Ինչպես գտնել Վալանսի էլեկտրոններ. 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: Jason Gerald | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-16 19:35

Քիմիայում վալենտային էլեկտրոններն այն էլեկտրոններն են, որոնք գտնվում են տարրի ամենաերկար էլեկտրոնային պատյանում: Քիմիկոսների համար կարևոր հմտություն է իմանալ, թե ինչպես գտնել տվյալ ատոմում վալենտային էլեկտրոնների քանակը, քանի որ այս տեղեկատվությունը որոշում է քիմիական կապերի տեսակները: Բարեբախտաբար, վալենտային էլեկտրոններ գտնելու համար անհրաժեշտ է միայն տարրերի կանոնավոր պարբերական աղյուսակը:

Քայլ

Մաս 1 -ից 2 -ից. Պարբերական աղյուսակով վալանսի էլեկտրոնների հայտնաբերում

Ոչ անցումային մետաղներ

Քայլ 1. Գտեք տարրերի պարբերական աղյուսակը:

Այս աղյուսակը գունավոր ծածկագրված աղյուսակ է, որը կազմված է բազմաթիվ տուփերից, որոնք պարունակում են մարդուն հայտնի բոլոր քիմիական տարրերը: Պարբերական աղյուսակը տալիս է հարուստ տեղեկատվություն տարրերի մասին. Մենք այս տեղեկատվության մի մասը կօգտագործենք մեր ուսումնասիրած ատոմում վալենտային էլեկտրոնների քանակը որոշելու համար: Սովորաբար, այս տեղեկատվությունը կարող եք գտնել քիմիայի դասագրքի շապիկին: Այստեղ կան նաև առցանց լավ ինտերակտիվ սեղաններ:

Քայլ 2. Նշեք 1 -ից 18 -ի տարրերի պարբերական աղյուսակի յուրաքանչյուր սյունակ:

Սովորաբար, պարբերական համակարգում ուղղահայաց սյունակի բոլոր տարրերն ունեն նույն քանակի վալենտային էլեկտրոններ: Եթե ձեր պարբերական աղյուսակն արդեն չունի թիվ յուրաքանչյուր սյունակում, համարակալեք այն ձախից սյունակում 1 -ից մինչև աջ սյունակում գտնվող 18: Գիտական առումով այս սյուները կոչվում են "խումբ" տարր.

Օրինակ, եթե մենք օգտագործում ենք պարբերական աղյուսակը, որտեղ խմբերն անթիվ են, ապա մենք կգրենք 1 ջրածնի վերևում (H), 2 -ը ՝ Բերիլիումից վերև (Be) և այդպես շարունակ մինչև Հելիումից (He) մինչև 18:

Քայլ 3. Աղյուսակում գտեք ձեր տարրը:

Այժմ գտեք այն տարրը, որի համար ցանկանում եք իմանալ սեղանի վալենտային էլեկտրոնները: Դուք կարող եք դա անել ՝ օգտագործելով քիմիական նշանը (յուրաքանչյուր տուփի տառը), ատոմային համարը (յուրաքանչյուր տուփի վերևի ձախ համարը) կամ աղյուսակում ձեզ հասանելի ցանկացած այլ տեղեկատվություն:

• Demonstուցադրական նպատակների համար եկեք գտնենք վալենտային էլեկտրոններ շատ հաճախ օգտագործվող տարրի համար. ածխածին (C):

  Այս տարրն ունի ատոմային թիվ 6: Այս տարրը գտնվում է 14. խմբից վերևում: Հաջորդ քայլում մենք կփնտրենք դրա վալենտային էլեկտրոնները:

• Այս ենթաբաժնում մենք անտեսելու ենք անցումային մետաղները, որոնք տարրեր են 3 -ից 12 -րդ խմբերի քառակուսի բլոկներում: Այս տարրերը փոքր -ինչ տարբերվում են մյուսներից, ուստի այս ենթաբաժնի քայլերը չեն տարածվում այդ տարրի վրա: Ստուգեք, թե ինչպես դա անել ստորև բերված ենթաբաժնում:

Քայլ 4. Օգտագործեք խմբի համարները `որոշելու վալենտային էլեկտրոնների թիվը:

Ոչ անցումային մետաղի խմբային համարը կարող է օգտագործվել տարրի ատոմում վալենտային էլեկտրոնների թիվը գտնելու համար: Խմբի համարի միավորի տեղը տարրերի ատոմում վալենտային էլեկտրոնների թիվն է: Այլ կերպ ասած:

• Խումբ 1: 1 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 2: 2 վալենտային էլեկտրոն
• Խումբ 13: 3 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 14: 4 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 15: 5 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ ՝ 6 վալենտային էլեկտրոն
• Խումբ ՝ 7 վալենտային էլեկտրոն
• Խումբ. 8 վալենտային էլեկտրոն (բացառությամբ հելիումի, որն ունի 2 վալենտային էլեկտրոն)

