De valentieschil is er een waarvan de elektronen verantwoordelijk zijn voor de chemische eigenschappen van een element. De elektronen in deze schil staan in wisselwerking met die van een naburig atoom en vormen zo covalente bindingen (AB); en als ze van het ene atoom naar het andere migreren, meer elektronegatieve, ionische bindingen (A + B–).
Deze laag wordt gedefinieerd door het belangrijkste kwantumgetal n, dat op zijn beurt de periode aangeeft waarin het element in het periodiek systeem wordt gevonden. Terwijl de groepsvolgorde afhangt van het aantal elektronen dat in de valentieschil ronddraait. Dus voor een n gelijk aan 2, kan het acht elektronen bezetten: acht groepen (1-8).
Bron: Gabriel Bolívar
De afbeelding hierboven illustreert de betekenis van de valentie-laag. Het zwarte punt in het midden van het atoom is de kern, terwijl de resterende concentrische cirkels de elektronenschillen zijn die worden gedefinieerd door n.
Hoeveel lagen heeft dit atoom? Elk van hen heeft zijn eigen kleur, en aangezien er vier zijn, heeft het atoom vier lagen (n = 4). Merk ook op dat de kleur afneemt naarmate de afstand van de laag tot de kern toeneemt. De valentie-laag is degene die het verst van de kern verwijderd is: degene met de lichtste kleur.
Wat is de valentie-laag?
Volgens de afbeelding is de valentieschil niets meer dan de laatste orbitalen van een atoom dat wordt ingenomen door elektronen. In de lichtblauwe schaal, voor n = 4, zijn er een reeks van 4s, 4p, 4d en 4f orbitalen; dat wil zeggen, binnenin zijn er andere sublagen met verschillende elektronische capaciteiten.
Een atoom heeft elektronen nodig om alle 4n-orbitalen te vullen. Dit proces kan worden waargenomen in de elektronische configuraties van de elementen gedurende een periode.
Kalium heeft bijvoorbeeld een 4s 1- elektronenconfiguratie , terwijl calcium rechts daarvan 4s 2 is . Wat is volgens deze instellingen de valentie-laag? De term verwijst naar de elektronenconfiguratie van het edelgas argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Dit vertegenwoordigt de binnenste of gesloten laag (ook wel de pit genoemd).
Omdat de 4s-orbitaal degene is met de hoogste energie en waarin de nieuwe elektronen binnenkomen, vertegenwoordigt deze de valentieschil voor zowel K als Ca.Als de atomen van K en Ca werden vergeleken met die in de afbeelding, het zouden alle binnenste lagen blauw zijn; en 4s de lichtblauwe laag, de buitenste.
kenmerken
Uit al het bovenstaande kunnen enkele kenmerken van de valentieschil voor alle atomen worden samengevat:
-Uw energieniveau is hoger; wat hetzelfde is, het is verder verwijderd van de kern en heeft de laagste elektronendichtheid (vergeleken met andere lagen).
-Het is niet compleet. Daarom zal het zich blijven vullen met elektronen terwijl een periode van links naar rechts op het periodiek systeem wordt doorlopen.
-Het neemt deel aan de vorming van covalente of ionische bindingen.
In het geval van de metalen kalium en calcium worden ze geoxideerd tot kationen. De K + heeft een elektronische configuratie, omdat hij zijn enige externe elektron 4s 1 verliest . En aan de Ca 2+ kant is de configuratie ook; want in plaats van één elektron te verliezen, verlies je er twee (4s 2 ).
Maar wat is het verschil tussen K + en Ca 2+ , als ze allebei de elektronen uit hun valentieschil verliezen en een elektronische configuratie hebben? Het verschil zit in hun ionstralen. Ca 2+ is kleiner dan K + , omdat het calciumatoom een extra proton heeft dat met grotere kracht externe elektronen aantrekt (gesloten of valentieschillen).
De valentieschil 4s is niet verdwenen: hij is alleen leeg voor deze ionen.
Voorbeelden
Het concept van de valentieschil kan direct of indirect in veel aspecten van de chemie worden gevonden. Omdat de elektronen ervan degenen zijn die deelnemen aan de vorming van bindingen, moet elk onderwerp dat hen behandelt (TEV, RPECV, reactiemechanismen, enz.) Verwijzen naar die laag.
Dit komt omdat, belangrijker dan de valentieschil, de elektronen zijn; valentie-elektronen genoemd. Wanneer ze worden weergegeven in de progressieve constructie van elektronische configuraties, bepalen deze de elektronische structuur van het atoom en dus de chemische eigenschappen ervan.
Uit deze informatie van een atoom A en een andere B kunnen de structuren van hun verbindingen worden geschetst door de Lewis-structuren. Evenzo kunnen de elektronische en moleculaire structuren van een reeks verbindingen worden bepaald door het aantal valentie-elektronen.
De eenvoudigst mogelijke voorbeelden van valentieschalen zijn te vinden in het periodiek systeem; specifiek in elektronenconfiguraties.
voorbeeld 1
Het is alleen mogelijk om een element en zijn locatie in het periodiek systeem te identificeren met de elektronenconfiguratie. Dus als een element X configuratie 5s 2 5p 1 heeft , wat is het en tot welke periode en groep behoort het?
Omdat n = 5, zit X in de vijfde periode. Bovendien heeft het drie valentie-elektronen: twee in de 5s 2- orbitaal en één in de 5p 1 . De binnenste laag geeft niet meer informatie.
Omdat X drie elektronen heeft en de 5p-orbitalen onvolledig zijn, bevindt het zich in het p-blok; bovendien in groep IIIA (Romaans systeem) of 13 (huidig nummeringssysteem goedgekeurd door de IUPAC). X gaat dan over het element indium, In.
Voorbeeld 2
Wat is element X met elektronenconfiguratie 4d 10 5s 1 ? Merk op dat het net als In tot periode 5 behoort, aangezien de orbitaal 5s 1 degene is met de hoogste energie. De valentieschil bevat echter ook de 4d-orbitalen, omdat ze onvolledig zijn .
De valentielagen kunnen dan worden aangeduid als nsnp, voor een element van het pos-blok; of (n-1) dns, voor een element van blok d. Het mysterieuze element X behoort dus tot blok d omdat de elektronische configuratie van het type (n-1) dns (4d 10 5s 1 ) is.
Tot welke groep behoort u? Als we de tien elektronen uit de 4d 10- orbitaal en een uit de 5s 1 optellen , heeft X elf valentie-elektronen. Daarom moet het in groep IB of 11 worden geplaatst. Als u vervolgens door periode 5 van het periodiek systeem naar groep 11 gaat, stuit u op het element zilver, Ag.
Referenties
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde ed., p.23). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren, p 287.
- NDT-informatiecentrum. (sf). De Valence Shell. Genomen uit: nde-ed.org
- Clackamas Community College. (2002). Valentie-elektronen. Hersteld van: dl.clackamas.edu
- Chemie LibreTexts. (sf). Valentie en kernelektronen. Hersteld van: chem.libretexts.org