Powłoki wartościowość jest którego elektrony są odpowiedzialne za właściwości chemicznych elementu. Elektrony w tej powłoce oddziałują z elektronami sąsiedniego atomu, tworząc w ten sposób wiązania kowalencyjne (AB); a jeśli migrują z jednego atomu do drugiego, to bardziej elektroujemne wiązania jonowe (A + B–).
Warstwę tę określa główna liczba kwantowa n, która z kolei wskazuje okres, w którym pierwiastek znajduje się w układzie okresowym. Podczas gdy kolejność grupowa zależy od liczby elektronów orbitujących w powłoce walencyjnej. Zatem dla n równego 2 może zajmować osiem elektronów: osiem grup (1-8).
Źródło: Gabriel Bolívar
Powyższy obrazek ilustruje znaczenie warstwy walencyjnej. Czarny punkt w środku atomu to jądro, podczas gdy pozostałe koncentryczne okręgi to powłoki elektronowe określone przez n.
Ile warstw ma ten atom? Każdy z nich ma swój własny kolor, a ponieważ jest ich cztery, atom ma cztery warstwy (n = 4). Należy również zauważyć, że kolor pogarsza się wraz ze wzrostem odległości od warstwy do rdzenia. Warstwa walencyjna to ta, która jest najbardziej oddalona od jądra: ta o najjaśniejszym kolorze.
Co to jest warstwa walencyjna?
Zgodnie z obrazem powłoka walencyjna to nic innego jak ostatnie orbitale atomu zajmowane przez elektrony. W jasnoniebieskiej powłoce, dla n = 4, istnieje szereg orbitali 4s, 4p, 4d i 4f; to znaczy wewnątrz znajdują się inne podwarstwy o różnych pojemnościach elektronicznych.
Atom potrzebuje elektronów, aby wypełnić wszystkie orbitale 4n. Proces ten można zaobserwować w konfiguracjach elektronicznych elementów na przestrzeni czasu.
Na przykład potas ma konfigurację elektronów 4s 1 , a wapń po prawej 4s 2 . Jaka jest warstwa walencyjna według tych ustawień? Termin odnosi się do konfiguracji elektronowej gazu szlachetnego argonu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Reprezentuje warstwę wewnętrzną lub zamkniętą (znaną również jako jądro).
Ponieważ orbital 4s jest orbitalem o najwyższej energii i do którego wchodzą nowe elektrony, reprezentuje powłokę walencyjną zarówno dla K, jak i Ca. Jeśli atomy K i Ca porównamy z atomami na obrazku, wszystkie warstwy wewnętrzne byłyby niebieskie; a 4s jasnoniebieska warstwa zewnętrzna.
cechy
Z powyższego można podsumować niektóre cechy powłoki walencyjnej dla wszystkich atomów:
-Twój poziom energii jest wyższy; co jest tym samym, jest dalej usuwany z jądra i ma najniższą gęstość elektronów (w porównaniu z innymi warstwami).
-To niekompletne. Dlatego będzie nadal wypełniać się elektronami, gdy okres będzie przechodził od lewej do prawej w układzie okresowym.
- Bierze udział w tworzeniu wiązań kowalencyjnych lub jonowych.
W przypadku metali, potasu i wapnia, ulegają one utlenieniu do postaci kationów. K + ma konfigurację elektroniczną, ponieważ traci swój jedyny zewnętrzny elektron 4s 1 . A po stronie Ca 2+ jego konfiguracja jest również; ponieważ zamiast tracić jeden elektron, tracisz dwa (4s 2 ).
Ale jaka jest różnica między K + i Ca 2+ , jeśli obaj tracą elektrony ze swojej powłoki walencyjnej i mają konfigurację elektroniczną? Różnica polega na ich promieniach jonowych. Ca 2+ jest mniejszy niż K + , ponieważ atom wapnia ma dodatkowy proton, który z większą siłą przyciąga zewnętrzne elektrony (powłoki zamknięte lub walencyjne).
Powłoka walencyjna 4s nie zniknęła: jest pusta tylko dla tych jonów.
Przykłady
Pojęcie powłoki walencyjnej można znaleźć bezpośrednio lub pośrednio w wielu aspektach chemii. Ponieważ elektrony biorą udział w tworzeniu wiązań, każdy temat, który ich dotyczy (TEV, RPECV, mechanizmy reakcji, itp.) Musi odnosić się do tej warstwy.
Dzieje się tak, ponieważ ważniejsze od powłoki walencyjnej są jej elektrony; zwane elektronami walencyjnymi. Przedstawione w postępowej konstrukcji konfiguracji elektronowych, określają one strukturę elektronową atomu, a tym samym jego właściwości chemiczne.
Na podstawie tych informacji o atomie A i innym B można zarysować struktury ich związków za pomocą struktur Lewisa. Podobnie struktury elektronowe i molekularne szeregu związków można określić na podstawie liczby elektronów walencyjnych.
Najprostsze możliwe przykłady powłok walencyjnych znajdują się w układzie okresowym; w szczególności w konfiguracjach elektronowych.
Przykład 1
Możliwe jest zidentyfikowanie pierwiastka i jego lokalizacji w układzie okresowym tylko przy konfiguracji elektronów. Zatem jeśli element X ma konfigurację 5s 2 5p 1 , to co to jest i do jakiego okresu i grupy należy?
Ponieważ n = 5, X jest w piątym okresie. Ponadto ma trzy elektrony walencyjne: dwa na orbicie 5s 2 i jeden w 5p 1 . Warstwa wewnętrzna nie dostarcza więcej informacji.
Ponieważ X ma trzy elektrony, a jego orbitale 5p są niekompletne, znajduje się w bloku p; ponadto w grupie IIIA (system romański) lub 13 (aktualny system numeracji zatwierdzony przez IUPAC). X jest wtedy pierwiastkiem indu, In.
Przykład 2
Czym jest pierwiastek X z konfiguracją elektronów 4d 10 5s 1 ? Zauważ, że podobnie jak In, należy on do okresu 5, ponieważ orbital 5s 1 jest orbitalem o najwyższej energii. Jednak powłoka walencyjna zawiera również orbitale 4d, ponieważ są one niekompletne .
Warstwy walencyjne można następnie oznaczyć jako nsnp dla elementu bloku pos; lub (n-1) dns, dla elementu bloku d. Tak więc tajemniczy element X należy do bloku d, ponieważ jego konfiguracja elektroniczna jest typu (n-1) dns (4d 10 5s 1 ).
Do której grupy należysz? Dodając dziesięć elektronów z orbity 4d 10 i jeden z 5s 1 , X ma jedenaście elektronów walencyjnych. Dlatego należy go umieścić w grupie IB lub 11. Przechodząc następnie przez okres 5 układu okresowego do grupy 11, natrafiamy na pierwiastek srebrny Ag.
Bibliografia
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (wydanie czwarte, str. 23). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning, s. 287.
- Centrum zasobów NDT. (sf). Skorupa walencyjna. Zaczerpnięte z: nde-ed.org
- Clackamas Community College. (2002). Elektrony walencyjne. Odzyskany z: dl.clackamas.edu
- Chemistry LibreTexts. (sf). Elektrony walencyjne i rdzeniowe. Odzyskane z: chem.libretexts.org