Inhalt

• Schritte
• Rat
• Was du brauchst

In Chemie, Valenzelektronen sind Elektronen, die sich in der äußersten Schicht der Elektronenhülle eines Elements befinden. Die Bestimmung der Anzahl der Valenzelektronen eines Elements ist eine wichtige Fähigkeit in der Chemie, da diese Informationen dazu beitragen, die Arten von Bindungen zu bestimmen, die dieses Element bilden kann. Die Bestimmung der Anzahl der Valenzelektronen kann leicht mit dem Periodensystem chemischer Elemente erfolgen.

Schritte

Teil 1 von 2: Ermitteln Sie die Anzahl der Valenzelektronen anhand des Periodensystems

Mit Übergangsmetall

1. 

   Halten Sie eine bereit Periodensystem chemische Elemente. Das Periodensystem der Elemente (kurz das Periodensystem) ist ein farbcodiertes Mehrzellen-Tabellen, in dem alle bekannten Elemente sowie einige wichtige Informationen zu aufgeführt sind diese Elemente. Basierend auf den im Periodensystem verfügbaren Informationen können wir die Anzahl der Valenzelektronen des untersuchten Elements bestimmen. Das Periodensystem ist normalerweise einem Lehrbuch beigefügt. Sie können auch auf dieses vorhandene interaktive Periodensystem verweisen.

2. 

   
   
   Nummerieren Sie jede Spalte im Periodensystem von 1 bis 18. Normalerweise haben im Periodensystem alle Elemente in derselben Spalte die gleiche Anzahl von Valenzelektronen. Wenn Ihr Periodensystem noch keine Spalten nummeriert hat, nummerieren Sie 1 bis 18 vertikal von links nach rechts. Wissenschaftlich wird jede Spalte im Periodensystem als eine bezeichnet "Gruppe".
   • Zum Beispiel würden wir für ein vorzeichenloses Periodensystem die Nummer 1 über dem Element Wasserstoff (H), die Nummer 2 über dem Element Beri (Be) und dasselbe bis 18 über Helium (He) tun ).

3. 

   
   
   Bestimmen Sie die Position des betreffenden Elements. In diesem Schritt bestimmen Sie die Position des Elements, das Sie im Periodensystem betrachten. Sie können die Position eines Elements anhand seines chemischen Symbols (Buchstabe in jeder Zelle), seiner Ordnungszahl (die Zahl in der oberen linken Ecke jeder Zelle) oder anhand von Informationen ermitteln Nachrichten sind im Periodensystem verfügbar.
   • Zum Beispiel müssen wir die Anzahl der Valenzelektronen des Elements ermitteln Kohlenstoff (C). Die Ordnungszahl des Elements ist 6. Der Kohlenstoff befindet sich im oberen Teil der Elemente der Gruppe 14. Im nächsten Schritt werden wir die Anzahl der Valenzelektronen dieses Elements bestimmen.
   • In diesem Abschnitt werden wir Übergangsmetalle ignorieren, dh Elemente im Bereich der Gruppen 3 bis 12. Diese Übergangsmetalle unterscheiden sich geringfügig von den übrigen, daher sind die Schritte Die Anweisungen in diesem Abschnitt gelten nicht für solche Metalle. Wir werden uns diese Elementgruppen später in diesem Artikel ansehen.

4. 

   
   
   Verwenden Sie die Gruppennummer, um die Anzahl der Valenzelektronen zu bestimmen. Die Gruppennummer eines Nichtübergangsmetalls kann verwendet werden, um die Anzahl der Valenzelektronen im Atom dieses Elements zu berechnen. Die "Einheitsreihe der Gruppennummer" ist die Anzahl der Valenzelektronen in den Atomen der Elemente in dieser Gruppe. Mit anderen Worten:
   • Valenzelektron der Gruppe 1: 1
   • Valenzelektronen der Gruppe 2: 2
   • Gruppe 13: 3 Valenzelektronen
   • Gruppe 14: 4 Valenzelektronen
   • Gruppe 15: 5 Valenzelektronen
   • Valenzelektronen der Gruppe 16: 6
   • Gruppe 17: 7 Valenzelektronen
   • Gruppe 18: 8 Valenzelektronen (außer Helium mit 2 Valenzelektronen)
   • Im Kohlenstoffbeispiel könnte man sagen, dass ein Kohlenstoffatom hat, da der Kohlenstoff in Gruppe 14 ist vier Valenzelektronen.
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Mit Übergangsmetall

1. 

