Comment calculer le nombre d'électrons de valence: 12 étapes (avec photo) - Conseils

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De quoi as-tu besoin

En chimie, électrons de valence sont des électrons situés dans la couche la plus externe de la couche électronique d'un élément. La détermination du nombre d'électrons de valence d'un élément est une compétence importante en chimie car cette information aidera à déterminer les types de liaisons que l'élément peut former. La détermination du nombre d'électrons de valence peut être facilement effectuée avec le tableau périodique des éléments chimiques.

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Partie 1 sur 2: Trouvez le nombre d'électrons de valence à l'aide du tableau périodique

Avec métal non transitionnel

Ayez un prêt tableau périodique éléments chimiques. Le tableau périodique des éléments (le tableau périodique en abrégé) est un tableau multicellulaire à code couleur qui répertorie tous les éléments connus ainsi que certaines informations essentielles sur ces éléments. Sur la base des informations disponibles dans le tableau périodique, nous pouvons déterminer le nombre d'électrons de valence de l'élément que nous étudions. Le tableau périodique est généralement joint à un manuel. Vous pouvez également vous référer à ce tableau périodique interactif existant.
Numérotez chaque colonne du tableau périodique de 1 à 18. Habituellement, dans le tableau périodique, tous les éléments de la même colonne auront le même nombre d'électrons de valence. Si votre tableau périodique n'a pas encore numéroté de colonnes, faites-le vous-même en numérotant de 1 à 18 verticalement de gauche à droite. Scientifiquement, chaque colonne du tableau périodique est appelée une "groupe".
- Par exemple, pour un tableau périodique non signé, nous aurions le numéro 1 au-dessus de l'élément Hydrogène (H), le numéro 2 au-dessus de l'élément Beri (Be) et ferions de même jusqu'à 18 au-dessus de Hélium (He ).
Déterminez la position de l'élément en question. Dans cette étape, déterminez la position de l'élément que vous regardez dans le tableau périodique. Vous pouvez trouver la position d'un élément en fonction de son symbole chimique (lettre dans chaque cellule), de son numéro atomique (le numéro dans le coin supérieur gauche de chaque cellule) ou en fonction d'informations les messages sont disponibles sur le tableau périodique.
- Par exemple, nous devons trouver le nombre d'électrons de valence de l'élément Carbone (C). Le numéro atomique de l'élément est 6. Le carbone est dans la partie supérieure des éléments du groupe 14. Dans l'étape suivante, nous déterminerons le nombre d'électrons de valence de cet élément.
- Dans cette section, nous ignorerons les métaux de transition, c'est-à-dire les éléments dans la gamme des groupes 3 à 12. Ces métaux de transition sont légèrement différents des autres, donc les étapes sont Les instructions données dans cette section ne s'appliquent pas à ces métaux. Nous examinerons ces groupes d'éléments plus loin dans l'article.
Utilisez le numéro de groupe pour déterminer le nombre d'électrons de valence. Le numéro de groupe d'un métal non transitionnel peut être utilisé pour calculer le nombre d'électrons de valence dans l'atome de cet élément. La "ligne unitaire du numéro de groupe" est le nombre d'électrons de valence dans les atomes des éléments de ce groupe. En d'autres termes:
- Groupe 1: 1 électron de valence
- Groupe 2: 2 électrons de valence
- Groupe 13: 3 électrons de valence
- Groupe 14: 4 électrons de valence
- Groupe 15: 5 électrons de valence
- Groupe 16: 6 électrons de valence
- Groupe 17: 7 électrons de valence
- Groupe 18: 8 électrons de valence (sauf pour l'hélium avec 2 électrons de valence)
- Dans l'exemple du carbone, puisque le carbone est dans le groupe 14, on pourrait dire qu'un atome de carbone a quatre électrons de valence.
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Avec métal de transition

