode im Periodensystem von links nach rechts durchlaufen wird.
-Es ist an der Bildung von kovalenten oder ionischen Bindungen beteiligt.
Bei den Metallen Kalium und Calcium werden sie zu Kationen oxidiert. Das K + hat eine elektronische Konfiguration, da es sein einziges externes Elektron 4s 1 verliert . Und auf der Ca 2+ -Seite ist auch seine Konfiguration; denn anstatt ein Elektron zu verlieren, verlieren Sie zwei (4s 2 ).
Aber was ist der Unterschied zwischen K + und Ca 2+ , wenn beide die Elektronen aus ihrer Valenzschale verlieren und eine elektronische Konfiguration haben? Der Unterschied liegt in ihren Ionenradien. Ca 2+ ist kleiner als K + , da das Calciumatom ein zusätzliches Proton hat, das externe Elektronen mit größerer Kraft anzieht (geschlossene oder Valenzschalen).
Die Valenzschale 4s ist nicht verschwunden: Sie ist nur für diese Ionen leer.
Beispiele
Das Konzept der Valenzschale findet sich direkt oder indirekt in vielen Aspekten der Chemie. Da seine Elektronen an der Bildung von Bindungen beteiligt sind, muss sich jedes Thema, das sie anspricht (TEV, RPECV, Reaktionsmechanismen usw.), auf diese Schicht beziehen.
Dies liegt daran, dass wichtiger als die Valenzschale ihre Elektronen sind; Valenzelektronen genannt. Bei der fortschreitenden Konstruktion elektronischer Konfigurationen definieren diese die elektronische Struktur des Atoms und damit seine chemischen Eigenschaften.
Aus diesen Informationen eines Atoms A und eines anderen B können die Strukturen ihrer Verbindungen durch die Lewis-Strukturen umrissen werden. Ebenso können die elektronischen und molekularen Strukturen einer Reihe von Verbindungen durch die Anzahl der Valenzelektronen bestimmt werden.
Die einfachsten möglichen Beispiele für Valenzschalen finden sich im Periodensystem; speziell in Elektronenkonfigurationen.
Beispiel 1
Ein Element und seine Position im Periodensystem können nur mit der Elektronenkonfiguration identifiziert werden. Wenn also ein Element X die Konfiguration 5s 2 5p 1 hat , was ist es und zu welcher Periode und Gruppe gehört es?
Da n = 5 ist, befindet sich X in der fünften Periode. Zusätzlich hat es drei Valenzelektronen: zwei im 5s 2 -Orbital und eines im 5p 1 . Die innere Schicht liefert keine weiteren Informationen.
Da X drei Elektronen hat und seine 5p-Orbitale unvollständig sind, befindet es sich im p-Block; außerdem in Gruppe IIIA (romanisches System) oder 13 (derzeit von der IUPAC genehmigtes Nummerierungssystem). X ist dann über das Element Indium, In.
Beispiel 2
Was ist Element X mit Elektronenkonfiguration 4d 10 5s 1 ? Beachten Sie, dass es wie In zur Periode 5 gehört, da das 5s 1- Orbital dasjenige mit der höchsten Energie ist. Die Valenzschale enthält jedoch auch die 4d-Orbitale, da diese unvollständig sind .
Die Valenzschichten können dann als nsnp für ein Element des pos-Blocks bezeichnet werden; oder (n-1) dns für ein Element von Block d. Das mysteriöse Element X gehört also zu Block d, weil seine elektronische Konfiguration vom Typ (n-1) dns (4d 10 5s 1 ) ist.
Zu welcher Gruppe gehörst du? Addiert man die zehn Elektronen aus dem 4d 10- Orbital und eines aus dem 5s 1 , so hat X elf Valenzelektronen. Daher muss es in Gruppe IB oder 11 eingeordnet werden. Wenn Sie dann durch Periode 5 des Periodensystems zu Gruppe 11 gehen, stoßen Sie auf das Element Silber, Ag.
Verweise
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (vierte Ausgabe, S. 23). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Learning, S. 287.
- NDT Resource Center. (sf). Die Valenzschale. Entnommen aus: nde-ed.org
- Clackamas Community College. (2002). Valenzelektronen. Wiederhergestellt von: dl.clackamas.edu
- Chemie LibreTexts. (sf). Valenz- und Kernelektronen. Wiederhergestellt von: chem.libretexts.org