   Identifizieren Sie ein Element im Bereich von Gruppe 3 bis Gruppe 12. Wie oben erwähnt, werden die Elemente in den Gruppen 3 bis 12 als "Übergangsmetalle" bezeichnet, und wenn es um Valenzelektronen geht, haben diese andere Eigenschaften als die übrigen. In diesem Abschnitt erfahren Sie, warum es oft nicht möglich ist, den Atomen von Übergangsmetallen Valenzelektronen zuzuweisen.
   • In diesem Abschnitt nehmen wir als Beispiel das Element Tantan (Ta), dessen Ordnungszahl 73 ist. Die nächsten Schritte helfen bei der Bestimmung der Anzahl der Valenzelektronen des Elements.
   • Beachten Sie, dass die Elemente der 3 Familien Lantane und Actinium (auch als "Seltenerdmetalle" bekannt) ebenfalls zur Gruppe der Übergangsmetalle gehören - diese beiden Elementgruppen sind normalerweise unter dem Periodensystem aufgeführt. Kopf mit Lantan und Actini.

2. 

   Valenzelektronen in Übergangsmetallen sind nicht dasselbe wie "normale" Valenzelektronen. Um zu verstehen, warum Übergangsmetalle nicht wie andere Elemente im Periodensystem „funktionieren“, müssen wir ein wenig darüber wissen, wie Elektronen im Atom funktionieren, wie unten erläutert. , oder Sie können diesen Schritt überspringen.
   • Wenn Elektronen in ein Atom eingefügt werden, werden sie in verschiedenen "Orbitalen" angeordnet, dh in verschiedenen Regionen um den Kern herum. Kurz gesagt, Valenzelektronen sind die Elektronen, die sich im Orbital der äußersten Schicht befinden - mit anderen Worten, die letzten Elektronen, die dem Atom hinzugefügt wurden.
   • Die detaillierte Erklärung des Orbitals ist möglicherweise etwas kompliziert, wenn der Unterklasse Elektronen hinzugefügt werden d Von der Atomhülle des Übergangsmetalls (siehe unten) verhält sich das erste dieser Elektronen wie herkömmliche Valenzelektronen, aber dann können sich ihre Eigenschaften verdoppeln wenn Elektronen aus anderen Orbitalen als Valenzelektronen wirken können. Das heißt, ein Atom kann je nach Fall mehrere Valenzelektronen haben.
   • Weitere Informationen hierzu finden Sie auf der Valenzelektronenseite des Clackamas Community College.

3. 

   Bestimmen Sie die Anzahl der Valenzelektronen anhand der Gruppennummer. Wie oben für Nichtübergangsmetalle erwähnt, kann die Gruppennummer im Periodensystem helfen, die Anzahl der Valenzelektronen zu bestimmen. Es gibt jedoch keine bestimmte Formel, um die genaue Anzahl der Valenzelektronen des Übergangsmetalls zu bestimmen - in diesem Fall ist die Anzahl der Valenzelektronen eines Elements nicht auf einem festen Wert, der Anzahl der Dinge. Selbstgruppen können nur eine relative Anzahl von Valenzelektronen erkennen. Detail:
   • Valenzelektronen der Gruppe 3: 3
   • Gruppen von 4: 2 bis 4 Valenzelektronen
   • Gruppe 5: 2 bis 5 Valenzelektronen
   • Gruppe 6: 2 bis 6 Valenzelektronen
   • Gruppen 7: 2 bis 7 Valenzelektronen
   • Gruppen von 8: 2 bis 3 Valenzelektronen
   • Gruppen 9: 2 bis 3 Valenzelektronen
   • Gruppen von 10: 2 bis 3 Valenzelektronen
   • Gruppen 11: 1 bis 2 Valenzelektronen
   • Gruppe 12: 2 Valenzelektronen
   • Am Beispiel des Elements Tanta (Ta) der Gruppe 5 können wir sagen, dass dieses Element hat 2 bis 5 Valenzelektronenje nach Fall.
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Teil 2 von 2: Finden Sie die Anzahl der Valenzelektronen basierend auf der Elektronenkonfiguration

1. 

