مفاهیم اصلی

در این آموزش با این موضوع آشنا می شویم الکترون های ظرفیت، چه هستند و چرا مهم هستند. همچنین یاد خواهیم گرفت که چگونه بگوییم یک عنصر چند الکترون ظرفیت دارد.

موضوعات تحت پوشش در مقالات دیگر

الکترون های ظرفیت چیست؟ چرا آنها قابل توجه هستند؟

الکترون های ظرفیت الکترون هایی هستند که در بیرونی ترین لایه الکترونی اتم قرار دارند. این الکترون‌ها که دورترین الکترون‌ها از هسته هستند و در نتیجه کمترین محکمی را در اتم نگه می‌دارند، الکترون‌هایی هستند که در پیوندها و واکنش‌ها شرکت می‌کنند. این همچنین به این معنی است که تعداد الکترون های ظرفیتی که یک عنصر دارد، واکنش پذیری، الکترونگاتیوی و تعداد پیوندهایی را که می تواند تشکیل دهد، تعیین می کند.

به عنوان مثال، در شکل زیر که نمودار ساده شده الکترون های سدیم را نشان می دهد، الکترون ظرفیت به رنگ قرمز نشان داده شده است. در بیرونی ترین پوسته قرار دارد (در این مورد، پوسته شبیه یک حلقه است).

عبارت ظرفیت به توانایی یک عنصر برای ایجاد پیوند با اتم های دیگر اشاره دارد. ظرفیت یک عنصر از نظر تاریخی توسط چند اتم هیدروژن تعیین می‌شد که می‌توانست به چند اتم هیدروژن متصل شود (که با تعداد الکترون‌های ظرفیتی که برای پیوند در دسترس دارد مشخص می‌شود): برای مثال، کربن می‌تواند CH را تشکیل دهد.₄ بنابراین دارای ظرفیت 4 و 4 الکترون ظرفیت است. از طرف دیگر نیتروژن می تواند NH را تشکیل دهد₃ بنابراین دارای ظرفیت 3 و 3 الکترون ظرفیت است.

یک عنصر چند الکترون ظرفیت دارد؟

می توانید از جدول تناوبی برای کمک به تعیین تعداد الکترون ظرفیت یک عنصر (مخصوصاً یک اتم خنثی عنصر) استفاده کنید. نگاه کن به گروه که عنصر در آن قرار دارد، زیرا عدد گروه نشان دهنده تعداد الکترون های ظرفیتی است که عنصر دارد.

البته توجه داشته باشید که این قانون فقط برای عناصری اعمال می شود که فلزات واسطه نیستند. فلزات واسطه پیکربندی های الکترونی پیچیده تری دارند. بنابراین باید نگاهی به پیکربندی لایه الکترونی خاص عنصر بیندازید تا آن را بفهمید.

این همچنین به این معنی است که هنگام نگاه کردن به یک شماره گروه، فلزات واسطه را حذف کنید. آنها در بلوک وسط جدول تناوبی قرار دارند. از این نظر، گروه‌های 1 و 2 در نمودار زیر ثابت می‌مانند، اما گروه 13 «گروه 3» جدید، گروه 14 «گروه 4» جدید ما و غیره است.

مثال ها

به عنوان مثال، سدیم در گروه 1 قرار دارد که نشان می دهد یک الکترون ظرفیت دارد. برای تأیید این موضوع، می‌توانیم پیکربندی پوسته الکترونی آن را بررسی کنیم: 1s²2 ثانیه²2p⁶3s¹. همانطور که می بینیم، یک الکترون در اوربیتال 3s وجود دارد که بیرونی ترین الکترون است.

مثال دیگر کلر است. کلر در گروه 7 قرار دارد که نشان می دهد هفت الکترون ظرفیت دارد. برای تأیید این موضوع، می‌توانیم به پیکربندی لایه الکترونی آن نگاهی بیندازیم: 1s²2 ثانیه²2p⁶3s²3p⁵. همانطور که می بینیم، هفت الکترون در اوربیتال های 3s و 3p به صورت ترکیبی وجود دارد که با هم خارجی ترین اوربیتال سوم را تشکیل می دهند.

در نهایت، می‌توانیم به کربن که در گروه 4 قرار دارد نگاهی بیندازیم. از این، استنباط می‌کنیم که چهار الکترون ظرفیت دارد. برای تأیید، پیکربندی لایه الکترونی آن را بررسی می کنیم: 1s²2 ثانیه²2p². همانطور که می بینیم، چهار الکترون در اوربیتال های 2s و 2p به صورت ترکیبی وجود دارد که با هم خارجی ترین اوربیتال دوم را تشکیل می دهند.

مورد قابل توجه گروه 8 است: عناصر این گروه دارای هشت الکترون هستند که یک اکتت کامل را تشکیل می دهد. این باعث می شود که این عناصر خاص به نام the گازهای نجیب. آنها عملاً هیچ الکترون ظرفیتی برای پیوند یا واکنش در دسترس ندارند زیرا اکتت کامل پوسته الکترونی آنها بسیار پایدار است.