Cómo encontrar electrones de Valencia: 12 pasos

En química, los electrones de valencia son los que se encuentran en la capa electrónica más externa de un elemento. Saber cómo encontrar el número de electrones de valencia para un átomo en particular es una habilidad importante para los químicos, ya que esta información determina el tipo de enlaces químicos que puede formar ese átomo. Afortunadamente, solo necesitas una tabla periódica estándar para encontrar este número.

pasos

Parte 1 de 2: Encontrar los electrones de valencia con una tabla periódica

metales de no transición

Paso 1. Encuentra una tabla periódica

Es una tabla categorizada por colores y formada por varios cuadrados diferentes que enumeran todos los elementos químicos conocidos por la humanidad. Revela mucha información sobre los elementos, y usaremos parte de ella para determinar la cantidad de electrones de valencia en el átomo que estamos investigando. Estas tablas a menudo se pueden encontrar en el interior de las portadas de los libros de química. También hay una excelente mesa interactiva disponible en línea aquí.

Paso 2. Etiquete cada columna de la 1 a la 18

En general, en la tabla periódica, todos los elementos de la misma columna vertical tendrán el mismo número de electrones de valencia. Si la tabla no tiene columnas numeradas, asigne a cada columna un número que comience con 1 en el extremo izquierdo y 18 en el extremo derecho. En términos científicos, las columnas se llaman "grupos" de elementos.

Por ejemplo, si estamos trabajando con una tabla en la que los grupos no están numerados, escribiremos 1 para Hidrógeno (H), 2 para Berilio (Be) y así sucesivamente, hasta que terminemos con 18 para Helio (He)

Paso 3. Encuentra el elemento en cuestión en la tabla

Para ello, puede utilizar el símbolo químico (las letras en cada casilla), el número atómico (el número en la parte superior izquierda de cada casilla) o cualquier otra información disponible.

• Por ejemplo, encontremos el número de electrones de valencia de un elemento conocido: o carbono (C), cuyo número atómico es 6. Está ubicado en la parte superior del grupo 14. En el siguiente paso, encontraremos sus electrones de valencia.
• En esta subsección ignoraremos los metales de transición, que son los elementos del bloque rectangular formado por los grupos 3 a 12. Estos elementos son un poco diferentes al resto, por lo que los pasos de esta subsección no les aplicarán. Vea cómo lidiar con estos elementos en la subsección a continuación.

Paso 4. Usa los números de grupo para determinar el número de electrones de valencia

Puede usar el número de grupo de un metal que no es de transición para averiguar cuántos electrones de valencia tiene un átomo de ese elemento. LOS unidad de número de grupo es el número de electrones de valencia de un átomo de estos elementos. En otras palabras:

• Grupo 1: 1 electrón de valencia.
• Grupo 2: 2 electrones de valencia.
• Grupo 13: 3 electrones de valencia.
• Grupo 14: 4 electrones de valencia.
• Grupo 15: 5 electrones de valencia.
• Grupo 16: 6 electrones de valencia.
• Grupo 17: 7 electrones de valencia.
• Grupo 18: 8 electrones de valencia (excepto el helio, que tiene 2).
• En nuestro ejemplo, dado que el carbono está en el grupo 14, podemos decir que un átomo de carbono tiene cuatro electrones de valencia.

metales de transición

Paso 1. Encuentra un elemento de los grupos 3 a 12

Como se indicó anteriormente, los elementos de los grupos 3 a 12 se denominan "metales de transición" y se comportan de manera diferente al resto de los elementos cuando se trata de electrones de valencia. En esta sección, explicaremos cómo, hasta cierto punto, generalmente no es posible asignar electrones de valencia a estos átomos.

• Como ejemplo, usemos Tantalus (Ta), elemento 73. En los siguientes pasos, encontraremos, o intentaremos encontrar, sus electrones de valencia.
• Tenga en cuenta que los metales de transición incluyen la serie de lantánidos y actínidos (también llamados "metales de tierras raras"), las dos filas que generalmente se colocan debajo del resto de la tabla y que comienzan con lantano y actinio. Todos estos elementos pertenecen al grupo 3 de la tabla periódica.

