Katika Kemia, elektroni za valence ni elektroni ziko kwenye ganda la nje la elektroni la kitu. Kujua jinsi ya kupata idadi ya elektroni za valence katika chembe iliyopewa ni ujuzi muhimu kwa wataalam wa dawa kwa sababu habari hii huamua aina za vifungo vya kemikali ambavyo vinaweza kuundwa. Kwa bahati nzuri, unachohitaji kupata elektroni za valence ni meza ya mara kwa mara ya vitu.
Hatua
Sehemu ya 1 ya 2: Kupata Elektroni za Valence na Jedwali la Mara kwa Mara
Vyuma visivyo vya mpito
Hatua ya 1. Pata jedwali la vipindi vya vipengee
Jedwali hili ni jedwali lenye alama ya rangi iliyoundwa na masanduku anuwai anuwai yaliyo na vitu vyote vya kemikali vinavyojulikana na mwanadamu. Jedwali la mara kwa mara hutoa habari nyingi juu ya vitu - tutatumia habari hii kuamua idadi ya elektroni za valence kwenye atomi tunayojifunza. Kawaida, unaweza kupata habari hii kwenye kifuniko cha kitabu cha kemia. Pia kuna meza nzuri za maingiliano zinazopatikana mkondoni hapa.
Hatua ya 2. Andika lebo kila safu kwenye jedwali la vipindi kutoka 1 hadi 18
Kawaida, katika jedwali la vipindi, vitu vyote kwenye safu wima vina idadi sawa ya elektroni za valence. Ikiwa meza yako ya vipindi tayari haina nambari katika kila safu, nambari kutoka 1 kwenye safu ya kushoto hadi 18 kwenye safu ya kulia. Kwa maneno ya kisayansi, safu hizi zinaitwa "kikundi" kipengele.
Kwa mfano, ikiwa tutatumia jedwali la vipindi ambapo vikundi havina idadi, tutaandika 1 juu ya Hydrojeni (H), 2 juu ya Beryllium (Kuwa), na kadhalika hadi 18 juu ya Helium (Yeye)
Hatua ya 3. Pata kipengee chako katika jedwali
Sasa, tafuta kipengee ambacho unataka kujua elektroni za valence kwenye meza. Unaweza kufanya hivyo kwa kutumia alama ya kemikali (herufi katika kila kisanduku), nambari ya atomiki (nambari iliyo hapo juu kushoto kwa kila sanduku), au habari nyingine yoyote inayopatikana kwenye meza.
-
Kwa madhumuni ya maonyesho, wacha tupate elektroni za valence kwa kitu kinachotumiwa mara nyingi: kaboni (C).
Kipengele hiki kina idadi ya atomiki ya 6. Kipengele hiki kiko juu ya kikundi cha 14. Katika hatua inayofuata, tutatafuta elektroni zake za valence.
- Katika kifungu hiki, tutapuuza metali za mpito, ambazo ni vitu katika mraba wa vikundi 3 hadi 12. Vitu hivi vinatofautiana kidogo na vingine, kwa hivyo hatua katika kifungu hiki hazihusu kitu hicho. Angalia jinsi ya kufanya hivyo katika kifungu hapa chini.
Hatua ya 4. Tumia nambari za kikundi kuamua idadi ya elektroni za valence
Idadi ya kikundi cha chuma kisicho cha mpito inaweza kutumika kupata idadi ya elektroni za valence kwenye chembe ya kitu. Sehemu ya kitengo cha idadi ya kikundi ni idadi ya elektroni za valence kwenye chembe ya vitu. Kwa maneno mengine:
- Kikundi 1: 1 elektroni za valence
- Kikundi cha 2: elektroni za valence
- Kikundi cha 13: 3 elektroni za valence
- Kikundi cha 14: elektroni za valence
- Kikundi cha 15: 5 elektroni za valence
- Kikundi: elektroni 6 za valence
- Kikundi: elektroni 7 za valence
- Kikundi: elektroni 8 za valence (isipokuwa heliamu, ambayo ina elektroni 2 za valence)
-
Katika mfano wetu, kwa kuwa kaboni iko katika kundi la 14, tunaweza kusema kwamba atomi moja ya kaboni ina elektroni nne za valence.
