תוֹכֶן

• צעדים
• עֵצָה
• מה אתה צריך

בכימיה, אלקטרוני ערכיות הם אלקטרונים הנמצאים בשכבה החיצונית ביותר של מעטפת האלקטרונים של יסוד. קביעת מספר אלקטרוני הערכיות של אלמנט היא מיומנות חשובה בכימיה מכיוון שמידע זה יסייע בקביעת סוגי הקשרים שיכולים ליצור אלמנט. קביעת מספר אלקטרוני הערכיות יכולה להיעשות בקלות בעזרת הטבלה המחזורית של יסודות כימיים.

צעדים

חלק 1 מתוך 2: מצא את מספר אלקטרוני הערכיות באמצעות הטבלה המחזורית

עם מתכת ללא מעבר

1. 

   שיהיה אחד מוכן טבלה מחזורית יסודות כימיים. הטבלה המחזורית של אלמנטים (בקיצור הטבלה המחזורית) היא טבלה מרובת תאים מקודדת בצבע המפרטת את כל האלמנטים המוכרים וכן מידע חיוני אודות האלמנטים האלה. על סמך המידע הקיים בטבלה המחזורית, אנו יכולים לקבוע את מספר אלקטרוני הערכיות של היסוד אותו אנו חוקרים. הטבלה המחזורית מצורפת בדרך כלל לספר לימוד. ניתן גם להתייחס לטבלה המחזורית האינטראקטיבית הקיימת הזו.

2. 

   
   
   מספר כל עמודה בטבלה המחזורית מ -1 עד 18. בדרך כלל בטבלה המחזורית, לכל האלמנטים באותה עמודה יהיה מספר זהה של אלקטרוני ערכיות. אם הטבלה המחזורית שלך עדיין לא ממוספרת עמודות, עשה זאת בעצמך על ידי מספר 1 עד 18 אנכית משמאל לימין. מדעית, כל עמודה בטבלה המחזורית נקראת אחת "קְבוּצָה".
   • לדוגמא, לטבלה מחזורית לא חתומה, היינו מספר 1 מעל יסוד המימן (H), מספר 2 מעל היסוד ברי (Be) ונעשה את אותו הדבר עד 18 מעל הליום (He). ).

3. 

   
   
   קבע את מיקום האלמנט המדובר. בשלב זה קבע את מיקום האלמנט שאתה מסתכל עליו בטבלה המחזורית. אתה יכול למצוא את המיקום של יסוד על סמך הסמל הכימי שלו (אות בכל תא), המספר האטומי (המספר בפינה השמאלית העליונה של כל תא), או על סמך מידע הודעות זמינות בטבלה המחזורית.
   • לדוגמא עלינו למצוא את מספר אלקטרוני הערכיות של היסוד פחמן (C). המספר האטומי של היסוד הוא 6. הפחמן נמצא בחלק העליון של הקבוצה 14. בשלב הבא נקבע את מספר אלקטרוני הערכיות של יסוד זה.
   • בחלק זה נתעלם ממתכות מעבר, כלומר אלמנטים בטווח הקבוצות 3 עד 12. מתכות מעבר אלה שונות מעט מהשאר, ולכן השלבים הם ההוראות המופיעות בסעיף זה אינן חלות על מתכות כאלה. אנו נבחן את קבוצות האלמנטים הללו בהמשך המאמר.

4. 

   
   
   השתמש במספר הקבוצה כדי לקבוע את מספר אלקטרוני הערכיות. ניתן להשתמש במספר הקבוצתי של מתכת שאינה מעבר לחישוב מספר אלקטרוני הערכיות באטום של אותו יסוד. "שורת היחידות של מספר הקבוצה" הוא מספר אלקטרוני הערכיות באטומי היסודות באותה קבוצה. במילים אחרות:
   • קבוצה 1: 1 אלקטרון ערכיות
   • קבוצה 2: 2 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 13: 3 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 14: 4 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 15: 5 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 16: 6 אלקטרונים ערכיים
   • קבוצה 17: 7 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 18: 8 אלקטרוני ערכיות (למעט הליום עם 2 אלקטרוני ערכיות)
   • בדוגמא הפחמן, מכיוון שהפחמן נמצא בקבוצה 14, נוכל לומר שיש לאטום פחמן ארבעה אלקטרוני ערכיות.
   פרסומת

עם מתכת מעבר

1. 

