Kimyada değerlik elektronları, bir elementin en dış elektron kabuğunda bulunan elektronlardır. Belirli bir atomdaki değerlik elektronlarının sayısının nasıl bulunacağını bilmek kimyagerler için önemli bir beceridir çünkü bu bilgi oluşturulabilecek kimyasal bağ türlerini belirler. Neyse ki, değerlik elektronlarını bulmak için tek ihtiyacınız olan elementlerin düzenli periyodik tablosu.
Adım
Bölüm 1/2: Periyodik Tablo ile Değerlik Elektronlarını Bulma
Geçiş Olmayan Metaller
Adım 1. Elementlerin periyodik tablosunu bulun
Bu tablo, insanoğlunun bildiği tüm kimyasal elementleri içeren birçok farklı kutudan oluşan renk kodlu bir tablodur. Periyodik tablo, elementler hakkında zengin bilgiler sağlar - bu bilgilerin bir kısmını, incelediğimiz atomdaki değerlik elektronlarının sayısını belirlemek için kullanacağız. Genellikle bu bilgiyi bir kimya ders kitabının kapağında bulabilirsiniz. Ayrıca burada çevrimiçi olarak sunulan iyi etkileşimli tablolar da vardır.
Adım 2. Periyodik element tablosundaki her sütunu 1'den 18'e kadar etiketleyin
Genellikle, periyodik tabloda, dikey bir sütundaki tüm elementler aynı sayıda değerlik elektronuna sahiptir. Periyodik tablonuzun her sütununda zaten bir sayı yoksa, en soldaki sütunda 1'den en sağdaki sütunda 18'e kadar numaralandırın. Bilimsel terimlerle bu sütunlara denir. "grup" öğe.
Örneğin, grupların numaralandırılmadığı periyodik tabloyu kullanırsak, Hidrojen (H) üzerine 1, Berilyum (Be) üzerine 2 ve Helyum (He) üzerine 18'e kadar böyle devam ederdik
Adım 3. Öğenizi tabloda bulun
Şimdi değerlik elektronlarını bilmek istediğiniz elementi tablodan bulun. Bunu kimyasal sembolü (her kutudaki harf), atom numarasını (her kutunun sol üst köşesindeki sayı) veya tablodaki diğer bilgileri kullanarak yapabilirsiniz.
-
Gösteri amacıyla, çok sık kullanılan bir elementin değerlik elektronlarını bulalım: karbon (C).
Bu elementin atom numarası 6'dır. Bu element grup 14'ün üzerinde yer alır. Bir sonraki adımda değerlik elektronlarını arayacağız.
- Bu alt bölümde, 3'ten 12'ye kadar olan grupların kare bloklarındaki elementler olan geçiş metallerini görmezden geleceğiz. Bu elementler diğerlerinden biraz farklıdır, dolayısıyla bu alt bölümdeki adımlar o element için geçerli değildir. Aşağıdaki alt bölümde bunu nasıl yapacağınızı kontrol edin.
Adım 4. Değerlik elektronlarının sayısını belirlemek için grup numaralarını kullanın
Geçiş olmayan bir metalin grup numarası, elementin atomundaki değerlik elektronlarının sayısını bulmak için kullanılabilir. Grup numarasının birim yeri elementin atomundaki değerlik elektronlarının sayısıdır. Diğer bir deyişle:
- Grup 1: 1 değerlik elektronları
- Grup 2: 2 değerlik elektronu
- Grup 13: 3 değerlik elektronu
- Grup 14: 4 değerlik elektronu
- Grup 15: 5 değerlik elektronu
- Grup: 6 değerlik elektronları
- Grup: 7 değerlik elektronu
- Grup: 8 değerlik elektronu (2 değerlik elektronu olan helyum hariç)
-
Örneğimizde karbon 14. grupta olduğu için bir karbon atomunun dört değerlik elektronu.
Geçiş metali
Adım 1. 3'ten 12'ye kadar olan gruplardaki öğeleri bulun
Yukarıda belirtildiği gibi, 3'ten 12'ye kadar olan gruplardaki elementlere geçiş metalleri denir ve değerlik elektronları açısından diğer elementlerden farklı davranırlar. Bu bölümde, farkı açıklayacağız, bir dereceye kadar, bu atomlara değerlik elektronları atamak çoğu zaman mümkün değildir.
- Gösteri amacıyla Tantal (Ta), element 73'ü ele alalım. Sonraki birkaç adımda, onun değerlik elektronlarını arayacağız (veya en azından deneyeceğiz).
- Geçiş metallerinin lantanit ve aktinit (nadir toprak metalleri olarak da adlandırılır) serisini içerdiğine dikkat edin - lantan ve aktinyum ile başlayan, genellikle tablonun geri kalanının altında bulunan iki sıra element. Bu unsurların tümü şunları içerir: grup 3 periyodik tabloda.