Identifiez un élément dans la plage du groupe 3 au groupe 12. Comme mentionné ci-dessus, les éléments des groupes 3 à 12 sont appelés "métaux de transition" et lorsqu'il s'agit d'électrons de valence, ils ont des propriétés différentes des autres. Dans cette section, nous explorerons pourquoi il n'est souvent pas possible d'attribuer des électrons de valence aux atomes des métaux de transition.
- Dans cette section, nous prenons comme exemple l'élément Tantan (Ta) dont le numéro atomique est 73. Les prochaines étapes aideront à déterminer le nombre d'électrons de valence de l'élément.
- Notez que les éléments des trois familles de lantanes et d'actinium (également appelés «métaux des terres rares») appartiennent également au groupe des métaux de transition - ces deux groupes d'éléments sont généralement répertoriés sous le tableau périodique. tête avec lantan et actini.
Les électrons de valence dans les métaux de transition ne sont pas les mêmes que les électrons de valence «normaux». Pour comprendre pourquoi les métaux de transition ne `` fonctionnent '' pas réellement comme les autres éléments du tableau périodique, nous devons en savoir un peu plus sur le fonctionnement des électrons dans l'atome, comme expliqué ci-dessous. , ou vous pouvez ignorer cette étape.
- Lorsque des électrons sont insérés dans un atome, ils sont disposés en différentes «orbitales», c'est-à-dire en différentes régions autour du noyau. En bref, les électrons de valence sont les électrons situés dans la couche la plus externe orbitale - en d'autres termes, les derniers électrons ajoutés à l'atome.
- Expliquer l'orbitale en détail est peut-être un peu compliqué, lorsque des électrons sont ajoutés à la sous-classe ré de la couche atomique du métal de transition (voir ci-dessous), le premier de ces électrons se comportera comme des électrons de valence normaux, mais alors leurs propriétés peuvent changer, doubler lorsque les électrons d'autres orbitales peuvent agir comme des électrons de valence. Autrement dit, un atome peut avoir plusieurs électrons de valence selon le cas.
- Vous pouvez en savoir plus à ce sujet sur le site d'électrons de valence du Clackamas Community College.
Déterminez le nombre d'électrons de valence en fonction du numéro de groupe. Comme indiqué ci-dessus pour les métaux non-transition, le numéro de groupe sur le tableau périodique peut aider à déterminer le nombre d'électrons de valence. Cependant, il n'y a pas de formule définie pour déterminer le nombre exact d'électrons de valence du métal de transition - dans ce cas, le nombre d'électrons de valence d'un élément n'est pas à une valeur fixe, le nombre de choses. les groupes self ne peuvent dire qu'un nombre relatif d'électrons de valence. Détail:
- Groupe 3: 3 électrons de valence
- Groupes de 4: 2 à 4 électrons de valence
- Groupe 5: 2 à 5 électrons de valence
- Groupe 6: 2 à 6 électrons de valence
- Groupes 7: 2 à 7 électrons de valence
- Groupes de 8: 2 à 3 électrons de valence
- Groupes 9: 2 à 3 électrons de valence
- Groupes de 10: 2 à 3 électrons de valence
- Groupes 11: 1 à 2 électrons de valence
- Groupe 12: 2 électrons de valence
- En prenant l'exemple de l'élément Tanta (Ta) du groupe 5, on peut dire que cet élément a de 2 à 5 électrons de valence, selon le cas.
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Partie 2 sur 2: Trouvez le nombre d'électrons de valence en fonction de la configuration électronique