   Erfahren Sie, wie Sie die Elektronenkonfiguration lesen. Basierend auf der Elektronenkonfiguration eines Elements können wir auch die Anzahl der Valenzelektronen dieses Elements bestimmen. Die Elektronenkonfiguration sieht kompliziert aus, aber es ist nur so, wie man die Orbitale eines Elements in Form von Buchstaben und Zahlen darstellt. Sobald Sie das Gesetz verstanden haben, ist es nicht schwierig, die Elektronenkonfiguration zu verstehen.
   • Betrachten Sie eine beispielhafte Elektronenkonfiguration von Natrium (Na):

     1s2s2p3s

   • Wenn Sie darauf achten, werden Sie sehen, dass die Elektronenkonfiguration nur eine Folge von Wiederholungen ist:

     (Nummer) (Wort) (Nummer) (Wort) ...

   • ... und so weiter. Gruppe (Nummer) (Wort) Das erste ist der Name des Orbitals und bezeichnet die Anzahl der Elektronen in diesem Orbital.
   • In unserem Fall können wir also sagen, dass Natrium dies tut 2 Elektronen im 1s Orbital, 2 Elektronen im 2s Orbital, 6 Elektronen in einem 2p-Orbital und 1 Elektron im 3 3s Orbital. Insgesamt gibt es 11 Elektronen - die Ordnungszahl von Natrium beträgt ebenfalls 11.

2. 

   Finden Sie die Elektronenkonfiguration des Elements, das Sie betrachten. Sobald Sie die Elektronenkonfiguration eines Elements kennen, ist es nicht schwierig, die Elektronenkonfiguration dieses Elements zu finden (außer im Fall von Übergangsmetallen). Wenn die Elektronenkonfiguration in der zu lösenden Frage verfügbar ist, können Sie diesen Schritt überspringen. Wenn Sie die Elektronenkonfiguration finden müssen, fahren Sie mit den folgenden Schritten fort:
   • Die vollständige Elektronenkonfiguration des Elements ununocti (Uuo), die Ordnungszahl 118, lautet:

     1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

   • Sobald Sie eine so vollständige Elektronenkonfiguration haben, müssen Sie nur die Orbitale mit Elektronen füllen, beginnend mit dem ersten Orbital, bis die Anzahl der Elektronen zum Füllen aufgebraucht ist, um die Elektronenkonfiguration eines anderen Elements zu finden. Es klingt kompliziert, aber wenn es darum geht, ist es relativ einfach. Wenn wir beispielsweise die vollständige Elektronenkonfiguration von Chlor (Cl), Element 17, schreiben möchten, dh das Atom dieses Elements hat 17 Elektronen, würden wir Folgendes ausfüllen:

     1s2s2p3s3p

   • Beachten Sie, dass die Gesamtzahl der Elektronen in der Elektronenkonfiguration genau richtig ist. 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Sie müssen nur die Anzahl auf dem letzten Orbital ändern - der Rest bleibt gleich, da das nahezu vorletzte Orbital voll ist. Elektron.
   • Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie die Elektronenkonfiguration eines Elements schreiben.

3. 

   
   
