PLÁŠŤ VE VALENCII: Z ČEHO SE SKLÁDÁ, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Skořápka valence je ten, jehož elektrony jsou zodpovědné za chemické vlastnosti prvku. Elektrony v této skořápce interagují s elektrony sousedního atomu, čímž vytvářejí kovalentní vazby (AB); a pokud migrují z jednoho atomu na druhý elektronegativnější, iontové vazby (A + B–).

Tato vrstva je definována hlavním kvantovým číslem n, které zase označuje období, ve kterém se prvek nachází v periodické tabulce. Zatímco skupinové řazení závisí na počtu elektronů obíhajících ve valenčním shellu. Takže pro n rovné 2 může obsadit osm elektronů: osm skupin (1-8).

Zdroj: Gabriel Bolívar

Výše uvedený obrázek ilustruje význam valenční vrstvy. Černý bod ve středu atomu je jádro, zatímco zbývající soustředné kruhy jsou elektronické náboje definované n.

Kolik vrstev má tento atom? Každá z nich má svou vlastní barvu, a protože tam jsou čtyři, pak atom má čtyři vrstvy (n = 4). Všimněte si také, že barva se zhoršuje se zvyšující se vzdáleností od vrstvy k jádru. Valenční vrstva je ta, která je nejdál od jádra: ta s nejlehčí barvou.

Co je valenční vrstva?

Podle obrázku valenční skořápka není ničím jiným než posledními orbitaly atomu obsazeného elektrony. Ve světle modrém plášti pro n = 4 jsou série 4s, 4p, 4d a 4f orbitálů; to znamená, že uvnitř jsou další podvrstvy s různými elektronickými kapacitami.

Atom potřebuje elektrony k vyplnění všech 4n orbitálů. Tento proces lze pozorovat v elektronických konfiguracích prvků po určitou dobu.

Například, draselný má 4S ¹ elektronovou konfiguraci, přičemž vápník, na jeho pravé straně, 4S ². Jaká je podle těchto nastavení valenční vrstva? Termín se odkazuje na konfiguraci elektronu ušlechtilého argonu 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶. Toto představuje vnitřní nebo uzavřenou vrstvu (také známou jako jádro).

Protože 4s orbitál je ten s nejvyšší energií a do kterého vstupují nové elektrony, představuje valenční obal jak pro K, tak pro Ca. Pokud by byly atomy K a Ca porovnány s atomy na obrázku, všechny vnitřní vrstvy by byly modré; a 4s světle modrá vrstva, vnější.

vlastnosti

Ze všeho výše uvedeného lze shrnout některé charakteristiky valenčního obalu pro všechny atomy:

- Úroveň vaší energie je vyšší; co je stejné, je dále odstraněno z jádra a má nejnižší hustotu elektronů (ve srovnání s jinými vrstvami).

-Je to neúplné. Proto se bude i nadále zaplňovat elektrony, jak se perioda posouvá zleva doprava v periodické tabulce.

- Podílí se na tvorbě kovalentních nebo iontových vazeb.

V případě kovů, draslíku a vápníku, jsou oxidovány na kationty. K ⁺ má elektronickou konfiguraci, protože ztrácí svůj jediný externí elektron 4s ¹. A na straně Ca ²⁺ je také jeho konfigurace; protože místo ztráty jednoho elektronu ztratíte dva (4s ²).

Jaký je však rozdíl mezi K ⁺ a Ca ²⁺, pokud oba ztratí elektrony ze své valenční schránky a mají elektronickou konfiguraci? Rozdíl je v jejich iontových poloměrech. Ca ²⁺ je menší než K ⁺, protože atom vápníku má další proton, který přitahuje vnější elektrony (uzavřené nebo valenční náboje) s větší silou.

Valenční skořepina 4s nezmizela: je pouze prázdná pro tyto ionty.

Příklady

Koncept valenčního obalu lze najít přímo nebo nepřímo v mnoha aspektech chemie. Protože jeho elektrony jsou ty, které se podílejí na tvorbě vazeb, musí se na uvedenou vrstvu vztahovat jakékoli téma, které je řeší (TEV, RPECV, reakční mechanismy atd.).

Je tomu tak proto, že důležitější než valenční obal jsou jeho elektrony; tzv. valenční elektrony. Jsou-li zastoupeny v progresivní konstrukci elektronických konfigurací, definují elektronickou strukturu atomu, a tedy jeho chemické vlastnosti.

Z této informace o atomu A a další B mohou být struktury jejich sloučenin naznačeny prostřednictvím Lewisových struktur. Podobně lze elektronickou a molekulární strukturu řady sloučenin určit počtem valenčních elektronů.

Nejjednodušší možné příklady valenčních nábojů jsou uvedeny v periodické tabulce; konkrétně v elektronových konfiguracích.

Příklad 1

Je možné identifikovat prvek a jeho umístění v periodické tabulce pouze s elektronovou konfigurací. Pokud tedy má prvek X konfiguraci 5s ² 5p ¹, co to je a do jaké doby a skupiny patří?

Protože n = 5, X je v pátém období. Kromě toho má tři valenční elektrony: dva v 5s ² orbitální a jeden v 5p ¹. Vnitřní vrstva neposkytuje více informací.

Protože X má tři elektrony a jeho 5p orbitaly jsou neúplné, je v p bloku; navíc ve skupině IIIA (románský systém) nebo 13 (současný systém číslování schválený IUPAC). X je pak o prvku indium, In.

Příklad 2

Co je prvek X s elektronovou konfigurací 4d ¹⁰ 5s ¹ ? Všimněte si, že stejně jako In, patří do období 5, protože orbitál 5s ¹ je ten s nejvyšší energií. Valenční shell však také obsahuje 4d orbitaly, protože jsou neúplné.

Valenční vrstvy pak mohou být označeny jako nsnp pro prvek pos bloku; nebo (n-1) dns, pro prvek bloku d. Tajemný prvek X tedy patří do bloku d, protože jeho elektronická konfigurace je typu (n-1) dns (4d ¹⁰⁵ 5s ¹).

Do které skupiny patříte? Přidáním deseti elektronů z orbitálu 4d ¹⁰ a jednoho z 5s ¹ má X jedenáct valenčních elektronů. Proto musí být zařazen do skupiny IB nebo 11. Po přesunutí periody 5 periodické tabulky do skupiny 11 narazíte na prvek stříbro, Ag.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (čtvrté vydání, str. 23). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. Chemie. (8. ed.). CENGAGE Learning, s. 287.
3. Centrum zdrojů NDT. (sf). Valence Shell. Převzato z: nde-ed.org
4. Clackamas Community College. (2002). Valenční elektrony. Obnoveno z: dl.clackamas.edu
5. Chemistry LibreTexts. (sf). Valenční a jádrové elektrony. Obnoveno z: chem.libretexts.org