Chuma cha Mpito
Hatua ya 1. Pata vitu kutoka kwa vikundi 3 hadi 12
Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, vitu katika vikundi 3 hadi 12 huitwa metali za mpito na hufanya tofauti na vitu vingine kwa elektroni za valence. Katika sehemu hii, tutaelezea tofauti, kwa kiwango fulani, mara nyingi haiwezekani kuwapa elektroni za valence.
- Kwa madhumuni ya maonyesho, wacha tuchukue Tantalum (Ta), kifungu cha 73. Katika hatua chache zifuatazo, tutatafuta elektroni zake za valence (au, angalau, jaribu).
- Kumbuka kuwa metali za mpito ni pamoja na lanthanide na actinide (pia huitwa metali adimu za dunia) - safu mbili za vitu kawaida ziko chini ya meza nzima, ikianza na lanthanum na actinium. Vitu vyote hivi ni pamoja na kikundi 3 katika jedwali la vipindi.
Hatua ya 2. Elewa kuwa metali za mpito hazina elektroni za jadi za valence
Kuelewa kuwa sababu ya metali ya mpito haifanyi kazi kama jedwali lote la mara kwa mara inahitaji maelezo kidogo juu ya jinsi elektroni zinafanya kazi katika atomi. Tazama hapa chini kwa muhtasari wa haraka au ruka hatua hii kupata jibu mara moja.
- Kama elektroni zinaongezwa kwa atomi, elektroni hizi hupangwa katika obiti tofauti - haswa mikoa tofauti karibu na atomi ambapo atomi zimekusanyika. Kawaida, elektroni za valence ni atomi zilizo kwenye ganda la nje - kwa maneno mengine, atomi za mwisho ziliongezwa.
- Kwa sababu ambazo ni ngumu kuelezea hapa, wakati atomi zinaongezwa kwenye ganda la nje la chuma cha mpito (zaidi kwenye hiyo hapo chini), atomi za kwanza kuingia kwenye ganda huwa kama elektroni za kawaida za valence, lakini baada ya hapo, elektroni haifanyi hivyo, na elektroni kutoka kwa tabaka zingine za orbital wakati mwingine hata hufanya kama elektroni za valence. Hii inamaanisha kuwa chembe inaweza kuwa na elektroni nyingi za valence kulingana na jinsi inavyotumiwa.
- Kwa ufafanuzi wa kina, angalia ukurasa mzuri wa elektroni ya Jumuiya ya Clackamas.
Hatua ya 3. Tambua idadi ya elektroni za valence kulingana na idadi ya kikundi chao
Tena, idadi ya kikundi cha kitu unachoangalia inaweza kukuambia ni elektroni ngapi za valence. Kwa metali za mpito, hata hivyo, hakuna mfano ambao unaweza kufuata - nambari ya kikundi kawaida italingana na idadi ya elektroni za valence. Nambari ni:
- Kikundi cha 3: 3 elektroni za valence
- Kikundi cha 4: 2 hadi 4 elektroni za valence
- Kikundi cha 5: 2 hadi 5 elektroni za valence
- Kikundi cha 6: 2 hadi 6 elektroni za valence
- Kikundi cha 7: 2 hadi 7 elektroni za valence
- Kikundi cha 8: 2 au 3 elektroni za valence
- Kikundi cha 9: 2 au 3 elektroni za valence
- Kikundi cha 10: 2 au 3 elektroni za valence
- Kikundi cha 11: 1 hadi 2 elektroni za valence
- Kikundi cha 12: 2 elektroni za valence
- Katika mfano wetu, kwa kuwa Tantalum iko katika kundi la 5, tunaweza kusema kwamba Tantalum ina kati elektroni mbili na tano za valence, kulingana na hali.