   זהה רכיב בטווח שבין קבוצה 3 לקבוצה 12. כאמור לעיל, היסודות בקבוצות 3 עד 12 מכונים "מתכות מעבר" וכשמדובר באלקטרוני ערכיות יש להם מאפיינים שונים מהשאר. בחלק זה נלמד מדוע לרוב לא ניתן להקצות אלקטרוני ערכיות לאטומי מתכות המעבר.
   • בחלק זה אנו לוקחים את היסוד טנטאן (טא) שמספרו האטומי הוא 73 כדוגמה. השלבים הבאים יסייעו בקביעת מספר אלקטרוני הערכיות של האלמנט.
   • שים לב שאלמנטים של 3 הלנטנים המשפחתיים והאקטיניום (המכונים גם "מתכות אדמה נדירות") שייכים גם הם לקבוצת מתכות המעבר - שתי קבוצות אלמנטים אלה מפורטות בדרך כלל מתחת לטבלה המחזורית. ראש עם לנטן ואקטיני.

2. 

   אלקטרוני ערכיות במתכות מעבר אינם זהים לאלקטרוני ערכיות 'רגילים'. כדי להבין מדוע מתכות מעבר אינן 'עובדות' כמו אלמנטים אחרים בטבלה המחזורית, עלינו לדעת מעט על האופן שבו האלקטרונים פועלים באטום כמוסבר להלן. , או שאתה יכול לדלג על שלב זה.
   • כאשר מכניסים אלקטרונים לאטום, הם מסודרים ל"אורביטלים "שונים - אזורים שונים סביב הגרעין. בקיצור, אלקטרוני ערכיות הם האלקטרונים הנמצאים במסלול השכבה החיצונית ביותר - במילים אחרות, האלקטרונים האחרונים שנוספו לאטום.
   • הסבר על מסלול ההרחבה בפירוט הוא אולי מעט מסובך, כאשר מתווספים אלקטרונים למחתרת ד של מעטפת האטום של מתכת המעבר (ראה להלן), הראשון של האלקטרונים הללו יתנהג כמו אלקטרונים ערכיים קונבנציונליים, אך אז תכונותיהם יכולות להשתנות, להכפיל כאשר אלקטרונים ממסלולים אחרים יכולים לשמש כאלקטרונים ערכיים. כלומר, אטום יכול להיות בעל מספר אלקטרונים ערכיים בהתאם למקרה.
   • תוכלו ללמוד עוד על כך באתר האלקטרונים הערכיים של Clackamas Community College.

3. 

   קבע את מספר אלקטרוני הערכיות על בסיס מספר הקבוצה. כפי שצוין לעיל למתכות שאינן עוברות מעבר, מספר הקבוצה בטבלה המחזורית יכול לסייע בקביעת מספר אלקטרוני הערכיות. עם זאת, אין נוסחה מוגדרת לקביעת המספר המדויק של אלקטרוני הערכיות של מתכת המעבר - במקרה זה, מספר אלקטרוני הערכיות של אלמנט אינו בערך קבוע, מספר הדברים. קבוצות עצמיות יכולות לומר רק מספר יחסי של אלקטרוני ערכיות. פרט:
   • קבוצה 3: 3 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות של 4: 2 עד 4 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 5: 2 עד 5 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 6: 2 עד 6 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות 7: 2 עד 7 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות של 8: 2 עד 3 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות 9: 2 עד 3 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות של 10: 2 עד 3 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצות 11: 1 עד 2 אלקטרוני ערכיות
   • קבוצה 12: 2 אלקטרונים ערכיים
   • אם ניקח את הדוגמה של האלמנט טאנטה (טא) מקבוצה 5, נוכל לומר שיש לאלמנט זה מ -2 עד 5 אלקטרוני ערכיות, תלוי במקרה.
   פרסומת

חלק 2 מתוך 2: מצא את מספר אלקטרוני הערכיות בהתבסס על תצורת האלקטרונים

1. 

