Periodická tabulka s valenčními elektrony

Co jsou valenční elektrony?

Elektrony zaplňují slupky kolem jádra a nejvzdálenější obsazená slupka je valenční slupka. Její elektrony jsou nejdál od jádra a nejméně pevně drženy, takže jsou to ty, které se při vazbě atomů odevzdávají, přijímají nebo sdílejí. Prvky se stejným počtem valenčních elektronů se chovají podobně, a proto jsou zařazeny do téže skupiny.

Mnoho atomů reaguje tak, že získají ve vnější slupce osm elektronů, což se nazývá oktetové pravidlo (vodík a helium jsou stabilní se dvěma). Sodík s 1 valenčním elektronem ho ochotně odevzdá, chlor se 7 ochotně přijme ještě jeden a vzácné plyny, které už mají plnou slupku, reagují jen zřídka.

Určení valenčních elektronů podle čísla skupiny

Prvky 1. skupiny mají 1 valenční elektron a prvky 2. skupiny 2. U skupin 13 až 18 odečti od čísla skupiny 10: bor a hliník ve 13. skupině mají 3, uhlík ve 14. skupině 4, dusík 5, kyslík 6, halogeny 7 a vzácné plyny 8. Výjimkou ve 18. skupině je helium s plnou první slupkou o pouhých 2.

Vyjádřeno elektronovou konfigurací, valenční elektrony prvku hlavní skupiny jsou ty v jeho vnějších podslupkách s a p. Síra, [Ne] 3s² 3p⁴, jich má 2 + 4 = 6. V tabulce každá buňka ukazuje toto číslo a legenda pod tabulkou ukazuje barevnou stupnici.

Přechodné kovy, lanthanoidy a aktinoidy

U těchto kovů tabulka počítá elektrony ve vnější slupce, což jsou obvykle jen vnější elektrony s, takže většina uvádí 2. Železo, [Ar] 3d⁶ 4s², je uvedeno se 2 a chrom a měď, které mají každý jediný elektron 4s, s 1. Výjimkou je palladium: jeho konfigurace, [Kr] 4d¹⁰, nemá žádný elektron v podslupce 5s, takže je uvedeno s 10 vnějšími elektrony d.

Pamatuj, že na vazbě se mohou podílet i elektrony d a u lanthanoidů a aktinoidů také elektrony f. Proto železo tvoří Fe²⁺ i Fe³⁺ a mangan může dosáhnout +7. U těchto kovů je uvedené číslo výchozím bodem, nikoli úplným součtem elektronů, které mohou využít.

Řešený příklad: kyslík

Kyslík má protonové číslo 8 a konfiguraci [He] 2s² 2p⁴. Jeho vnější slupka, druhá, obsahuje 2 + 4 = 6 elektronů, což odpovídá jeho místu v 16. skupině. K dokončení oktetu potřebuje ještě dva. Může je přijmout a vytvořit oxidový ion O²⁻, nebo je sdílet ve dvou kovalentních vazbách, jako ve vodě (H₂O). V Lewisově struktuře vody má kyslík dva vazebné a dva nevazebné elektronové páry, celkem osm elektronů.