   Ordnen Sie den Orbitalen gemäß der achten Regel Elektronen zu. Wenn einem Atom Elektronen hinzugefügt werden, werden sie in der oben angegebenen Reihenfolge in Orbitale sortiert - die ersten beiden Elektronen werden im 1s-Orbital platziert, die nächsten zwei Elektronen im 2s-Orbital, die nächsten sechs Elektronen im Orbital 2p, bis das Elektron im entsprechenden Orbital platziert ist. Wenn wir die Atome von Nicht-Übergangselementen betrachten, können wir sagen, dass diese Orbitale "Schichten" um den Kern bilden, in denen die folgende Schicht weiter vom Kern entfernt ist als die vorhergehende. Zusätzlich zur ersten Orbitalschicht, die nur bis zu zwei Elektronen aufnehmen kann, können alle nachfolgenden Orbitalschichten bis zu acht Elektronen aufnehmen (außer bei Übergangsmetallen). Diese Regel heißt Die achtfache Regel.
   • Betrachten Sie zum Beispiel das Element Bo (B). Die Ordnungszahl dieses Elements ist 5, daher haben wir die Elektronenkonfiguration dieses Elements wie folgt: 1s2s2p. Da die erste Orbitalschale nur 2 Elektronen enthält, kann festgestellt werden, dass Bo zwei Orbitalschichten aufweist: die erste besteht aus 2 Elektronen im 1s-Orbital und die zweite aus drei Elektronen, die in den 2s- und 2p-Orbitalen verteilt sind. .
   • In einem anderen Beispiel hätte ein chlorähnliches Element drei Schichten: eine Schicht aus zwei Elektronen im 1s-Orbital, eine Schicht aus zwei Elektronen im 2s-Orbital und sechs Elektronen im 2p-Orbital und eine äußere Schicht aus zwei Elektronen im 3-Orbital. und fünf Elektronen in einem 3p-Orbital.

4. 

   
   
   Finden Sie die Anzahl der Elektronen in der äußersten Schicht. Sobald die Elektronenkonfiguration bestimmt wurde, kennen wir bereits die Schichten dieses Elements. Die Bestimmung der Anzahl der Valenzelektronen kann durch Bestimmung der Anzahl der Elektronen in der äußersten Schicht der Atomelektronenhülle erfolgen. Wenn die äußerste Schicht voll ist (dh bereits mit insgesamt acht Elektronen oder für die erste Schicht 2 Elektronen), wird dieses Element als inertes Element bezeichnet und ist kaum an chemischen Reaktionen beteiligt. Diese Regel gilt jedoch nicht für Übergangsmetalle.
   • Zum Beispiel Bo, da Bo drei Elektronen in der zweiten Schicht hat, auch in der äußersten Schicht, also können wir sagen, dass das Element Bo hat Vater Valenzelektronen.

5. 

   
   
   Verwenden Sie die Zeilennummer im Periodensystem als abgekürzte Methode, um die Anzahl der Orbitalschichten zu bestimmen. Die horizontale Zeile im Periodensystem wird aufgerufen "Zyklus" der Elemente. Ausgehend von der ersten Reihe entspricht jeder Zyklus der "Anzahl der Elektronenschichten" der Elemente in derselben Periode. Daher können Sie die Periode verwenden, um schnell die Anzahl der Valenzelektronen eines Elements zu bestimmen. Sie zählen lediglich die Anzahl der Elektronen in der Reihenfolge von links nach rechts vom ersten Element dieser Periode. Beachten Sie erneut, dass dies nicht für Übergangsmetalle gilt.
   • Da beispielsweise Selen zu Zyklus 4 gehört, kann bestimmt werden, dass das Element vier Elektronenschichten in der Atomhülle aufweist. Da dies in der Reihenfolge von links nach rechts das sechste Element in Zyklus 4 ist (ohne das Übergangsmetall), können wir sagen, dass die vierte Selenhülle sechs Elektronen hat, d. H. Dieses Element hat sechs Valenzelektronen.
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Rat

• Beachten Sie, dass die Elektronenkonfiguration kurz mit Edelgasen (Elementen der Gruppe 18) anstelle von Orbitalen am oberen Rand der Konfiguration geschrieben werden kann. Zum Beispiel kann die Elektronenkonfiguration von Natrium als 3s1 geschrieben werden - das heißt, die Elektronenkonfiguration von Natrium ist dieselbe wie die von Neon, aber es gibt ein zusätzliches Elektron im 3s-Orbital.
• Übergangsmetalle können unvollständige Valenzunterklassen aufweisen. Um die Valenzzahl des Übergangsmetalls genau zu bestimmen, müssen komplexe Quantenprinzipien angewendet werden, die in diesem Artikel nicht behandelt werden.
• Es ist auch wichtig zu beachten, dass das Periodensystem der chemischen Elemente in verschiedenen Ländern unterschiedlich sein kann. Stellen Sie also sicher, dass Sie das gemeinsame Periodensystem verwenden, in dem Sie leben, um Verwirrung zu vermeiden.

Was du brauchst

• Periodensystem chemischer Elemente
• Bleistift
• Papier