   למד כיצד לקרוא תצורת אלקטרונים. בהתבסס על תצורת האלקטרונים של אלמנט, אנו יכולים גם לקבוע את מספר אלקטרוני הערכיות של אותו יסוד. תצורת האלקטרונים נראית מסובכת, אך רק כיצד לייצג את האורביטלים של אלמנט בצורת אותיות ומספרים, לאחר שתקבל את החוק, הבנת תצורת אלקטרונים אינה קשה.
   • שקול דוגמה לתצורת אלקטרונים של נתרן (Na):

     1s2s2p3s

   • אם תשים לב, תראה שתצורת האלקטרונים היא רק מחרוזת של חזרות:

     (מספר) (מילה) (מספר) (מילה) ...

   • ... וכולי. קְבוּצָה (מספר) (מילה) הראשון הוא שם המסלול ומסמן את מספר האלקטרונים במסלול ההוא.
   • אז, במקרה שלנו, אנו יכולים לומר כי נתרן כן 2 אלקטרונים במסלול 1s, 2 אלקטרונים במסלול השניים, 6 אלקטרונים במסלול 2p ו אלקטרון אחד במסלול 3 3s. ישנם 11 אלקטרונים בסך הכל - המספר האטומי של הנתרן הוא גם 11.

2. 

   מצא את תצורת האלקטרון של האלמנט שאתה מסתכל עליו. ברגע שאתה יודע את תצורת האלקטרונים של אלמנט, למצוא את תצורת האלקטרונים של אותו אלמנט לא קשה (למעט במקרה של מתכות מעבר). אם תצורת האלקטרונים זמינה בשאלה שעליך לפתור, תוכל לדלג על שלב זה. אם אתה צריך למצוא את תצורת האלקטרונים, המשך בשלבים הבאים:
   • תצורת האלקטרונים המלאה של היסוד ununocti (Uuo), המספר האטומי 118 היא:

     1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

   • ברגע שיש לך תצורת אלקטרונים כזו שלמה, כדי למצוא את תצורת האלקטרונים של אלמנט אחר, אתה רק צריך למלא את האורביטלים באלקטרונים, החל מהמסלול הראשון, עד שמספר האלקטרונים נגמר למילוי. זה נשמע מסובך, אבל בכל מה שקשור לעשות את זה זה קל יחסית. לדוגמה, אם היינו רוצים לכתוב את תצורת האלקטרונים המלאה של כלור (Cl), יסוד 17, כלומר באטום של יסוד זה יש 17 אלקטרונים, היינו ממלאים את הדברים הבאים:

     1s2s2p3s3p

   • שימו לב כי המספר הכולל של האלקטרונים בתצורת האלקטרונים הוא בדיוק נכון 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. אתה רק צריך לשנות את המספר במסלול האחרון - השאר נשאר זהה מכיוון שהמסלול כמעט-אחרון מלא. אֶלֶקטרוֹן.
   • למידע נוסף על כתיבת תצורת האלקטרונים של אלמנט.

3. 

   
   
   הקצה אלקטרונים למסלולים על פי הכלל השמיני. כאשר מוסיפים אלקטרונים לאטום, הם ממוינים למסלולים לפי הסדר שצוין לעיל - שני האלקטרונים הראשונים ימוקמו במסלול 1s, שני האלקטרונים הבאים במסלול 2s, וששת האלקטרונים הבאים ממוקמים במסלול 2p, עשו זאת עד שהאלקטרון ממוקם במסלול המקביל. כאשר אנו רואים את האטומים של אלמנטים שאינם עוברים, אנו יכולים לומר כי אורביטלים אלה יהוו "שכבות" סביב הגרעין, בהן השכבה הבאה תהיה רחוקה יותר מהגרעין מזה שלפניו. בנוסף לשכבת המסלול הראשונה שיכולה להכיל רק עד שני אלקטרונים, כל שכבות המסלול הבאות יכולות להכיל עד שמונה אלקטרונים (למעט במקרה של מתכות מעבר). כלל זה נקרא הכלל השמיני.
   • לדוגמא, קחו בחשבון את האלמנט Bo (B). המספר האטומי של יסוד זה הוא 5, ולכן יש לנו את תצורת האלקטרונים של יסוד זה באופן הבא: 1s2s2p. מכיוון שקליפת המסלול הראשונה מכילה 2 אלקטרונים בלבד, ניתן לקבוע כי ל- Bo יש שתי שכבות מסלוליות: הראשונה המורכבת משני אלקטרונים במסלול 1s והשנייה עם שלושה אלקטרונים המופצים במסלולי 2s ו- 2p. .
   • לדוגמא אחרת, לאלמנט הדומה לכלור יהיו 3 שכבות: שכבה של שני אלקטרונים במסלול 1s, שכבה של שני אלקטרונים במסלול 2s ושישה אלקטרונים במסלול 2p, ושכבה חיצונית של שני אלקטרונים במסלול 3. וחמישה אלקטרונים במסלול 3p.

