Τι είναι τα ηλεκτρόνια σθένους;
Βασικές έννοιες
Σε αυτό το σεμινάριο, μαθαίνουμε για τα ηλεκτρόνια σθένους , ποιες είναι και γιατί είναι σημαντικές. Θα μάθουμε επίσης πώς να πούμε πόσα ηλεκτρόνια σθένους έχει ένα στοιχείο.
Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα
- Τρόπος ανάγνωσης του περιοδικού πίνακα
- Οι περιοδικές τάσεις έγιναν εύκολες
- Ιωνικοί έναντι ομοιοπολικών δεσμών
- Διαμορφώσεις κελύφους ηλεκτρονικών
- Τροχιακά ηλεκτρονίων και σχήματα τροχιών
Τι είναι τα ηλεκτρόνια σθένους; Γιατί είναι σημαντικά;
Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ηλεκτρόνια που βρίσκονται στο πιο εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων ενός ατόμου. Αυτά τα ηλεκτρόνια, όντας τα πιο απομακρυσμένα από τον πυρήνα και επομένως τα λιγότερο σφιχτά συγκρατημένα από το άτομο, είναι τα ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε δεσμούς και αντιδράσεις. Αυτό σημαίνει επίσης ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους που έχει ένα στοιχείο καθορίζει την αντιδραστικότητα, την ηλεκτραρνητικότητα και τον αριθμό των δεσμών που μπορεί να σχηματίσει.
Για παράδειγμα, στο παρακάτω σχήμα που δείχνει ένα απλοποιημένο διάγραμμα της διαμόρφωσης ηλεκτρονίων του νατρίου, το ηλεκτρόνιο σθένους εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα. Βρίσκεται στο πιο εξωτερικό κέλυφος (στην περίπτωση αυτή, το κέλυφος μοιάζει με δακτύλιο).
Ο όρος σθένος αναφέρεται στην ικανότητα ενός στοιχείου να σχηματίζει δεσμούς με άλλα άτομα. Το σθένος ενός στοιχείου προσδιορίστηκε ιστορικά από το πόσα άτομα υδρογόνου μπορούσε να συνδεθεί (το οποίο καθορίζεται από το πόσα ηλεκτρόνια σθένους έχει διαθέσιμα για δεσμούς):για παράδειγμα, ο άνθρακας μπορεί να σχηματίσει CH4 άρα έχει σθένος 4, και 4 ηλεκτρόνια σθένους. Από την άλλη πλευρά, το άζωτο μπορεί να σχηματίσει NH3 άρα έχει σθένος 3 και 3 ηλεκτρόνια σθένους.
Πόσα ηλεκτρόνια σθένους έχει ένα στοιχείο;
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα για να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε πόσα ηλεκτρόνια σθένους έχει ένα στοιχείο (συγκεκριμένα, ένα ουδέτερο άτομο του στοιχείου). Κοιτάξτε την ομάδα ότι το στοιχείο βρίσκεται μέσα, καθώς ο αριθμός της ομάδας υποδεικνύει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους που έχει το στοιχείο.
Σημειώστε, ωστόσο, ότι αυτός ο κανόνας ισχύει μόνο για στοιχεία που δεν είναι μέταλλα μεταπτώσεως. Τα μέταλλα μετάπτωσης έχουν πιο περίπλοκες διαμορφώσεις ηλεκτρονίων. Επομένως, θα πρέπει να ρίξετε μια ματιά στη συγκεκριμένη διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων του στοιχείου για να το καταλάβετε.
Αυτό σημαίνει επίσης ότι όταν εξετάζετε έναν αριθμό ομάδας, εξαιρέστε τα μέταλλα μετάπτωσης. Βρίσκονται στο μπλοκ στη μέση του περιοδικού πίνακα. Υπό αυτή την έννοια, οι ομάδες 1 και 2 στο παρακάτω διάγραμμα παραμένουν οι ίδιες, αλλά η ομάδα 13 είναι η νέα μας "ομάδα 3", η ομάδα 14 είναι η νέα "ομάδα 4" και ούτω καθεξής.
Παραδείγματα
Για παράδειγμα, το νάτριο βρίσκεται στην ομάδα 1, υποδεικνύοντας ότι έχει ένα ηλεκτρόνιο σθένους. Για να το επιβεβαιώσουμε, μπορούμε να ελέγξουμε τη διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων του:1s2s2p3s. Όπως μπορούμε να δούμε, υπάρχει ένα ηλεκτρόνιο στο τροχιακό 3s, το οποίο είναι το πιο εξωτερικό.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι αυτό του χλωρίου. Το χλώριο βρίσκεται στην ομάδα 7, υποδεικνύοντας ότι έχει επτά ηλεκτρόνια σθένους. Για να το επιβεβαιώσουμε, μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στη διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων:1s2s2p3s3p. Όπως μπορούμε να δούμε, υπάρχουν επτά ηλεκτρόνια στα τροχιακά 3s και 3p συνδυασμένα, τα οποία μαζί αποτελούν το πιο εξωτερικό τρίτο τροχιακό.
Τέλος, μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στον άνθρακα, ο οποίος βρίσκεται στην ομάδα 4. Από αυτό, συμπεραίνουμε ότι έχει τέσσερα ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους. Για επιβεβαίωση, ελέγχουμε τη διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων:1s2s2p. Όπως μπορούμε να δούμε, υπάρχουν τέσσερα ηλεκτρόνια στα τροχιακά 2s και 2p μαζί, τα οποία μαζί αποτελούν το πιο εξωτερικό δεύτερο τροχιακό.
Μια αξιοσημείωτη περίπτωση είναι αυτή της ομάδας 8:τα στοιχεία αυτής της ομάδας έχουν οκτώ ηλεκτρόνια, που αποτελούν μια πλήρη οκτάδα. Αυτό κάνει αυτά τα στοιχεία ιδιαίτερα, γνωστά ως ευγενή αέρια . Δεν έχουν ουσιαστικά κανένα ηλεκτρόνιο σθένους διαθέσιμα για σύνδεση ή αντίδραση, επειδή η πλήρης οκτάδα του ηλεκτρονιακού τους κελύφους είναι τόσο σταθερή.
Περαιτέρω ανάγνωση
- Ηλεκτραρνητικότητα
- Πυρηνόφιλο
- Ηλεκτρόφιλο
- Σταθερότητα ανθρακικού
- Οξέα και βάσεις Lewis