Apprenez à lire la configuration électronique. Sur la base de la configuration électronique d'un élément, nous pouvons également déterminer le nombre d'électrons de valence de cet élément. La configuration des électrons semble compliquée, mais c'est juste comment représenter les orbitales d'un élément sous forme de lettres et de chiffres, une fois que vous avez compris la loi, comprendre la configuration des électrons n'est pas difficile.
- Prenons un exemple de configuration électronique du sodium (Na):
  1s2s2p3s
- Si vous faites attention, vous remarquerez que la configuration électronique n'est qu'une suite de répétitions:
  (nombre) (mot) (nombre) (mot) ...
- ... etc. Groupe (nombre) (mot) le premier est le nom de l'orbitale et désigne le nombre d'électrons dans cette orbitale.
- Donc, dans notre cas, nous pouvons dire que le sodium 2 électrons dans l'orbitale 1s, 2 électrons dans l'orbitale 2s, 6 électrons dans l'orbitale 2p et 1 électron en orbite 3 3s. Il y a 11 électrons au total - le numéro atomique du sodium est également 11.
Trouvez la configuration électronique de l'élément que vous regardez. Une fois que vous connaissez la configuration électronique d'un élément, trouver la configuration électronique de cet élément n'est pas difficile (sauf dans le cas des métaux de transition). Si la configuration électronique est disponible dans la question que vous devez résoudre, vous pouvez ignorer cette étape. Si vous avez besoin de trouver la configuration électronique, procédez comme suit:
- La configuration électronique complète de l'élément ununocti (Uuo), le numéro atomique 118 est:
  1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
- Une fois que vous avez une configuration électronique aussi complète, pour trouver la configuration électronique d'un autre élément, il vous suffit de remplir les orbitales d'électrons, en commençant par la première orbitale, jusqu'à ce que le nombre d'électrons soit épuisé. Cela semble compliqué, mais quand il s'agit de le faire, c'est relativement facile. Par exemple, si nous voulions écrire la configuration électronique complète du chlore (Cl), élément 17, c'est-à-dire que l'atome de cet élément a 17 électrons, nous remplirions ce qui suit:
  1s2s2p3s3p
- Notez que le nombre total d'électrons en configuration électronique est juste 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Il vous suffit de changer le nombre sur la dernière orbitale - le reste reste le même car la quasi-avant-dernière orbitale est pleine. électron.
- Découvrez comment écrire la configuration électronique d'un élément.
Attribuez des électrons aux orbitales selon la huitième règle. Lorsque des électrons sont ajoutés à un atome, ils sont triés en orbitales dans l'ordre indiqué ci-dessus - les deux premiers électrons seront placés dans l'orbitale 1s, les deux électrons suivants dans l'orbitale 2s, les six électrons suivants sont placés dans l'orbitale 2p, faites-le jusqu'à ce que l'électron soit placé dans l'orbitale correspondante. Quand on considère les atomes d'éléments non transitionnels, on peut dire que ces orbitales formeront des "couches" autour du noyau, dans lesquelles la couche suivante sera plus éloignée du noyau que celle qui le précède. En plus de la première couche orbitale qui ne peut contenir que jusqu'à deux électrons, toutes les couches orbitales suivantes peuvent contenir jusqu'à huit électrons (sauf dans le cas des métaux de transition). Cette règle s'appelle La règle octuple.
- Par exemple, considérons l'élément Bo (B). Le numéro atomique de cet élément est 5, nous avons donc la configuration électronique de cet élément comme suit: 1s2s2p. Comme la première couche orbitale ne contient que 2 électrons, il est possible de déterminer que Bo a deux couches orbitales: la première composée de 2 électrons à l'orbitale 1s et la seconde avec trois électrons répartis dans les orbitales 2s et 2p. .
- Pour un autre exemple, un élément similaire au chlore aurait trois couches: une couche de deux électrons dans l'orbitale 1s, une couche de deux électrons dans l'orbitale 2s et six électrons dans l'orbitale 2p, et une couche externe de deux électrons dans l'orbitale 3 et cinq électrons dans une orbitale 3p.
Trouvez le nombre d'électrons dans la couche la plus externe. Une fois que la configuration électronique a été déterminée, nous connaissons déjà les couches de cet élément, trouver le nombre d'électrons de valence peut être fait en déterminant le nombre d'électrons dans la couche la plus externe de la couche électronique atomique. Si la couche la plus externe est pleine (c'est-à-dire déjà avec un total de huit électrons, ou pour la première couche 2 électrons) alors cet élément est appelé un élément inerte et n'est guère impliqué dans les réactions chimiques. Cependant, cette règle ne s'applique pas aux métaux de transition.
- Par exemple Bo, puisque Bo a trois électrons dans la deuxième couche, également la couche la plus externe, nous pouvons donc dire que l'élément Bo a père électrons de valence.
Utilisez le numéro de ligne du tableau périodique comme moyen abrégé pour déterminer le nombre de couches orbitales. La ligne horizontale du tableau périodique est appelée "cycle" des éléments. À partir de la première ligne, chaque cycle correspond au «nombre de couches d'électrons» des éléments dans la même période. Par conséquent, vous pouvez utiliser la période pour déterminer rapidement le nombre d'électrons de valence d'un élément - il vous suffit de compter le nombre d'électrons dans l'ordre de gauche à droite à partir du premier élément de cette période. Notez encore une fois que cela ne s'applique pas aux métaux de transition.
- Par exemple, puisque le sélénium appartient au cycle 4, on peut déterminer que l'élément a quatre couches d'électrons dans la coquille atomique. Puisque dans l'ordre de gauche à droite, il s'agit du sixième élément du cycle 4 (à l'exclusion du métal de transition), on peut dire que la quatrième couche de sélénium a six électrons, c'est-à-dire que cet élément a six électrons de valence.
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Conseil

Notez que la configuration électronique peut être brièvement écrite en utilisant des gaz rares (éléments du groupe 18) au lieu d'orbitales en haut de la configuration. Par exemple, la configuration électronique du sodium peut être écrite comme 3s1 - c'est-à-dire que la configuration électronique du sodium est la même que celle du néon mais il y a un électron supplémentaire dans l'orbitale 3s.
Les métaux de transition peuvent avoir des sous-classes de valence incomplètes. Afin de déterminer avec précision le nombre de valence du métal de transition, il est nécessaire d'appliquer des principes quantiques complexes qui ne sont pas couverts par cet article.
Il est également important de noter que le tableau périodique des éléments chimiques peut être différent selon les pays. Alors, assurez-vous d'utiliser le tableau périodique commun où vous vivez pour éviter toute confusion.