როგორ მოვძებნოთ ვალენტობის ელექტრონები: 12 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: Jason Gerald | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-16 19:38

ქიმიაში, ვალენტობის ელექტრონები არის ელექტრონები, რომლებიც მდებარეობს ელემენტის უკიდურეს ელექტრონულ გარსში. იმის ცოდნა, თუ როგორ ვიპოვოთ მოცემულ ატომში ვალენტობის ელექტრონების რაოდენობა ქიმიკოსებისათვის მნიშვნელოვანი უნარია, რადგან ეს ინფორმაცია განსაზღვრავს ქიმიური ობლიგაციების ტიპებს. საბედნიეროდ, ვალენტობის ელექტრონების საპოვნელად საჭიროა მხოლოდ ელემენტების რეგულარული პერიოდული ცხრილი.

ნაბიჯი

მე -2 ნაწილი 1: ვალენტური ელექტრონების პოვნა პერიოდულ ცხრილთან ერთად

არასასურველი ლითონები

ნაბიჯი 1. იპოვეთ ელემენტების პერიოდული ცხრილი

ეს მაგიდა არის ფერადი კოდირებული მაგიდა, რომელიც შედგება მრავალი განსხვავებული ყუთისაგან, რომელიც შეიცავს ადამიანისთვის ცნობილ ყველა ქიმიურ ელემენტს. პერიოდული სისტემა იძლევა უამრავ ინფორმაციას ელემენტების შესახებ - ჩვენ ამ ინფორმაციის ნაწილს გამოვიყენებთ ჩვენს მიერ შესწავლილ ატომში ვალენტური ელექტრონების რაოდენობის დასადგენად. ჩვეულებრივ, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ეს ინფორმაცია ქიმიის სახელმძღვანელოს გარეკანზე. ასევე არსებობს კარგი ინტერაქტიული მაგიდები ინტერნეტით.

ნაბიჯი 2. მონიშნეთ ელემენტების პერიოდული ცხრილის თითოეული სვეტი 1 -დან 18 -მდე

ჩვეულებრივ, პერიოდულ ცხრილში, ვერტიკალურ სვეტში ყველა ელემენტს აქვს ერთნაირი რაოდენობის ვალენტური ელექტრონები. თუ თქვენს პერიოდულ ცხრილს ჯერ არ აქვს ნომერი თითოეულ სვეტში, დაითვალეთ ის 1 მარცხენა სვეტში 18 -მდე მარჯვენა სვეტში. მეცნიერული თვალსაზრისით, ამ სვეტებს ეწოდება "ჯგუფი" ელემენტი.

მაგალითად, თუ გამოვიყენებთ პერიოდულ ცხრილს, სადაც ჯგუფები უნომროა, ჩვენ დავწერთ 1 წყალბადზე მაღლა (H), 2 ზემოთ ბერილიუმზე (Be) და ასე შემდეგ 18 მდე ჰელიუმზე (He)

ნაბიჯი 3. იპოვეთ თქვენი ელემენტი ცხრილში

ახლა იპოვნეთ ელემენტი, რომლისთვისაც გსურთ იცოდეთ ვალენტობის ელექტრონები მაგიდაზე. ამის გაკეთება შეგიძლიათ ქიმიური სიმბოლოს (ასო თითოეულ ყუთში), ატომური რიცხვის (ნომერი თითოეული ყუთის ზედა მარცხნივ), ან ცხრილში თქვენთვის ხელმისაწვდომი ნებისმიერი სხვა ინფორმაციის გამოყენებით.

• სადემონსტრაციო მიზნებისათვის, მოდით ვიპოვოთ ვალენტობის ელექტრონები ძალიან ხშირად გამოყენებული ელემენტისთვის: ნახშირბადი (C).

  ამ ელემენტს აქვს ატომური ნომერი 6. ეს ელემენტი მდებარეობს მე –14 ჯგუფის ზემოთ, შემდეგ ეტაპზე ჩვენ ვეძებთ მის ვალენტურ ელექტრონებს.