• Մեր օրինակում, քանի որ ածխածինը 14 -րդ խմբում է, կարող ենք ասել, որ մեկ ածխածնի ատոմ ունի չորս վալենտային էլեկտրոն:

Անցումային մետաղ

Քայլ 1. Գտեք 3 -ից 12 -րդ խմբերի տարրերը:

Ինչպես նշվեց վերևում, 3 -ից 12 -րդ խմբերի տարրերը կոչվում են անցումային մետաղներ և այլ տարրերից իրենց այլ կերպ են պահում վալենտային էլեկտրոնների առումով: Այս բաժնում մենք կբացատրենք տարբերությունը, որոշ չափով հաճախ այդ ատոմներին հնարավոր չէ տալ վալենտային էլեկտրոններ:

• Demonstուցադրական նպատակների համար եկեք վերցնենք Tantalum (Ta), տարր 73. Հաջորդ մի քանի քայլերում մենք կփնտրենք դրա վալենտային էլեկտրոնները (կամ, գոնե, փորձենք):
• Նկատի ունեցեք, որ անցումային մետաղները ներառում են լանթանիդ և ակտինիդ (նաև կոչվում են հազվագյուտ մետաղներ) շարքեր ՝ տարրերի երկու տող, որոնք սովորաբար գտնվում են սեղանի մնացած մասի ներքևում ՝ սկսած լանթանից և ակտինիումից: Այս բոլոր տարրերը ներառում են խումբ 3 պարբերական համակարգում:

Քայլ 2. Հասկացեք, որ անցումային մետաղները չունեն ավանդական վալենտային էլեկտրոններ:

Հասկանալը, որ պատճառը, թե ինչու են անցումային մետաղները իրականում չեն աշխատում պարբերական համակարգի մնացած մասի պես, պահանջում է մի փոքր բացատրություն, թե ինչպես են էլեկտրոններն աշխատում ատոմներում: Արագ ակնարկ ստանալու համար տե՛ս ստորև կամ բաց թողեք այս քայլը ՝ պատասխանը անմիջապես ստանալու համար:

• Քանի որ էլեկտրոնները ավելանում են ատոմներին, այդ էլեկտրոնները դասակարգվում են տարբեր օրբիտալների `ըստ էության տարբեր շրջանների ատոմի շուրջ, որտեղ ատոմները հավաքվում են: Սովորաբար, վալենտային էլեկտրոնները արտաքին ծայրամասի ատոմներն են, այլ կերպ ասած ՝ վերջին ատոմներն են ավելացվել:
• Մի փոքր բարդ պատճառներով այստեղ բացատրելը, երբ ատոմներ են ավելանում անցումային մետաղի արտաքին d պատյանին (ավելին ՝ ստորև), առաջին ատոմները, որոնք մտնում են պատյան, հակված են գործել սովորական վալենտային էլեկտրոնների նման, բայց դրանից հետո, էլեկտրոններն այդպես չեն վարվում, իսկ ուղեծրային այլ շերտերի էլեկտրոնները երբեմն նույնիսկ գործում են վալենտային էլեկտրոնների պես: Սա նշանակում է, որ ատոմը կարող է ունենալ մի քանի վալենտային էլեկտրոն ՝ կախված այն բանից, թե ինչպես է այն շահարկվում:
• Ավելի մանրամասն բացատրության համար նայեք Clackamas Community College- ի լավ վալենտային էլեկտրոնների էջին:

Քայլ 3. Որոշեք վալենտային էլեկտրոնների քանակը ՝ հիմնվելով նրանց խմբաքանակի վրա:

Կրկին, ձեր դիտած տարրի խմբաքանակը կարող է ձեզ ասել, թե քանի վալենտային էլեկտրոն ունի: Այնուամենայնիվ, անցումային մետաղների համար չկա որևէ օրինաչափություն, որին կարող եք հետևել. Խմբի թիվը սովորաբար կհամապատասխանի մի շարք հնարավոր վալենտային էլեկտրոնների: Թվերն են.

