Periodiskt system med valenselektroner

Vad är valenselektroner?

Elektroner fyller skal runt atomkärnan, och det yttersta upptagna skalet är valensskalet. Dess elektroner ligger längst från kärnan och hålls minst hårt, så det är de som avges, tas upp eller delas när atomer binder till varandra. Grundämnen med samma antal valenselektroner beter sig på liknande sätt, och därför står de i samma grupp.

Många atomer reagerar så att de får åtta elektroner i sitt yttre skal, ett mönster som kallas oktettregeln (väte och helium är stabila med två). Natrium, med 1 valenselektron, avger den lätt, klor, med 7, tar lätt upp en till, och ädelgaserna, som redan har ett fullt skal, reagerar sällan.

Att hitta valenselektroner utifrån gruppnumret

Grundämnen i grupp 1 har 1 valenselektron och grundämnen i grupp 2 har 2. För grupp 13 till 18 drar du 10 från gruppnumret: bor och aluminium i grupp 13 har 3, kol i grupp 14 har 4, kväve 5, syre 6, halogenerna 7 och ädelgaserna 8. Helium är undantaget i grupp 18, med ett fullt första skal på bara 2.

I elektronkonfigurationens termer är ett huvudgruppsgrundämnes valenselektroner de som finns i dess yttre s- och p-delskal. Svavel, [Ne] 3s² 3p⁴, har 2 + 4 = 6. I tabellen visar varje cell antalet, och teckenförklaringen under tabellen visar färgskalan.

Övergångsmetaller, lantanoider och aktinoider

För dessa metaller räknar tabellen elektronerna i det yttersta skalet, som normalt bara är de yttre s-elektronerna, så de flesta visar 2. Järn, [Ar] 3d⁶ 4s², visas med 2, och krom och koppar, som var och en har en enda 4s-elektron, visas med 1. Palladium är undantaget: dess konfiguration, [Kr] 4d¹⁰, har ingen elektron i delskalet 5s, så det visas med sina 10 yttre d-elektroner.

Tänk på att d-elektroner, och f-elektroner hos lantanoider och aktinoider, också kan delta i bindning. Det är därför järn bildar både Fe²⁺ och Fe³⁺ och mangan kan nå +7. För dessa metaller är det angivna talet en utgångspunkt, inte en fullständig räkning av de elektroner de kan använda.

Räkneexempel: syre

Syre har atomnummer 8 och konfigurationen [He] 2s² 2p⁴. Dess yttre skal, det andra, rymmer 2 + 4 = 6 elektroner, vilket stämmer med dess plats i grupp 16. För att fullborda en oktett behöver det två till. Det kan ta upp dem och bilda oxidjonen, O²⁻, eller dela dem i två kovalenta bindningar, som i vatten (H₂O). I vattnets Lewisstruktur har syre två bindande par och två fria elektronpar, åtta elektroner totalt.