Các vỏ hóa trị là một trong những người có electron là chịu trách nhiệm về tính chất hóa học của một nguyên tố. Các điện tử trong lớp vỏ này tương tác với các điện tử của nguyên tử lân cận, do đó hình thành liên kết cộng hóa trị (AB); và nếu chúng di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác âm điện hơn, liên kết ion (A + B–).
Lớp này được xác định bởi số lượng tử chính n, đến lượt nó chỉ ra chu kỳ mà nguyên tố được tìm thấy trong bảng tuần hoàn. Trong khi thứ tự nhóm phụ thuộc vào số lượng electron quay quanh lớp vỏ hóa trị. Vì vậy, với một n bằng 2, nó có thể chiếm tám electron: tám nhóm (1-8).
Nguồn: Gabriel Bolívar
Hình ảnh trên minh họa ý nghĩa của lớp hóa trị. Điểm đen ở tâm nguyên tử là hạt nhân, còn các vòng tròn đồng tâm còn lại là lớp vỏ điện tử xác định bởi n.
Nguyên tử này có bao nhiêu lớp? Mỗi chúng có màu riêng, và vì có bốn nên nguyên tử có bốn lớp (n = 4). Cũng lưu ý rằng màu sắc giảm khi khoảng cách từ lớp đến lõi tăng lên. Lớp hóa trị là lớp xa hạt nhân nhất: là lớp có màu nhạt nhất.
Lớp hóa trị là gì?
Theo hình ảnh, lớp vỏ hóa trị không khác gì những obitan cuối cùng của nguyên tử được chiếm bởi các electron. Trong lớp vỏ màu xanh nhạt, cho n = 4, có một dãy các obitan 4s, 4p, 4d và 4f; nghĩa là bên trong có các lớp con khác có dung lượng điện tử khác nhau.
Một nguyên tử cần các electron để điền vào tất cả các obitan 4n. Quá trình này có thể được quan sát trong các cấu hình điện tử của các phần tử trong một khoảng thời gian.
Ví dụ, kali có cấu hình electron 4s 1 , trong khi canxi, ở bên phải, 4s 2 . Theo các cài đặt này, lớp hóa trị là gì? Thuật ngữ này dùng để chỉ cấu hình electron của khí argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Điều này đại diện cho lớp bên trong hoặc lớp đóng (còn được gọi là hạt nhân).
Vì quỹ đạo 4s là quỹ đạo có năng lượng cao nhất và trong đó các điện tử mới đi vào, nó đại diện cho vỏ hóa trị cho cả K và Ca. Nếu các nguyên tử của K và Ca được so sánh với nguyên tử trong hình, nó sẽ là tất cả các lớp bên trong màu xanh lam; và 4 là lớp màu xanh nhạt, lớp ngoài cùng.
nét đặc trưng
Từ tất cả những điều đã nói ở trên, có thể tóm tắt một số đặc điểm của vỏ hóa trị đối với mọi nguyên tử:
-Mức năng lượng của bạn cao hơn; cái giống nhau, nó tách ra khỏi hạt nhân hơn và có mật độ electron thấp nhất (so với các lớp khác).
- Nó chưa hoàn chỉnh. Do đó, nó sẽ tiếp tục chứa đầy các electron khi một chu kỳ được chuyển từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn.
-Nó tham gia vào quá trình hình thành liên kết cộng hóa trị hoặc liên kết ion.
Trong trường hợp của các kim loại kali và canxi, chúng bị oxy hóa để trở thành cation. K + có cấu hình điện tử, vì nó mất đi electron bên ngoài duy nhất 4s 1 . Và về phía Ca 2+ , cấu hình của nó cũng là; bởi vì thay vì mất một electron, bạn mất hai (4s 2 ).
Nhưng sự khác biệt giữa K + và Ca 2+ là gì , nếu chúng đều mất electron khỏi lớp vỏ hóa trị và có cấu hình điện tử? Sự khác biệt là ở bán kính ion của chúng. Ca 2+ nhỏ hơn K + , vì nguyên tử canxi có thêm một proton hút electron bên ngoài với lực lớn hơn (đóng hoặc vỏ hóa trị).
