如何计算价电子数

作者: Randy Alexander
创建日期: 1 四月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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视频: 03相对原子质量和核外电子排布规则 物质结构 元素周期律 高中化学

内容

在化学上 价电子 是位于元素电子外壳最外层的电子。确定元素的价电子数量是化学中的一项重要技术,因为该信息将有助于确定元素可以形成的键的类型。用化学元素周期表可以容易地确定价电子数。

脚步

第1部分,共2部分:使用元素周期表找到价电子数

与非过渡金属

  1. 准备一个 周期表 化学元素。 元素周期表(简称周期表)是一种颜色编码的多单元格表,其中列出了所有已知元素以及有关以下元素的一些基本信息这些元素。根据周期表中的可用信息,我们可以确定正在研究的元素的价电子数。周期表通常附在教科书上。您也可以参考此现有的交互式元素周期表。

  2. 将元素周期表中的每一列编号为1到18。 通常在元素周期表中,同一列中的所有元素将具有相同数量的价电子。如果元素周期表尚未编号,请自己从左到右垂直编号1到18。科学地讲,周期表中的每一列都称为一个 “组”.
    • 例如,对于一个无符号元素周期表,我们将在元素氢(H)上方编号1,在元素Beri(Be)上方编号2,然后进行相同的操作,直到氦气(He)上方18 )。

  3. 确定相关元素的位置。 在此步骤中,确定元素在元素周期表中的位置。您可以根据元素的化学符号(每个单元格中的字母),原子序数(每个单元格左上角的数字)或信息来查找元素的位置元素周期表中有可用的消息。
    • 例如,我们需要找到元素的价电子数 碳(C)。 元素的原子序数为6,碳在14个元素的上部,下一步,我们将确定该元素的价电子数。
    • 在本节中,我们将忽略过渡金属,即3至12组范围内的元素。这些过渡金属与其余金属略有不同,因此步骤如下:本节中给出的说明不适用于此类金属。我们将在本文的后面部分讨论这些元素组。

  4. 使用组号确定价电子数。 非过渡金属的基团数可用于计算该元素原子中的价电子数量。 “基团编号的单位行”是存在于该基团的元素原子中的价电子的数量。换一种说法:
    • 第1组:1个价电子
    • 第2组:2个价电子
    • 第13组:3个价电子
    • 第14组:4个价电子
    • 第15组:5个价电子
    • 第16组:6个价电子
    • 第17组:7个价电子
    • 第18组:8个价电子(氦原子含2个价电子除外)
    • 在碳的例子中,由于碳在第14组,我们可以说一个碳原子具有 四个价电子.
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带过渡金属

  1. 确定第3组到第12组范围内的元素。 如上所述,第3至12族中的元素被称为“过渡金属”,当涉及价电子时,这些电子具有与其余电子不同的性质。在本节中,我们将了解为什么通常无法将价电子分配给过渡金属原子。
    • 在本节中,我们以原子数为73的元素Tantan(Ta)为例。下一步将帮助确定元素的价电子数。
    • 请注意,这3种镧系元素和act元素(也称为“稀土金属”)的元素也属于过渡金属类-这两类元素通常在周期表下方列出。与Lantan和Actini团长
  2. 过渡金属中的价电子与“正常的”价电子”不同。 要了解为什么过渡金属实际上不像元素周期表中的其他元素那样“起作用”,我们需要对电子如何在原子中起作用有所了解,如下所述。 ,也可以跳过此步骤。
    • 当电子插入一个原子时,它们被排列在不同的“轨道”中-围绕原子核的不同区域。简而言之,价电子是位于最外层轨道的电子,换句话说,是最后一个加到原子上的电子。
    • 当将电子添加到子类时,详细解释轨道可能会有些复杂 d 在过渡金属的原子壳中(见下文),这些电子中的第一个将表现为正常价电子,但随后它们的性质可以改变,翻倍来自其他轨道的电子可以充当价电子。即,根据情况,原子可以具有多个价电子。
    • 您可以在Clackamas社区学院的价电子站点上了解更多有关此的信息。
  3. 根据基数确定价电子数。 如上所述,对于非过渡金属,元素周期表上的基团编号可帮助确定价电子的数量。但是,没有确定过渡金属的价电子确切数目的确切公式-在这种情况下,元素的价电子数目不是固定值,即事物数。自基只能告诉相对价电子。详情:
    • 第3组:3个价电子
    • 4组:2-4个价电子
    • 第5组:2至5个价电子
    • 第6组:2至6个价电子
    • 第7组:2至7个价电子
    • 8组:2至3个价电子
    • 第9组:2至3个价电子
    • 10组:2至3个价电子
    • 第11组:1至2个价电子
    • 第12组:2个价电子
    • 以第5组元素Tanta(Ta)为例,我们可以说该元素具有 2至5个价电子,视情况而定。
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第2部分,共2部分:根据电子构型求价电子数

