Tabela periódica com elétrons de valência

O que são elétrons de valência?

Os elétrons preenchem camadas ao redor do núcleo, e a camada ocupada mais externa é a camada de valência. Seus elétrons são os mais distantes do núcleo e os menos presos, então são os que se perdem, ganham ou compartilham quando os átomos se ligam. Elementos com o mesmo número de elétrons de valência se comportam de maneira semelhante, e é por isso que ficam alinhados no mesmo grupo.

Muitos átomos reagem de modo a ficar com oito elétrons na camada externa, um padrão chamado regra do octeto (hidrogênio e hélio são estáveis com dois). O sódio, com 1 elétron de valência, o perde facilmente, o cloro, com 7, ganha facilmente mais um, e os gases nobres, que já têm a camada completa, raramente reagem.

Encontrando os elétrons de valência pelo número do grupo

Os elementos do grupo 1 têm 1 elétron de valência e os do grupo 2 têm 2. Para os grupos 13 a 18, subtraia 10 do número do grupo: boro e alumínio, no grupo 13, têm 3, o carbono, no grupo 14, tem 4, o nitrogênio 5, o oxigênio 6, os halogênios 7 e os gases nobres 8. O hélio é a exceção no grupo 18, com a primeira camada completa de apenas 2.

Em termos de configuração eletrônica, os elétrons de valência de um elemento representativo são os de suas subcamadas s e p externas. O enxofre, [Ne] 3s² 3p⁴, tem 2 + 4 = 6. Na tabela, cada célula mostra o número, e a legenda sob a tabela mostra a escala de cores.

Metais de transição, lantanídeos e actinídeos

Para esses metais, a tabela conta os elétrons da camada mais externa, que normalmente são apenas os elétrons s externos, então a maioria mostra 2. O ferro, [Ar] 3d⁶ 4s², aparece com 2, e o cromo e o cobre, que têm um único elétron 4s cada, aparecem com 1. O paládio é a exceção: sua configuração, [Kr] 4d¹⁰, não tem elétron na subcamada 5s, então ele aparece com seus 10 elétrons d externos.

Lembre-se de que os elétrons d, e os elétrons f nos lantanídeos e actinídeos, também podem participar das ligações. É por isso que o ferro forma tanto Fe²⁺ quanto Fe³⁺ e o manganês pode chegar a +7. Para esses metais, o número mostrado é um ponto de partida, não uma contagem completa dos elétrons que eles podem usar.

Exemplo resolvido: oxigênio

O oxigênio tem número atômico 8 e configuração [He] 2s² 2p⁴. Sua camada externa, a segunda, contém 2 + 4 = 6 elétrons, o que corresponde à sua posição no grupo 16. Para completar um octeto, ele precisa de mais dois. Pode ganhá-los para formar o íon óxido, O²⁻, ou compartilhá-los em duas ligações covalentes, como faz na água (H₂O). Na estrutura de Lewis da água, o oxigênio tem dois pares ligantes e dois pares isolados, oito elétrons no total.