Sehemu ya 2 ya 2: Kupata Elektroni za Valence na Usanidi wa Elektroni
Hatua ya 1. Jifunze jinsi ya kusoma usanidi wa elektroni
Njia nyingine ya kupata elektroni za valence ya kitu ni kitu kinachoitwa usanidi wa elektroni. Usanidi wa elektroni unaweza kuonekana kuwa ngumu, lakini ni njia tu ya kuwakilisha obiti za elektroni kwenye chembe iliyo na herufi na nambari, na ni rahisi ikiwa unajua unachofanya.
-
Wacha tuangalie muundo wa mfano wa sodiamu ya elementi (Na):
-
- 1s22s22p63s1
-
-
Kumbuka kuwa usanidi huu wa elektroni unarudia tu mfano kama huu:
-
- (nambari) (barua)(nambari hapo juu)(nambari) (barua)(nambari hapo juu)…
-
- …na kadhalika. Mfano (nambari) (barua) kwanza ni jina la elektroni orbital na (nambari hapo juu) ni idadi ya elektroni kwenye hiyo orbital - ndio hivyo!
-
Kwa hivyo, kwa mfano wetu, tunasema kuwa sodiamu ina Elektroni 2 kwa sekunde 1. orbital imeongezwa Elektroni 2 kwa 2 orbital imeongezwa Elektroni 6 katika 2p obiti imeongezwa Elektroni 1 katika orbital ya 3s.
Jumla ni elektroni 11 - sodiamu ni nambari ya 11, kwa hivyo ina maana.
Hatua ya 2. Pata usanidi wa elektroni kwa kitu unachojifunza
Mara tu unapojua usanidi wa elektroni ya kitu, kupata idadi ya elektroni za valence ni rahisi sana (isipokuwa, kwa kweli, kwa metali za mpito.) Ikiwa utapewa usanidi kutoka kwa shida, unaweza kuendelea na hatua inayofuata. Ikiwa lazima utafute mwenyewe, angalia hapa chini:
-
Hapa kuna usanidi kamili wa elektroni kwa ununoctium (Uuo), nambari nambari 118:
-
- 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
-
-
Sasa kwa kuwa una usanidi, unachohitajika kufanya ili kupata usanidi wa elektroni ya atomi nyingine ni kujaza muundo huu kutoka mwanzo hadi utakapomaliza elektroni. Hii ni rahisi kuliko inavyosikika. Kwa mfano, ikiwa tunataka kuunda mchoro wa orbital wa klorini (Cl), nambari ya 17, ambayo ina elektroni 17, tungeifanya kama hii:
-
- 1s22s22p63s23p5
-
- Kumbuka kuwa idadi ya elektroni inaongeza hadi 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Unahitaji tu kubadilisha kiasi kwenye orbital ya mwisho - iliyobaki ni sawa kwa sababu obiti kabla ya orbital ya mwisho zimejaa.
- Kwa usanidi mwingine wa elektroni, angalia pia nakala hii.
Hatua ya 3. Ongeza elektroni kwenye makombora ya orbital na Sheria ya Octet
Wakati elektroni zinaongezwa kwenye atomi, huanguka kwenye obiti anuwai kwa mpangilio ulioorodheshwa hapo juu - elektroni mbili za kwanza huenda kwenye orbital ya 1, elektroni mbili zifuatazo zinaingia kwenye orbital ya 2s, elektroni sita zifuatazo zinaingia kwenye orbital ya 2p, na kadhalika. Tunapofanya kazi na atomi nje ya metali za mpito, tunasema kwamba hizi obiti huunda makombora ya orbital karibu na chembe, na kila ganda linalofuatana liko mbali zaidi na ganda lililopita. Mbali na ganda la kwanza, ambalo linaweza kushikilia elektroni mbili tu, kila ganda linaweza kushikilia elektroni nane (kwa kuongezea, tena, wakati wa kufanya kazi na metali za mpito.) Hii inaitwa Kanuni ya Octet.