  1. 了解如何读取电子结构。 基于元素的电子构型,我们还可以确定该元素的价电子数。电子构型看起来很复杂,但这只是如何以字母和数字的形式表示元素的轨道,一旦您掌握了规律,就不难理解电子构型。
    • 考虑钠(Na)的电子构型示例:
      1s2s2p3s
    • 如果您注意的话,您会发现电子结构只是一连串的重复:
      (数字)(单词)(数字)(单词)...
    • ... 等等。组 (数量)(单词) 第一个是轨道的名称,表示该轨道中的电子数。
    • 因此,在我们的情况下,我们可以说钠确实 1s轨道上有2个电子, 2s轨道中有2个电子, 2p轨道中有6个电子3 3s轨道中有1个电子。总共有11个电子-钠的原子序数也为11。
  2. 找到您要寻找的元素的电子构型。 一旦知道了元素的电子构型,就不难发现该元素的电子构型(过渡金属除外)。如果您需要解决的问题中有电子配置,则可以跳过此步骤。如果您需要找到电子构型,请执行以下步骤:
    • Ununocti(Uuo)元素的完整电子构型,原子序数118为:
      1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
    • 一旦拥有了如此完整的电子构型,就可以找到另一个元素的电子构型,您只需从第一个轨道开始用电子填充轨道,直到电子数量用完即可填充。听起来很复杂,但是要做到这一点相对容易。例如,如果我们要编写元素17中氯(Cl)的完整电子构型,即该元素的原子中有17个电子,我们将填写以下内容:
      1s2s2p3s3p
    • 请注意,电子构型中的电子总数恰好是17:2 + 2 + 6 + 2 + 5 =17。您只需要更改最后一个轨道上的数目-其余部分保持不变,因为接近倒数第二个轨道已满。电子。
    • 了解有关如何编写元素电子构型的更多信息。

  3. 根据第八规则将电子分配给轨道。 当电子被添加到一个原子上时,它们按照上述顺序被分类为轨道-前两个电子将被置于1s轨道,接下来的两个电子将在2s轨道,接下来的六个电子被置于轨道2p,直到电子被放置在相应的轨道上为止。当我们考虑非过渡元素的原子时,可以说这些轨道将在原子核周围形成“层”,其中下一层将比原子层更远离原子核。除了只能容纳最多两个电子的第一轨道层之外,所有后续轨道层都可以容纳最多八个电子(过渡金属除外)。这个规则叫做 八重规则.
    • 例如,考虑元素Bo(B)。该元素的原子序数为5,因此我们具有以下元素的电子构型:1s2s2p。由于第一个轨道壳仅包含2个电子,因此可以确定Bo具有两个轨道层:第一个由1s轨道上的2个电子组成,第二个由在2s和2p轨道上分布的三个电子组成。 。
    • 再举一个例子,类似于氯的元素将具有3层:在1s轨道上有两个电子,在2s轨道上有两个电子,在2p轨道上有6个电子,在3p轨道上有两个电子的外层。在3p轨道上有五个电子。

  4. 找出最外层的电子数量。 一旦确定了电子构型,我们就已经知道该元素的层,可以通过确定原子电子壳最外层的电子数量来确定价电子的数量。如果最外层是满的(即已经有八个电子,或者对于第一层是两个电子),则该元素称为惰性元素,几乎不参与化学反应。但是,该规则不适用于过渡金属。
    • 例如Bo,因为Bo在第二层(也是最外层)中有三个电子,所以我们可以说元素Bo具有 父亲 价电子。

  5. 使用元素周期表上的行号作为确定轨道层数的简化方法。 周期表上的水平行称为 “周期” 的元素。从第一行开始,每个周期对应于同一时期中元素的“电子层数”。因此,您可以使用该周期来快速确定元素的价电子数-您只需从该周期的第一个元素开始按从左到右的顺序计算电子数。再次注意,这不适用于过渡金属。
    • 例如,由于硒属于循环4,因此可以确定该元素在原子壳中具有四个电子层。由于按从左到右的顺序是循环4中的第六个元素(不包括过渡金属),因此可以说硒的第四层具有六个电子,即该元素具有 六个价电子.
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忠告

  • 注意,可以使用稀有气体(第18组的元素)而不是配置顶部的轨道来简短地编写电子配置。例如,钠的电子构型可以写为3s1-也就是说,钠的电子构型与霓虹灯相同,但在3s轨道上有一个额外的电子。
  • 过渡金属可能具有不完整的价子类。为了准确确定过渡金属的化合价,有必要采用本文未涵盖的复杂量子原理。
  • 同样重要的是要注意,不同国家的化学元素周期表可能不同。因此,请确保使用居住的公用周期表,以免造成混淆。

你需要什么

  • 化学元素周期表
  • 铅笔