• ამ ქვეგანყოფილებაში ჩვენ უგულებელვყოფთ გარდამავალ ლითონებს, რომლებიც არის ელემენტები 3 – დან 12 – მდე ჯგუფების კვადრატულ ბლოკებში. ეს ელემენტები ოდნავ განსხვავდება სხვათაგან, ამიტომ ამ ქვეთავში მოცემული ნაბიჯები არ ვრცელდება ამ ელემენტზე. შეამოწმეთ როგორ გააკეთოთ ეს ქვეგანყოფილებაში.

ნაბიჯი 4. გამოიყენეთ ჯგუფის რიცხვები ვალენტობის ელექტრონების რაოდენობის დასადგენად

არასასურველი ლითონის ჯგუფის ნომერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელემენტის ატომში ვალენტური ელექტრონების რაოდენობის საპოვნელად. ჯგუფის ნომრის ერთეულის ადგილი არის ელემენტის ატომში ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა. Სხვა სიტყვებით:

• ჯგუფი 1: 1 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 2: 2 ვალენტობის ელექტრონი
• ჯგუფი 13: 3 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 14: 4 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 15: 5 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი: 6 ვალენტური ელექტრონი
• ჯგუფი: 7 ვალენტური ელექტრონი
• ჯგუფი: 8 ვალენტური ელექტრონი (ჰელიუმის გარდა, რომელსაც აქვს 2 ვალენტური ელექტრონი)

• ჩვენს მაგალითში, რადგან ნახშირბადი მე -14 ჯგუფშია, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მას აქვს ერთი ნახშირბადის ატომი ოთხი ვალენტობის ელექტრონი.

გარდამავალი ლითონი

ნაბიჯი 1. იპოვეთ ელემენტები 3 -დან 12 ჯგუფამდე

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, 3 -დან 12 ჯგუფამდე ელემენტებს ეწოდება გარდამავალი ლითონები და სხვა ელემენტებისგან განსხვავებულად იქცევიან ვალენტობის ელექტრონების თვალსაზრისით. ამ ნაწილში ჩვენ განვმარტავთ განსხვავებას, გარკვეულწილად, ხშირად შეუძლებელია ამ ატომებზე ვალენტური ელექტრონების მინიჭება.

• სადემონსტრაციო მიზნებისათვის ავიღოთ ტანტალი (Ta), ელემენტი 73. მომდევნო რამდენიმე ნაბიჯში ჩვენ ვეძებთ მის ვალენტურ ელექტრონებს (ან, სულ მცირე, ვცდილობთ).
• გაითვალისწინეთ, რომ გარდამავალი ლითონები მოიცავს ლანთანიდისა და აქტინიდის (ასევე უწოდებენ იშვიათი დედამიწის ლითონებს) სერიას - ელემენტების ორი მწკრივი, რომლებიც ჩვეულებრივ მდებარეობს ცხრილის დანარჩენი ნაწილის ბოლოში, დაწყებული ლანთანით და აქტინიუმით. ყველა ეს ელემენტი მოიცავს ჯგუფი 3 პერიოდულ ცხრილში.

ნაბიჯი 2. გაიაზრეთ, რომ გარდამავალ ლითონებს არ აქვთ ტრადიციული ვალენტობის ელექტრონები

იმის გაგება, რომ მიზეზი იმისა, რომ გარდამავალი ლითონები ნამდვილად არ მუშაობს დანარჩენი პერიოდული სისტემის მსგავსად, საჭიროა მცირე ახსნა, თუ როგორ მუშაობს ელექტრონები ატომებში. იხილეთ ქვემოთ სწრაფი მიმოხილვისთვის ან გამოტოვეთ ეს ნაბიჯი პასუხის დაუყოვნებლივ მისაღებად.

