Tabla periódica con electrones de valencia

¿Qué son los electrones de valencia?

Los electrones llenan capas alrededor del núcleo, y la capa ocupada más externa es la capa de valencia. Sus electrones son los más alejados del núcleo y los menos retenidos, por lo que son los que se pierden, se ganan o se comparten cuando los átomos se enlazan. Los elementos con el mismo número de electrones de valencia se comportan de forma parecida, y por eso se alinean en el mismo grupo.

Muchos átomos reaccionan de maneras que les dan ocho electrones en la capa externa, un patrón llamado regla del octeto (el hidrógeno y el helio son estables con dos). El sodio, con 1 electrón de valencia, lo pierde fácilmente; el cloro, con 7, gana uno más con facilidad; y los gases nobles, que ya tienen la capa llena, rara vez reaccionan.

Cómo hallar los electrones de valencia a partir del número de grupo

Los elementos del grupo 1 tienen 1 electrón de valencia y los del grupo 2 tienen 2. En los grupos 13 a 18, resta 10 al número del grupo: el boro y el aluminio, del grupo 13, tienen 3; el carbono, del grupo 14, tiene 4; el nitrógeno 5; el oxígeno 6; los halógenos 7 y los gases nobles 8. El helio es la excepción en el grupo 18, con una primera capa llena de solo 2.

En términos de configuración electrónica, los electrones de valencia de un elemento de los grupos principales son los de sus subniveles s y p externos. El azufre, [Ne] 3s² 3p⁴, tiene 2 + 4 = 6. En la tabla, cada casilla muestra el número, y la leyenda bajo la tabla muestra la escala de colores.

Metales de transición, lantánidos y actínidos

Para estos metales la tabla cuenta los electrones de la capa más externa, que normalmente son solo los electrones s externos, así que la mayoría muestra 2. El hierro, [Ar] 3d⁶ 4s², se muestra con 2, y el cromo y el cobre, que tienen un único electrón 4s, se muestran con 1. El paladio es la excepción: su configuración, [Kr] 4d¹⁰, no tiene ningún electrón en el subnivel 5s, así que se muestra con sus 10 electrones d externos.

Ten en cuenta que los electrones d, y los electrones f de los lantánidos y actínidos, también pueden participar en el enlace. Por eso el hierro forma tanto Fe²⁺ como Fe³⁺ y el manganeso puede llegar a +7. Para estos metales el número mostrado es un punto de partida, no un recuento completo de los electrones que pueden usar.

Ejemplo resuelto: el oxígeno

El oxígeno tiene número atómico 8 y la configuración [He] 2s² 2p⁴. Su capa externa, la segunda, contiene 2 + 4 = 6 electrones, lo que coincide con su lugar en el grupo 16. Para completar un octeto necesita dos más. Puede ganarlos para formar el ion óxido, O²⁻, o compartirlos en dos enlaces covalentes, como hace en el agua (H₂O). En la estructura de Lewis del agua, el oxígeno tiene dos pares enlazantes y dos pares libres, ocho electrones en total.