• Խումբ 3: 3 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 4: 2 -ից 4 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 5: 2 -ից 5 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 6: 2 -ից 6 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 7: 2 -ից 7 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 8: 2 կամ 3 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 9: 2 կամ 3 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 10: 2 կամ 3 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 11: 1 -ից 2 վալենտային էլեկտրոններ
• Խումբ 12: 2 վալենտային էլեկտրոն
• Մեր օրինակում, քանի որ տանտալը 5 -րդ խմբում է, կարող ենք ասել, որ տանտալն ունի միջև երկու և հինգ վալենտային էլեկտրոններ, կախված իրավիճակից:

2 -րդ մաս 2 -ից. Էլեկտրոնների կազմաձևման միջոցով գտնել Վալանսի էլեկտրոնները

Քայլ 1. Իմացեք, թե ինչպես կարդալ էլեկտրոնային կազմաձևերը:

Տարրերի վալենտային էլեկտրոններ գտնելու մեկ այլ եղանակ է ՝ էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա կոչվող մի բանով: Էլեկտրոնային կազմաձևումը կարող է բարդ թվալ, բայց դա պարզապես ատոմում էլեկտրոնային օրբիտալները տառերով և թվերով ներկայացնելու միջոց է, և հեշտ է, եթե գիտեք, թե ինչ եք անում:

• Եկեք նայենք նատրիումի (Na) տարրի օրինակելի կազմաձևին.

  1s²2s²2 պ⁶3 ս¹

• Նկատի ունեցեք, որ այս էլեկտրոնային կազմաձևը պարզապես կրկնում է այսպիսի օրինակը.

  (համար) (տառ)^{(վերը նշված համարը)}(համար) (տառ)^{(վերը նշված համարը)}…

• … Եվ այլն Կաղապար (համար) (տառ) առաջինը էլեկտրոնի ուղեծրի անունն է և ^{(վերը նշված համարը)} էլեկտրոնների թիվն է այդ ուղեծրում - վերջ!

• Այսպիսով, մեր օրինակի համար մենք ասում ենք, որ նատրիումը ունի 2 էլեկտրոն 1 -ական ուղեծրում ավելացվել է 2 էլեկտրոն 2 վայրկյանում ՝ ուղեծրում ավելացվել է 6 էլեկտրոն 2p. Ուղեծրերում ավելացվել է 3 էլեկտրոնային ուղեծրում 1 էլեկտրոն:

  Ընդհանուրը 11 էլեկտրոն է. Նատրիումը թիվ 11 տարրն է, ուստի իմաստ ունի:

Քայլ 2. Գտեք ձեր ուսումնասիրած տարրի էլեկտրոնային կազմաձևը:

Երբ իմանաք տարրի էլեկտրոնային կազմաձևումը, վալենտային էլեկտրոնների թիվը գտնելը բավականին հեշտ է (բացառությամբ, իհարկե, անցումային մետաղների): Եթե ինքներդ պետք է փնտրեք այն, նայեք ստորև.

• Ահա ununoctium- ի (Uuo) էլեկտրոնի ամբողջական կազմաձևը, տարր թիվ 118:

  1s²2s²2 պ⁶3 ս²3p⁶4 ս²3d¹⁰4p⁶5 վ²4 դ¹⁰5p⁶6s²4 զ¹⁴5 դ¹⁰6p⁶7 -ականներ²5 զ¹⁴6 դ¹⁰7p⁶

• Այժմ, երբ դուք ունեք կազմաձևում, մեկ այլ ատոմի էլեկտրոնային կազմաձևը գտնելու համար մնում է լրացնել այս օրինակը զրոյից, մինչև էլեկտրոնների սպառումը: Սա ավելի հեշտ է, քան թվում է: Օրինակ, եթե մենք ցանկանայինք ստեղծել քլորի (Cl) ուղեծրային դիագրամ, թիվ 17 տարր, որն ունի 17 էլեկտրոն, մենք դա կանեինք այսպես.

  1s²2s²2 պ⁶3 ս²3p⁵

• Ուշադրություն դարձրեք, որ էլեկտրոնների թիվն ավելանում է մինչև 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17: Պարզապես անհրաժեշտ է փոխել վերջնական ուղեծրի գումարը, մնացածը նույնն է, քանի որ մինչև վերջին ուղեծրը մինչև օրբիտալները լիքն են:
• Էլեկտրոնային այլ կազմաձևերի համար տե՛ս նաև այս հոդվածը:

Քայլ 3. Օկտետի կանոնով ուղեծրի պատյաններին էլեկտրոններ ավելացրեք:

Երբ էլեկտրոնները ավելանում են ատոմին, նրանք ընկնում են տարբեր օրբիտալների ՝ վերը թվարկված կարգով. Առաջին երկու էլեկտրոնները մտնում են 1s ուղեծիր, հաջորդ երկու էլեկտրոնները մտնում են 2s ուղեծիր, հաջորդ վեց էլեկտրոնները մտնում են 2p ուղեծիր և այսպես շարունակ Երբ մենք աշխատում ենք անցումային մետաղներից դուրս գտնվող ատոմների հետ, ասում ենք, որ այդ ուղեծրերը ատոմի շուրջ ձևավորում են ուղեծրային պատյաններ, որոնցից յուրաքանչյուր հաջորդ պատյան ավելի հեռու է գտնվում նախորդ պատյանից: Բացի առաջին պատյանից, որը կարող է պահել միայն երկու էլեկտրոն, յուրաքանչյուր պատյան կարող է պահել ութ էլեկտրոն (բացի այդ, կրկին, անցումային մետաղների հետ աշխատելիս): Սա կոչվում է Օկտետի կանոն.