Paso 2. Comprender que los metales de transición no tienen electrones de valencia "tradicionales"

Comprender por qué los metales de transición no "funcionan" como el resto de la tabla periódica requiere una breve explicación de la forma en que se comportan los electrones en los átomos. Vea a continuación un resumen rápido u omita este paso para ir directamente a las respuestas.

• A medida que se agregan a un átomo, los electrones se distribuyen en diferentes "orbitales", que son básicamente áreas diferentes alrededor del átomo donde se congregan los electrones. En general, los electrones de valencia son los de la capa más externa, es decir, los últimos agregados.
• Por razones demasiado complejas para explicar aquí, cuando se agregan electrones a la capa d más externa de un metal de transición (ver más abajo), los primeros que entran tienden a actuar como electrones de valencia normales, pero después de eso ya no actúan así. forma, y los electrones de otras capas orbitales a veces actúan como electrones de valencia. Esto significa que un átomo puede tener muchos electrones de valencia, dependiendo de cómo se manipule.
• Para obtener una explicación más detallada en inglés, consulte la página de excelentes electrones de valencia de Clackamas Community College.

Paso 3. Encuentra el número de electrones de valencia según el número de grupo

Nuevamente, el número de grupo del elemento que está examinando puede indicar sus electrones de valencia. Sin embargo, para los metales de transición, no hay un patrón que pueda seguir, ya que el número de grupo generalmente corresponderá a un rango de posibles números de electrones de valencia. Esos son:

• Grupo 3: 3 electrones de valencia.
• Grupo 4: 2 a 4 electrones de valencia.
• Grupo 5: 2 a 5 electrones de valencia.
• Grupo 6: 2 a 6 electrones de valencia.
• Grupo 7: 2 a 7 electrones de valencia.
• Grupo 8: 2 o 3 electrones de valencia.
• Grupo 9: 2 o 3 electrones de valencia.
• Grupo 10: 2 o 3 electrones de valencia.
• Grupo 11: 1 o 2 electrones de valencia.
• Grupo 12: 2 electrones de valencia.
• En nuestro ejemplo, como Tántalo está en el grupo 5, podemos decir que tiene entre dos y cinco electrones de valencia, dependiendo de la situación.

Parte 2 de 2: Encontrar electrones de valencia con una configuración electrónica

Paso 1. Aprenda a leer una configuración electrónica

Esta es otra forma de encontrar los electrones de valencia de un elemento. Puede parecer complicado al principio, pero generalmente es solo una forma de representar los orbitales de los electrones en un átomo usando letras y números, y es fácil de entender una vez que sabes lo que estás mirando.

• Veamos, por ejemplo, la configuración del elemento sodio (Na):

  1 s²2 s²2p⁶3 s¹

• Tenga en cuenta que esta configuración electrónica es solo una línea repetida que dice así:

  (número) (letra)^{(Número alto)}(número) (letra)^{(Número alto)}…

• … etcétera. el primer bloque (número) (letra) es el nombre del orbital electrónico, y el ^{(Número alto)} es el número de electrones en ese orbital. ¡Es eso!
• Entonces, en nuestro ejemplo, diríamos que el sodio tiene 2 electrones en 1s orbital, la mayoría 2 electrones en orbital 2s, la mayoría 6 electrones en orbital 2p, la mayoría 1 electrón en orbital 3s. En total hay 11 electrones. El sodio es el elemento n. ° 11, por lo que tiene sentido.

Paso 2. Encuentre la configuración electrónica del elemento que está examinando

Una vez que conozca la configuración electrónica de un elemento, encontrar el número de sus electrones de valencia es bastante sencillo (excepto, por supuesto, para los metales de transición). Si recibe la configuración, puede pasar directamente al siguiente paso. Si necesita encontrarlo, consulte a continuación:

• La configuración electrónica completa para Ununoctio (Uuo), elemento 118 es la siguiente:

  1 s²2 s²2p⁶3 s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5 s²4d¹⁰5p⁶6 s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁶7 s²5f¹⁴6d¹⁰7p⁶