• როდესაც ელექტრონები ემატება ატომებს, ეს ელექტრონები დალაგებულია სხვადასხვა ორბიტალებად - არსებითად სხვადასხვა რეგიონი ატომის გარშემო, სადაც ატომები იკრიბებიან. ჩვეულებრივ, ვალენტობის ელექტრონები არიან ატომები გარე გარსში - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ბოლო ატომები დაემატა.
• მიზეზების გამო, რომლებიც ცოტა რთულად ასახსნელია აქ, როდესაც ატომები ემატება გარდამავალი ლითონის გარეთა გარს (უფრო მეტად ქვემოთ), პირველი ატომები, რომლებიც შედიან გარსში, მოქმედებენ როგორც ჩვეულებრივი ვალენტური ელექტრონები, მაგრამ ამის შემდეგ, ელექტრონები ის არ იქცევა ასე და ელექტრონები სხვა ორბიტალური ფენებიდან ზოგჯერ კი მოქმედებენ როგორც ვალენტური ელექტრონები. ეს ნიშნავს, რომ ატომს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი ვალენტური ელექტრონი, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ ხდება მისი მანიპულირება.
• უფრო დეტალური ახსნისთვის გადახედეთ Clackamas Community College– ის კარგი ვალენტობის ელექტრონების გვერდს.

ნაბიჯი 3. განსაზღვრეთ ვალენტობის ელექტრონების რაოდენობა მათი ჯგუფის რიცხვის მიხედვით

კიდევ ერთხელ, იმ ელემენტის ჯგუფის ნომერს, რომელსაც თქვენ უყურებთ, შეუძლია გითხრათ რამდენი ვალენტობის ელექტრონი აქვს მას. გარდამავალი ლითონებისთვის, არ არსებობს ისეთი ნიმუში, რომლის დაცვაც შეგიძლიათ - ჯგუფის ნომერი ჩვეულებრივ შეესაბამება ვალენტობის ელექტრონების რაოდენობას. რიცხვებია:

• ჯგუფი 3: 3 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 4: 2 -დან 4 -მდე ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 5: 2 -დან 5 -მდე ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 6: 2 -დან 6 -მდე ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 7: 2 -დან 7 -მდე ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 8: 2 ან 3 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 9: 2 ან 3 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 10: 2 ან 3 ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 11: 1 -დან 2 -მდე ვალენტობის ელექტრონები
• ჯგუფი 12: 2 ვალენტობის ელექტრონი
• ჩვენს მაგალითში, ვინაიდან ტანტალი 5 ჯგუფშია, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ტანტალს შორის არის ორი და ხუთი ვალენტური ელექტრონი, სიტუაციიდან გამომდინარე.

ნაწილი 2 2: ვალენსიის ელექტრონების პოვნა ელექტრონის კონფიგურაციით

ნაბიჯი 1. ისწავლეთ ელექტრონული კონფიგურაციების წაკითხვა

ელემენტის ვალენტობის ელექტრონების პოვნის კიდევ ერთი გზა არის ელექტრონული კონფიგურაცია. ელექტრონის კონფიგურაცია შეიძლება რთულად მოგეჩვენოთ, მაგრამ ეს მხოლოდ ატომის ელექტრონული ორბიტალების ასოებითა და ციფრებით წარმოდგენის საშუალებაა და ადვილია, თუ იცით რას აკეთებთ.

• მოდით შევხედოთ ელემენტის ნატრიუმის (Na) კონფიგურაციას:

  1 წ²2 წ²2p⁶3 წ¹

• გაითვალისწინეთ, რომ ელექტრონის ეს კონფიგურაცია უბრალოდ იმეორებს მსგავს ნიმუშს:

  (ნომერი) (ასო)^{(ნომერი ზემოთ)}(ნომერი) (ასო)^{(ნომერი ზემოთ)}…

• … და ა.შ. ნიმუში (ნომერი) (ასო) პირველი არის ელექტრონის ორბიტის სახელი და ^{(ნომერი ზემოთ)} არის ელექტრონების რაოდენობა ამ ორბიტაზე - ეს არის ის!

• ასე რომ, ჩვენი მაგალითისთვის ჩვენ ვამბობთ, რომ ნატრიუმს აქვს 2 ელექტრონი 1 წმ ორბიტაზე დაემატა 2 ელექტრონი ორ წამში დაემატა 6 ელექტრონი 2p ორბიტალში დაემატა 1 ელექტრონი 3 -ის ორბიტაზე.

  სულ არის 11 ელექტრონი - ნატრიუმი არის ელემენტის ნომერი 11, ამიტომ აზრი აქვს.