• Օրինակ, ենթադրենք, մենք նայում ենք Բոր (B) տարրին: Քանի որ ատոմային թիվը հինգ է, մենք գիտենք, որ տարրն ունի հինգ էլեկտրոն, և դրա էլեկտրոնային կազմաձևումն այսպիսին է. 1 վ²2s²2 պ¹. Քանի որ առաջին ուղեծրային պատյանն ունի ընդամենը երկու էլեկտրոն, մենք գիտենք, որ Բորը ունի միայն երկու պատյան ՝ մեկ պատյան ՝ երկու 1s էլեկտրոններով և մեկ պատյան ՝ 3 էլեկտրոնով ՝ 2s և 2p ուղեծրերից:
• Որպես մեկ այլ օրինակ ՝ քլորի նման տարրը կունենա երեք ուղեծրային պատյան ՝ մեկը 1s էլեկտրոններով, մեկը ՝ 2s էլեկտրոններով և վեց 2p էլեկտրոններով, և մեկը ՝ 3ss էլեկտրոններով և հինգ 3p էլեկտրոններով:

Քայլ 4. Գտեք արտաքին պատյանում էլեկտրոնների թիվը:

Այժմ, երբ դուք գիտեք ձեր տարրի էլեկտրոնային թաղանթը, վալենտային էլեկտրոններ գտնելը շատ հեշտ է. Պարզապես օգտագործեք արտաքին պատյանում գտնվող էլեկտրոնների թիվը: Եթե արտաքին ծայրը լիքն է (այլ կերպ ասած, եթե ամենաերկար պատյանն ունի ութ էլեկտրոն, կամ առաջին պատյանում այն ունի երկու), տարրը դառնում է իներտ և հեշտությամբ չի արձագանքելու այլ տարրերի հետ: Սակայն, կրկին, այս կանոնը չի վերաբերում անցումային մետաղներին:

Օրինակ, եթե մենք օգտագործում ենք Բորը, քանի որ երկրորդ պատյանում կա երեք էլեկտրոն, կարող ենք ասել, որ Բորն ունի երեք վալենտային էլեկտրոններ:

Քայլ 5. Օգտագործեք սեղանի տողերը որպես կարճ ուղի ՝ ուղեծրային պատյաններ գտնելու համար:

Պարբերական համակարգի հորիզոնական տողերը կոչվում են "ժամանակաշրջան" տարր. Աղյուսակի վերևից սկսած ՝ յուրաքանչյուր ժամանակաշրջան համապատասխանում է ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների թվին: Դուք կարող եք այն օգտագործել որպես սղագրության միջոց ՝ որոշելու, թե քանի վալենտային էլեկտրոն ունի տարրը. Կրկին, դուք պետք է անտեսեք այս մեթոդի անցումային մետաղները:

• Օրինակ, մենք գիտենք, որ սելեն տարրն ունի չորս ուղեծրային պատյաններ, քանի որ գտնվում է չորրորդ շրջանում: Քանի որ այն չորրորդ շրջանում ձախից վեցերորդ տարրն է (անտեսելով անցումային մետաղները), մենք գիտենք, որ նրա չորրորդ արտաքին պատյանը ունի վեց էլեկտրոն և, հետևաբար, սելենը վալենտային վեց էլեկտրոն:

Խորհուրդներ

• Նկատի ունեցեք, որ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կարող է գրվել հակիրճ ՝ օգտագործելով ազնիվ գազերը (18 -րդ խմբի տարրերը) ՝ կազմաձևման սկզբում գտնվող օրբիտալներին փոխարինելու համար: Օրինակ, նատրիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կարող է գրվել որպես [Ne] 3s1 - իրականում նույնը, ինչ նեոնը, բայց 3s ուղեծրում մեկ լրացուցիչ էլեկտրոնով:
• Անցումային մետաղները կարող են ունենալ վալենտային ենթաշերտեր, որոնք ամբողջությամբ չեն լցված: Անցումային մետաղներում վալենտային էլեկտրոնների ճշգրիտ քանակի որոշումը ներառում է քվանտային տեսության սկզբունքներ, որոնք ընդգրկված չեն սույն հոդվածում:
• Նշենք, որ պարբերական աղյուսակը տարբերվում է երկրից երկիր: Այսպիսով, ստուգեք, արդյոք դուք օգտագործում եք ճիշտ պարբերական աղյուսակը `շփոթությունից խուսափելու համար: