Apakah elektron valens dan bagaimana mencarinya?

Apakah elektron valens

Elektron dalam sesuatu atom tersusun dalam petala mengelilingi nukleus. Elektron dalam petala dalam, dipanggil elektron teras, dipegang dengan kuat dan jarang mengambil bahagian dalam tindak balas. Elektron dalam petala paling luar lebih jauh daripada nukleus, kurang kuat dipegang dan merupakan yang pertama berinteraksi dengan atom lain. Inilah elektron valens.

Natrium mempunyai 11 elektron yang disusun sebagai 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Sepuluh yang pertama membentuk teras stabil dengan susunan yang sama seperti neon, dan satu elektron 3s ialah satu-satunya elektron valens natrium. Hampir semua kimia natrium berpunca daripada satu elektron itu.

Cara mencari elektron valens daripada nombor kumpulan

Bagi unsur kumpulan utama, jadual berkala memberikan jawapan secara langsung. Unsur dalam kumpulan 1 dan 2 mempunyai 1 dan 2 elektron valens. Bagi kumpulan 13 hingga 18, tolak 10 daripada nombor kumpulan: kumpulan 13 mempunyai 3, kumpulan 14 mempunyai 4, kumpulan 15 mempunyai 5, kumpulan 16 mempunyai 6, kumpulan 17 mempunyai 7 dan kumpulan 18 mempunyai 8.

Jadi karbon (kumpulan 14) mempunyai 4 elektron valens, nitrogen (kumpulan 15) mempunyai 5, oksigen (kumpulan 16) mempunyai 6 dan neon (kumpulan 18) mempunyai 8. Helium ialah pengecualian dalam kumpulan 18: ia hanya mempunyai 2 elektron valens, yang memenuhi petala pertamanya sepenuhnya.

Cara mencarinya daripada konfigurasi elektron

Jika anda mengetahui konfigurasi elektron, kira elektron dalam petala bernombor tertinggi. Bagi unsur kumpulan utama, ini ialah elektron s dan p yang paling luar.

Oksigen ialah 1s² 2s² 2p⁴. Petala tertingginya ialah 2, yang mengandungi 2 + 4 = 6 elektron, maka oksigen mempunyai 6 elektron valens. Bromin ialah [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵. Petala tertingginya ialah 4, yang mengandungi 2 + 5 = 7 elektron. Subpetala 3d yang penuh tergolong dalam petala dalam dan tidak dikira, maka bromin mempunyai 7 elektron valens, seperti semua halogen yang lain.

Elektron valens dan ion

Atom cenderung memperoleh, melepaskan atau berkongsi elektron sehingga mencapai susunan yang stabil, biasanya lapan elektron luar (oktet) seperti gas adi. Atom yang sangat kecil seperti hidrogen dan litium menyasarkan dua elektron helium sebaliknya.

Unsur yang mempunyai sedikit elektron valens melepaskannya untuk membentuk ion positif, dan unsur yang mempunyai banyak elektron valens memperoleh elektron untuk membentuk ion negatif. Logam kumpulan 1 membentuk ion +1 (Na⁺), logam kumpulan 2 membentuk ion +2 (Mg²⁺) dan aluminium dalam kumpulan 13 membentuk ion +3 (Al³⁺). Di sebelah yang lain, nitrogen dan fosforus dalam kumpulan 15 membentuk ion −3 (N³⁻, P³⁻), oksigen dan sulfur dalam kumpulan 16 membentuk ion −2 (O²⁻, S²⁻) dan halogen dalam kumpulan 17 membentuk ion −1 (Cl⁻). Gas adi sudah mempunyai petala luar yang penuh, maka casnya 0. Karbon dan silikon dalam kumpulan 14 biasanya berkongsi 4 elektron valensnya dalam ikatan kovalen dan bukannya membentuk ion ringkas.

Elektron valens dan pengikatan

Elektron valens juga menerangkan ikatan kovalen. Karbon mempunyai 4 elektron valens dan memerlukan 4 lagi untuk melengkapkan oktet, maka ia biasanya membentuk 4 ikatan, seperti dalam metana (CH₄). Nitrogen, dengan 5, membentuk 3 ikatan dalam ammonia (NH₃), dan oksigen, dengan 6, membentuk 2 ikatan dalam air (H₂O).

Struktur titik Lewis menunjukkan elektron valens sebagai titik di sekeliling simbol sesuatu unsur. Oksigen dilukis dengan 6 titik dan klorin dengan 7, yang memudahkan kita melihat berapa banyak elektron yang masih diperlukan oleh setiap atom.

Logam peralihan: kes istimewa

Bagi logam peralihan, peraturannya kurang mudah, kerana elektron dalam subpetala d tepat di bawah petala luar juga boleh mengambil bahagian dalam pengikatan. Di laman ini, bilangan elektron valens yang ditunjukkan bagi logam peralihan ialah bilangan elektron dalam subpetala s luarnya. Besi, [Ar] 3d⁶ 4s², ditunjukkan dengan 2 elektron valens.

Ingat bahawa elektron d juga berikat. Besi lazimnya membentuk kedua-dua Fe²⁺ dan Fe³⁺: ia melepaskan dua elektron 4s dahulu, dan kemudian satu elektron 3d untuk menjadi Fe³⁺. Inilah sebabnya banyak logam peralihan mempunyai lebih daripada satu cas yang lazim.