ნაბიჯი 2. იპოვეთ ელექტრონის კონფიგურაცია იმ ელემენტისთვის, რომელსაც თქვენ სწავლობთ

მას შემდეგ რაც გაეცანით ელემენტის ელექტრონულ კონფიგურაციას, ვალენტობის ელექტრონების პოვნა საკმაოდ ადვილია (რა თქმა უნდა გარდა გარდამავალი ლითონებისა.) თუ თქვენ მოგეცემათ პრობლემის კონფიგურაცია, შეგიძლიათ გადადით შემდეგ საფეხურზე. თუ თქვენ თვითონ უნდა მოძებნოთ, გადახედეთ ქვემოთ:

• აქ არის სრული ელექტრონული კონფიგურაცია ununoctium (Uuo), ელემენტის ნომერი 118:

  1 წ²2 წ²2p⁶3 წ²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5 წ²4d¹⁰5p⁶6 წ²4f¹⁴5d¹⁰6p⁶7 წ²5f¹⁴6d¹⁰7p⁶

• ახლა, როდესაც თქვენ გაქვთ კონფიგურაცია, ყველაფერი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ სხვა ატომის ელექტრონული კონფიგურაციის საპოვნელად არის შეავსოთ ეს ნიმუში ნულიდან, სანამ ელექტრონები არ ამოიწურება. ეს უფრო ადვილია, ვიდრე ჟღერს. მაგალითად, თუ გვინდოდა ქლორის (Cl) ორბიტული დიაგრამის შექმნა, ელემენტი ნომერი 17, რომელსაც აქვს 17 ელექტრონი, ჩვენ ამას გავაკეთებდით ასე:

  1 წ²2 წ²2p⁶3 წ²3p⁵

• გაითვალისწინეთ, რომ ელექტრონების რიცხვი ემატება 17 -ს: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. თქვენ უბრალოდ უნდა შეცვალოთ თანხა საბოლოო ორბიტაზე - დანარჩენი იგივეა, რადგან ბოლო ორბიტალამდე ორბიტალები სავსეა.
• ელექტრონის სხვა კონფიგურაციისთვის იხილეთ ასევე ეს სტატია.

ნაბიჯი 3. დაამატეთ ელექტრონები ორბიტალურ გარსებს ოქტეტის წესით

როდესაც ატომს ელექტრონები ემატება, ისინი სხვადასხვა ორბიტალში ხვდებიან ზემოთ ჩამოთვლილი თანმიმდევრობით - პირველი ორი ელექტრონი მიდის 1s ორბიტაში, მომდევნო ორი ელექტრონი 2s ორბიტაში, მომდევნო ექვსი ელექტრონი 2p ორბიტაზე და ასე რომ როდესაც ჩვენ ვმუშაობთ ატომებთან გარდამავალი ლითონების გარეთ, ჩვენ ვამბობთ, რომ ეს ორბიტალები ქმნიან ორბიტალურ გარსებს ატომის გარშემო, თითოეული თანმიმდევრული გარსი წინა გარსისგან უფრო შორს. გარდა პირველი გარსისა, რომელიც იტევს მხოლოდ ორ ელექტრონს, თითოეულ ჭურვს შეუძლია დაიჭიროს რვა ელექტრონი (გარდა ამისა, ისევ, გარდამავალ ლითონებთან მუშაობისას.) ამას ეწოდება ოქტეტის წესი.

• მაგალითად, ვთქვათ, ჩვენ ვუყურებთ ელემენტს ბორი (B). ვინაიდან ატომური ნომერი არის ხუთი, ჩვენ ვიცით, რომ ელემენტს აქვს ხუთი ელექტრონი და მისი ელექტრონის კონფიგურაცია ასე გამოიყურება: 1 წ²2 წ²2p¹რა ვინაიდან პირველ ორბიტალურ გარსს აქვს მხოლოდ ორი ელექტრონი, ჩვენ ვიცით, რომ ბორს აქვს მხოლოდ ორი გარსი: ერთი გარსი ორი 1s ელექტრონით და ერთი გარსი სამი ელექტრონით 2s და 2p ორბიტალებიდან.
• როგორც სხვა მაგალითი, ელემენტს, როგორიცაა ქლორი, ექნება სამი ორბიტალური გარსი: ერთი 1s ელექტრონებით, ერთი ორი 2s ელექტრონით და ექვსი 2p ელექტრონით, და ერთი ორი 3s ელექტრონით და ხუთი 3p ელექტრონით.