4. 

   
   
   מצא את מספר האלקטרונים בשכבה החיצונית ביותר. לאחר קביעת תצורת האלקטרונים, אנו כבר מכירים את שכבות היסוד ההוא, ניתן למצוא את מספר האלקטרונים הערכיים על ידי קביעת מספר האלקטרונים בשכבה החיצונית ביותר של מעטפת האלקטרונים האטומית. אם השכבה החיצונית ביותר מלאה (כלומר כבר עם סך של שמונה אלקטרונים, או לשכבה הראשונה 2 אלקטרונים) אז היסוד הזה נקרא יסוד אינרטי וכמעט אינו מעורב בתגובות כימיות. עם זאת, כלל זה אינו חל על מתכות מעבר.
   • למשל Bo, מכיוון של- Bo יש שלושה אלקטרונים בשכבה השנייה, גם השכבה החיצונית ביותר, כך שנוכל לומר שלאלמנט Bo יש אַבָּא אלקטרוני ערכיות.

5. 

   
   
   השתמש במספר השורה בטבלה המחזורית כדרך מקוצרת לקביעת מספר שכבות מסלוליות. השורה האופקית בטבלה המחזורית נקראת "מחזור" של האלמנטים. החל מהשורה הראשונה, כל מחזור תואם את 'מספר שכבות האלקטרונים' של האלמנטים באותה תקופה. לכן, אתה יכול להשתמש בתקופה כדי לקבוע במהירות את מספר האלקטרונים הערכיים של אלמנט - אתה פשוט סופר את מספר האלקטרונים לפי סדר משמאל לימין מהאלמנט הראשון של אותה תקופה. שים לב שוב שזה לא חל על מתכות מעבר.
   • לדוגמא, מכיוון שסלניום שייך למחזור 4, ניתן לקבוע כי לאלמנט יש ארבע שכבות אלקטרונים בקליפת האטום. מכיוון שבסדר משמאל לימין, זהו האלמנט השישי במחזור 4 (לא כולל מתכת המעבר), אנו יכולים לומר שבקליפה הרביעית של סלניום יש שישה אלקטרונים, כלומר לאלמנט זה שישה אלקטרוני ערכיות.
   פרסומת

עֵצָה

• שימו לב, ניתן לכתוב בקצרה את תצורת האלקטרונים באמצעות גזים נדירים (אלמנטים מקבוצה 18) במקום אורביטלים בראש התצורה. לדוגמא, את תצורת האלקטרונים של נתרן אפשר לכתוב כ 3s1 - כלומר, תצורת האלקטרונים של נתרן זהה לזו של ניאון אך יש אלקטרון נוסף במסלול 3s.
• למתכות מעבר עשויים להיות מחלקות משנה מלאות שלמות. על מנת לקבוע במדויק את מספר הערכיות של מתכת המעבר, יש צורך ליישם עקרונות קוונטיים מורכבים שאינם מכוסים במאמר זה.
• חשוב גם לציין כי הטבלה המחזורית של אלמנטים עשויה להיות שונה במדינות שונות. לכן, וודא שאתה משתמש בטבלה המחזורית הנפוצה בה אתה גר כדי למנוע בלבול.

מה אתה צריך

• טבלה מחזורית של יסודות כימיים
• עִפָּרוֹן
• עיתון