Adım 2. Geçiş metallerinin geleneksel değerlik elektronlarına sahip olmadığını anlayın
Geçiş metallerinin periyodik tablonun geri kalanı gibi çalışmamasının nedenini anlamak, elektronların atomlarda nasıl çalıştığına dair küçük bir açıklama gerektirir. Hızlı bir genel bakış için aşağıya bakın veya cevabı hemen almak için bu adımı atlayın.
- Atomlara elektronlar eklendikçe, bu elektronlar farklı orbitallere, yani atomların etrafında atomların bir araya geldiği esasen farklı bölgelere ayrılır. Genellikle değerlik elektronları en dış kabuktaki atomlardır - diğer bir deyişle son eklenen atomlardır.
- Burada açıklaması biraz karmaşık olan nedenlerle, bir geçiş metalinin dış d kabuğuna atomlar eklendiğinde (daha fazlası aşağıdadır), kabuğa ilk giren atomlar sıradan değerlik elektronları gibi davranma eğilimindedir, ancak bundan sonra, elektronlar bu şekilde davranmaz ve diğer yörünge katmanlarından gelen elektronlar bazen değerlik elektronları gibi davranır. Bu, bir atomun nasıl manipüle edildiğine bağlı olarak birden fazla değerlik elektronuna sahip olabileceği anlamına gelir.
- Daha ayrıntılı bir açıklama için Clackamas Community College'ın iyi değerlik elektronları sayfasına bakın.
Adım 3. Grup numaralarına göre değerlik elektronlarının sayısını belirleyin
Yine, baktığınız elementin grup numarası size kaç tane değerlik elektronu olduğunu söyleyebilir. Ancak geçiş metalleri için izleyebileceğiniz bir model yoktur - grup numarası genellikle bir dizi olası değerlik elektronuna karşılık gelir. Rakamlar:
- Grup 3: 3 değerlik elektronu
- Grup 4: 2 ila 4 değerlik elektronu
- Grup 5: 2 ila 5 değerlik elektronu
- Grup 6: 2 ila 6 değerlik elektronu
- Grup 7: 2 ila 7 değerlik elektronu
- Grup 8: 2 veya 3 değerlik elektronu
- Grup 9: 2 veya 3 değerlik elektronu
- Grup 10: 2 veya 3 değerlik elektronu
- Grup 11: 1 ila 2 değerlik elektronu
- Grup 12: 2 değerlik elektronu
- Örneğimizde Tantalum 5. grupta olduğu için Tantalum arasında iki ve beş değerlik elektronları, duruma bağlı olarak.
Bölüm 2/2: Elektron Konfigürasyonu ile Değerlik Elektronlarını Bulma
Adım 1. Elektron konfigürasyonlarını nasıl okuyacağınızı öğrenin
Bir elementin değerlik elektronlarını bulmanın başka bir yolu da elektron konfigürasyonu denen bir şeydir. Elektron konfigürasyonu karmaşık görünebilir, ancak bu sadece bir atomdaki elektron orbitallerini harfler ve sayılarla temsil etmenin bir yoludur ve ne yaptığınızı biliyorsanız, bu kolaydır.
-
Sodyum (Na) elementi için örnek bir konfigürasyona bakalım:
-
- 1s22s22p63s1
-
-
Bu elektron konfigürasyonunun basitçe şöyle bir modeli tekrar ettiğini unutmayın:
-
- (sayı)(harf)(yukarıdaki sayı)(sayı)(harf)(yukarıdaki sayı)…
-
- …vesaire. Desen (sayı)(harf) ilki elektron yörüngesinin adıdır ve (yukarıdaki sayı) o yörüngedeki elektron sayısıdır - işte bu kadar!
-
Örneğimiz için, sodyumun 1s yörüngesinde 2 elektron katma 2s yörüngede 2 elektron katma 2p orbitallerinde 6 elektron katma 3s orbitalinde 1 elektron.
Toplam 11 elektrondur - sodyum 11 numaralı elementtir, bu yüzden mantıklı.
Adım 2. Çalıştığınız element için elektron konfigürasyonunu bulun
Bir elementin elektron konfigürasyonunu öğrendikten sonra, değerlik elektronlarının sayısını bulmak oldukça kolaydır (tabii ki geçiş metalleri için hariç). Eğer problemdeki konfigürasyon size verildiyse, bir sonraki adıma geçebilirsiniz. Kendiniz bakmanız gerekiyorsa, aşağıya bir göz atın:
-
İşte ununoktiyum (Uuo), eleman numarası 118 için tam elektron konfigürasyonu:
-
- 1s22s22p63s23p64s23 boyutlu104p65s24d105p66s24f145d106p67'ler25f146d107p6
-
-
Artık konfigürasyona sahip olduğunuza göre, başka bir atomun elektron konfigürasyonunu bulmak için tek yapmanız gereken, elektronlarınız bitene kadar bu modeli sıfırdan doldurmaktır. Bu göründüğünden daha kolay. Örneğin, 17 elektronlu 17 numaralı klor (Cl) için bir yörünge diyagramı oluşturmak isteseydik, bunu şöyle yapardık:
-
- 1s22s22p63s23p5
-
- Elektron sayısının toplamının 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17 olduğuna dikkat edin. Sadece son yörüngedeki miktarı değiştirmeniz gerekir - gerisi aynıdır çünkü son yörüngeden önceki yörüngeler doludur.