ნაბიჯი 4. იპოვეთ გარე გარსის ელექტრონების რაოდენობა

ახლა, როდესაც თქვენ იცით თქვენი ელემენტის ელექტრონული გარსი, ვალენტობის ელექტრონების პოვნა ძალიან ადვილია: უბრალოდ გამოიყენეთ გარე გარსის ელექტრონების რაოდენობა. თუ გარე გარსი სავსეა (სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ გარეთა გარს აქვს რვა ელექტრონი, ან პირველი გარსისთვის მას აქვს ორი), ელემენტი ინერტული ხდება და ადვილად არ რეაგირებს სხვა ელემენტებთან. თუმცა, ისევ და ისევ, ეს წესი არ ვრცელდება გარდამავალ ლითონებზე.

მაგალითად, თუ ჩვენ ვიყენებთ ბორს, რადგან მეორე ჭურვი არის სამი ელექტრონი, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ბორს აქვს სამი ვალენტობის ელექტრონები.

ნაბიჯი 5. გამოიყენეთ ცხრილის სტრიქონები, როგორც სტენოგრამის გზა ორბიტალური ჭურვების მოსაძებნად

პერიოდულ ცხრილში ჰორიზონტალურ რიგებს ეწოდება "პერიოდი" ელემენტი. ცხრილის ზედა ნაწილიდან დაწყებული, თითოეული პერიოდი შეესაბამება ელექტრონის გარსების რაოდენობას, რაც ატომს აქვს ამ პერიოდში. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი როგორც სტენოგრამის გზა იმის დასადგენად, თუ რამდენი ვალენტური ელექტრონი აქვს ელემენტს - უბრალოდ დაიწყეთ პერიოდის მარცხენა მხარეს ელექტრონების დათვლისას. კიდევ ერთხელ, თქვენ უნდა იგნორირება მოახდინოთ გარდამავალი ლითონები ამ მეთოდისთვის.

• მაგალითად, ჩვენ ვიცით, რომ სელენის ელემენტს აქვს ოთხი ორბიტალური გარსი, რადგან ის მეოთხე პერიოდშია. ვინაიდან ეს არის მეექვსე ელემენტი მარცხნიდან მეოთხე პერიოდში (იგნორირებას უკეთებს გარდამავალ ლითონებს), ჩვენ ვიცით, რომ მის მეოთხე გარეთა გარსს აქვს ექვსი ელექტრონი და, შესაბამისად, სელენს აქვს ექვსი ვალენტობის ელექტრონი.

Რჩევები

• გაითვალისწინეთ, რომ ელექტრონის კონფიგურაცია შეიძლება დაიწეროს მოკლედ კეთილშობილი აირების გამოყენებით (მე -18 ჯგუფის ელემენტები) კონფიგურაციის დასაწყისში ორბიტალების შესაცვლელად. მაგალითად, ნატრიუმის ელექტრონული კონფიგურაცია შეიძლება დაიწეროს როგორც [Ne] 3s1 - ფაქტობრივად, იგივე ნეონის, მაგრამ ერთი დამატებითი ელექტრონით 3s ორბიტალში.
• გარდამავალ ლითონებს შეიძლება ჰქონდეთ ვალენტობის ქვეკალმები, რომლებიც ბოლომდე არ არის სავსე. გარდამავალ ლითონებში ვალენტობის ელექტრონების ზუსტი რაოდენობის განსაზღვრა მოიცავს კვანტური თეორიის პრინციპებს, რომლებიც არ არის განხილული ამ სტატიაში.
• გაითვალისწინეთ, რომ პერიოდული სისტემა განსხვავდება ქვეყნიდან ქვეყანაში. ასე რომ შეამოწმეთ იყენებთ თუ არა პერიოდულ ცხრილს დაბნეულობის თავიდან ასაცილებლად.