• Ahora que lo tiene, todo lo que necesita hacer para encontrar la configuración electrónica de otro átomo es completar ese patrón desde cero hasta que se quede sin electrones. Es más fácil de lo que parece. Por ejemplo, si queremos hacer el diagrama orbital del Cloro (Cl), un elemento con 17 electrones, haremos lo siguiente:

  1 s²2 s²2p⁶3 s²3p⁵

• Tenga en cuenta que la suma de los electrones es igual a 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. Solo necesita cambiar el número del orbital final; el resto será igual, ya que los orbitales anteriores estarán completamente llenos.
• Para obtener más información sobre la configuración electrónica, lea también este artículo.

Paso 3. Coloque los electrones en las capas orbitales con la regla del octeto

A medida que se agregan electrones a cualquier átomo, ingresan a varios orbitales en el orden indicado anteriormente: los dos primeros ingresan 1, los dos siguientes ingresan 2, los siguientes seis ingresan 2p, y así sucesivamente. Cuando se trata de átomos que no son metales de transición, decimos que estos orbitales forman capas alrededor del átomo, estando cada capa sucesiva más separada que las anteriores. Aparte de la primera capa, que solo puede tener 2 electrones, cada una puede tener hasta 8 electrones (excepto, nuevamente, en el caso de los metales de transición). esta es la llamada Regla del octeto.

• Por ejemplo, digamos que estamos mirando el elemento Boro (B). Dado que su número atómico es cinco, sabemos que tiene 5 electrones y que su configuración electrónica es la siguiente: 1s²2 s²2p¹. Dado que la primera capa orbital tiene solo 2 electrones, sabemos que el boro tiene dos capas: una con dos electrones 1s y otra con tres electrones de los orbitales 2s y 2p.
• Como otro ejemplo, un elemento como el cloro tendrá tres capas orbitales: una con dos electrones 1s, una con dos electrones 2s y seis electrones 2p, y una con dos electrones 3s y cinco electrones 3p.

Paso 4. Encuentra el número de electrones en la capa más externa

Ahora que conoce las capas de electrones de su elemento, encontrar los electrones de valencia es fácil: simplemente use la cantidad de electrones en la capa más externa. Si esta capa está llena (es decir, si tiene ocho electrones o, en el caso de la primera capa, 2), el elemento es inerte y no reaccionará fácilmente con otros. Una vez más, sin embargo, las reglas no se aplican tan bien a los metales de transición.

• Por ejemplo, si estamos trabajando con boro, dado que hay tres electrones en la segunda capa, podemos decir que este elemento tiene Tres electrones de valencia.

Paso 5. Utilice las líneas de la tabla como atajos a la capa orbital

Las líneas horizontales de la tabla periódica se llaman periodos de los elementos. Comenzando en la parte superior, cada período corresponde al número de capas de electrones que tienen los átomos en esa fila. Puede usar esta información como un atajo para determinar cuántos electrones de valencia tiene un elemento. Simplemente comience en el lado izquierdo del período al contar los electrones. Nuevamente, ignore los metales de transición cuando utilice este método.

• Por ejemplo, sabemos que el elemento selenio tiene cuatro capas orbitales porque está en el cuarto período. Dado que es el sexto elemento de la izquierda en este período (ignorando los metales de transición), sabemos que la cuarta capa exterior tiene seis electrones y, por lo tanto, el selenio tiene seis electrones de valencia.

Consejos

• Tenga en cuenta que las configuraciones electrónicas se pueden escribir de forma resumida utilizando gases nobles (los elementos del grupo 18) para que sirvan como orbitales al comienzo de la configuración. Por ejemplo, la configuración electrónica del sodio se puede escribir como [Ne] 3s1. Esencialmente, es lo mismo que el neón, pero con un elemento adicional en el orbital 3s.
• Los metales de transición pueden tener subcapas de valencia incompletas. Determinar el número exacto de electrones de valencia en estos metales implica principios de la teoría cuántica que están más allá del alcance de este artículo.
• Tenga en cuenta que las tablas periódicas difieren de un país a otro, así que asegúrese de utilizar la correcta para evitar confusiones.