Vỏ hóa trị 4s không biến mất: nó chỉ trống cho các ion này.
Ví dụ
Khái niệm về vỏ hóa trị có thể được tìm thấy trực tiếp hoặc gián tiếp trong nhiều khía cạnh của hóa học. Vì các electron của nó là những chất tham gia vào việc hình thành các liên kết, nên bất kỳ chủ đề nào đề cập đến chúng (TEV, RPECV, cơ chế phản ứng, v.v.) đều phải đề cập đến lớp này.
Điều này là do, quan trọng hơn lớp vỏ hóa trị, là các electron của nó; gọi là các electron hóa trị. Khi được biểu diễn trong cấu trúc tiến bộ của các cấu hình điện tử, chúng xác định cấu trúc điện tử của nguyên tử, và do đó là các tính chất hóa học của nó.
Từ thông tin này của một nguyên tử A và một nguyên tử B khác, cấu trúc của các hợp chất của chúng có thể được phác thảo thông qua cấu trúc Lewis. Tương tự như vậy, cấu trúc điện tử và phân tử của một loạt các hợp chất có thể được xác định bằng số lượng điện tử hóa trị.
Các ví dụ đơn giản nhất có thể về vỏ hóa trị được tìm thấy trong bảng tuần hoàn; cụ thể là trong cấu hình electron.
ví dụ 1
Có thể xác định một nguyên tố và vị trí của nó trong bảng tuần hoàn chỉ với cấu hình electron. Như vậy, nếu một nguyên tố X có cấu hình 5s 2 5p 1 thì nó là gì và nó thuộc chu kì và nhóm nào?
Vì n = 5 nên X ở kỳ thứ năm. Ngoài ra, nó có ba electron hóa trị: hai ở obitan 5s 2 và một ở obitan 5p 1 . Lớp bên trong không cung cấp thêm thông tin.
Vì X có ba electron và các obitan 5p của nó không hoàn toàn nên nó nằm ở khối p; hơn nữa, thuộc nhóm IIIA (hệ thống Romanesque) hoặc 13 (hệ thống đánh số hiện tại được IUPAC chấp thuận). Khi đó X là về nguyên tố indium, In.
Ví dụ 2
Nguyên tố X có cấu hình electron 4d 10 5s 1 là bao nhiêu? Lưu ý rằng giống như In, nó thuộc về chu kỳ 5, vì quỹ đạo 5s 1 là quỹ đạo có năng lượng cao nhất. Tuy nhiên, vỏ hóa trị cũng bao gồm các obitan 4d, vì chúng không hoàn chỉnh .
Các lớp hóa trị sau đó có thể được chỉ định là nsnp, cho một phần tử của khối pos; hoặc (n-1) dns, cho một phần tử của khối d. Vậy nguyên tố bí ẩn X thuộc khối d vì cấu hình điện tử của nó thuộc loại (n-1) dns (4d 10 5s 1 ).
Bạn thuộc nhóm nào? Thêm mười electron từ obitan 4d 10 và một electron từ obitan 5 1 , X có 11 electron hóa trị. Vì vậy, nó phải được xếp vào nhóm IB hoặc 11. Sau đó, chuyển qua chu kỳ 5 của bảng tuần hoàn sang nhóm 11, một người tình cờ tìm thấy nguyên tố bạc, Ag.
Người giới thiệu
- Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (ấn bản thứ tư, trang 23). Đồi Mc Graw.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập, tr 287.
- Trung tâm tài nguyên NDT. (sf). Valence Shell. Lấy từ: nde-ed.org
- Cao đẳng cộng đồng Clackamas. (Năm 2002). Điện tử hóa trị. Được khôi phục từ: dl.clackamas.edu
- Hóa học LibreTexts. (sf). Hóa trị và Điện tử lõi. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org