- Kwa mfano, wacha tuseme tunaangalia kipengee Boron (B). Kwa kuwa nambari ya atomiki ni tano, tunajua kuwa kipengee hicho kina elektroni tano na usanidi wake wa elektroni unaonekana kama hii: 1s22s22p1. Kwa kuwa ganda la kwanza la mzingo lina elektroni mbili tu, tunajua kuwa Boron ina ganda mbili tu: ganda moja na elektroni mbili za 1s na ganda moja na elektroni tatu kutoka kwa obiti za 2s na 2p.
- Kama mfano mwingine, kitu kama klorini kitakuwa na ganda tatu za orbital: moja na elektroni za 1s, moja na elektroni mbili za 2s na elektroni sita za 2p, na moja na elektroni mbili za 3s na elektroni tano za 3p.
Hatua ya 4. Pata idadi ya elektroni kwenye ganda la nje
Sasa kwa kuwa unajua ganda la elektroni la kipengee chako, kupata elektroni za valence ni rahisi sana: tumia tu idadi ya elektroni kwenye ganda la nje. Ikiwa ganda la nje limejaa (kwa maneno mengine, ikiwa ganda la nje lina elektroni nane, au kwa ganda la kwanza lina mbili), kipengee kinakuwa kikali na hakitatenda kwa urahisi na vitu vingine. Walakini, tena, sheria hii haitumiki kwa metali za mpito.
Kwa mfano, ikiwa tunatumia Boron, kwa kuwa kuna elektroni tatu kwenye ganda la pili, tunaweza kusema kwamba Boron ina tatu elektroni za valence.
Hatua ya 5. Tumia safu za meza kama njia fupi ya kupata ganda za orbital
Safu za usawa katika jedwali la upimaji zinaitwa "kipindi" kipengele. Kuanzia juu ya meza, kila kipindi kinalingana na idadi ya makombora ya elektroni ambayo chembe inayo katika kipindi hicho. Unaweza kuitumia kama njia fupi ya kuamua ni elektroni ngapi za elektroniki - inaanza tu upande wa kushoto wa kipindi wakati wa kuhesabu elektroni. Tena, unahitaji kupuuza metali za mpito kwa njia hii.
-
Kwa mfano, tunajua kuwa sehemu ya seleniamu ina ganda nne za orbital kwa sababu iko katika kipindi cha nne. Kwa kuwa ni kipengele cha sita kutoka kushoto katika kipindi cha nne (kupuuza metali za mpito), tunajua kuwa ganda lake la nne la nje lina elektroni sita, na kwa hivyo seleniamu ina elektroni sita za valence.
Vidokezo
- Kumbuka kuwa usanidi wa elektroni unaweza kuandikwa kwa njia fupi kwa kutumia gesi nzuri (vitu katika kikundi cha 18) kuchukua nafasi ya obiti mwanzoni mwa usanidi. Kwa mfano, usanidi wa elektroni ya sodiamu inaweza kuandikwa kama [Ne] 3s1 - haswa, sawa na neon, lakini na elektroni moja ya ziada katika orbital ya 3s.
- Vyuma vya mpito vinaweza kuwa na viboreshaji vya valence ambavyo hazijajazwa kabisa. Kuamua idadi kamili ya elektroni za valence katika metali za mpito inajumuisha kanuni za nadharia ya quantum ambayo haijafunikwa na kifungu hiki.
- Kumbuka kuwa jedwali la upimaji linatofautiana kutoka nchi hadi nchi. Kwa hivyo angalia ikiwa unatumia jedwali sahihi la vipindi ili kuepuka kuchanganyikiwa.