- Diğer elektron konfigürasyonları için bu makaleye de bakın.
Adım 3. Octet Kuralı ile yörünge kabuklarına elektron ekleyin
Elektronlar bir atoma eklendiğinde, yukarıda listelenen sırayla çeşitli yörüngelere düşerler - ilk iki elektron 1s yörüngesine, sonraki iki elektron 2s yörüngesine, sonraki altı elektron 2p yörüngesine gider ve yakın zamanda. Geçiş metallerinin dışındaki atomlarla çalıştığımızda, bu yörüngelerin atomun etrafında yörünge kabukları oluşturduğunu ve her ardışık kabuk bir önceki kabuktan daha uzakta olduğunu söyleriz. Sadece iki elektron tutabilen birinci kabuğa ek olarak, her bir kabuk sekiz elektron tutabilir (ayrıca geçiş metalleri ile çalışırken yine.) Buna denir. Oktet Kuralı.
- Örneğin Bor (B) elementine baktığımızı varsayalım. Atom numarası beş olduğundan, elementin beş elektronu olduğunu ve elektron konfigürasyonunun şöyle göründüğünü biliyoruz: 1s22s22p1. İlk yörünge kabuğunun sadece iki elektronu olduğundan, Boron'un sadece iki kabuğu olduğunu biliyoruz: iki 1s elektronlu bir kabuk ve 2s ve 2p orbitallerinden üç elektronlu bir kabuk.
- Başka bir örnek olarak, klor gibi bir elementin üç yörünge kabuğu olacaktır: biri 1s elektronlu, biri iki 2s elektronlu ve altı 2p elektronlu ve biri iki 3s elektronlu ve beş 3p elektronlu.
Adım 4. Dış kabuktaki elektron sayısını bulun
Artık elementinizin elektron kabuğunu bildiğinize göre, değerlik elektronlarını bulmak çok kolaydır: sadece dış kabuktaki elektron sayısını kullanın. En dıştaki kabuk doluysa (başka bir deyişle, en dıştaki kabuk sekiz elektrona sahipse veya ilk kabuk için iki elektrona sahipse), eleman durağan hale gelir ve diğer elemanlarla kolayca reaksiyona girmez. Ancak yine bu kural geçiş metalleri için geçerli değildir.
Örneğin Bor kullanırsak, ikinci kabukta üç elektron olduğu için Bor'un sahip olduğunu söyleyebiliriz. üç değerlik elektronları.
Adım 5. Yörünge kabuklarını bulmanın kestirme bir yolu olarak tablo satırlarını kullanın
Periyodik cetvelde yatay sıralara denir "dönem" öğe. Tablonun en üstünden başlayarak, her periyot, atomun o periyotta sahip olduğu elektron kabuklarının sayısına karşılık gelir. Bir elementin kaç değerlik elektronu olduğunu belirlemenin kestirme bir yolu olarak kullanabilirsiniz - elektronları sayarken periyodun sol tarafından başlamanız yeterlidir. Yine bu yöntem için geçiş metallerini göz ardı etmeniz gerekiyor.
-
Örneğin, selenyum elementinin dördüncü periyotta olduğu için dört yörünge kabuğuna sahip olduğunu biliyoruz. Dördüncü periyotta soldan altıncı element olduğu için (geçiş metallerini yok sayarsak), dördüncü dış kabuğunun altı elektrona sahip olduğunu biliyoruz ve bu nedenle selenyumun altı değerlik elektronu.
İpuçları
- Elektron konfigürasyonunun, konfigürasyonun başlangıcındaki orbitalleri değiştirmek için asil gazlar (grup 18'deki elementler) kullanılarak kısa bir şekilde yazılabileceğine dikkat edin. Örneğin, sodyumun elektron konfigürasyonu [Ne]3s1 olarak yazılabilir - aslında neon ile aynıdır, ancak 3s orbitalinde fazladan bir elektron bulunur.
- Geçiş metalleri, tamamen doldurulmamış değerlik alt kabuklarına sahip olabilir. Geçiş metallerindeki değerlik elektronlarının tam sayısının belirlenmesi, bu makalenin kapsamına girmeyen kuantum teorisi ilkelerini içerir.
- Periyodik tablonun ülkeden ülkeye değiştiğini unutmayın. Bu nedenle, karışıklığı önlemek için doğru periyodik tabloyu kullanıp kullanmadığınızı kontrol edin.
