เปลือกจุเป็นหนึ่งที่มีอิเล็กตรอนมีความรับผิดชอบสำหรับคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบ อิเล็กตรอนในเปลือกนี้มีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมใกล้เคียงจึงสร้างพันธะโควาเลนต์ (AB); และถ้าพวกมันย้ายจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกพันธะอิเล็กโทรเนกาติวิตีไอออนิก (A + B–)
ชั้นนี้ถูกกำหนดโดยเลขควอนตัมหลัก n ซึ่งจะบ่งบอกถึงช่วงเวลาที่พบองค์ประกอบในตารางธาตุ ในขณะที่การเรียงลำดับกลุ่มขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่ในเปลือกวาเลนซ์ ดังนั้นสำหรับ n เท่ากับ 2 มันสามารถครอบครองอิเล็กตรอนได้แปดตัว: แปดกลุ่ม (1-8)
ที่มา: Gabriel Bolívar
ภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงความหมายของเลเยอร์วาเลนซ์ จุดดำตรงกลางอะตอมคือนิวเคลียสในขณะที่วงกลมศูนย์กลางที่เหลือคือเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่กำหนดโดย n
อะตอมนี้มีกี่ชั้น? แต่ละตัวมีสีของตัวเองและเนื่องจากมีสี่ชั้นอะตอมจึงมีสี่ชั้น (n = 4) โปรดทราบด้วยว่าสีจะลดลงเมื่อระยะห่างจากเลเยอร์ถึงแกนกลางเพิ่มขึ้น ชั้นวาเลนซ์เป็นชั้นที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากที่สุด: ชั้นที่มีสีอ่อนที่สุด
วาเลนซ์เลเยอร์คืออะไร?
ตามภาพวาเลนซ์เชลล์ไม่ได้เป็นอะไรมากไปกว่าออร์บิทัลสุดท้ายของอะตอมที่อิเล็กตรอนครอบครอง ในเปลือกสีฟ้าอ่อนสำหรับ n = 4 มีวงโคจร 4s, 4p, 4d และ 4f นั่นคือภายในมีชั้นย่อยอื่น ๆ ที่มีความจุอิเล็กทรอนิกส์ต่างกัน
อะตอมต้องการอิเล็กตรอนเพื่อเติมเต็มวงโคจร 4n ทั้งหมด กระบวนการนี้สามารถสังเกตได้ในการกำหนดค่าองค์ประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงเวลาหนึ่ง
ยกตัวอย่างเช่นโพแทสเซียมมี 4s 1อิเล็กตรอนในขณะที่แคลเซียมไปทางขวาของ 4S 2 ตามการตั้งค่าเหล่านี้เลเยอร์วาเลนซ์คืออะไร? หมายถึงการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของก๊าซเฉื่อยอาร์กอน 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 สิ่งนี้แสดงถึงเลเยอร์ด้านในหรือชั้นปิด (หรือที่เรียกว่าเคอร์เนล)
เนื่องจากออร์บิทัล 4s เป็นออร์บิทัลที่มีพลังงานสูงสุดและอิเล็กตรอนใหม่เข้ามาจึงแสดงถึงเชลล์เวเลนซ์ของทั้ง K และ Ca หากเปรียบเทียบอะตอมของ K และ Ca กับอะตอมในภาพ ชั้นในจะเป็นสีฟ้าทั้งหมด และ 4s ชั้นสีฟ้าอ่อนชั้นนอก
ลักษณะเฉพาะ
จากที่กล่าวมาทั้งหมดสามารถสรุปลักษณะบางประการของเปลือกวาเลนซ์สำหรับอะตอมทั้งหมดได้:
- ระดับพลังงานของคุณสูงขึ้น อะไรที่เหมือนกันมันจะถูกลบออกจากนิวเคลียสเพิ่มเติมและมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ำที่สุด (เมื่อเทียบกับชั้นอื่น ๆ )
- ยังไม่สมบูรณ์ ดังนั้นมันจะยังคงเติมอิเล็กตรอนต่อไปเนื่องจากช่วงเวลาจะเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาบนตารางธาตุ
- มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะโควาเลนต์หรือไอออนิก
ในกรณีของโลหะโพแทสเซียมและแคลเซียมจะถูกออกซิไดซ์ให้กลายเป็นไอออนบวก K +มีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากสูญเสียอิเล็กตรอนภายนอกเพียง 4s 1เท่านั้น และในด้าน Ca 2+การกำหนดค่าก็เป็นเช่นกัน เพราะแทนที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัวคุณจะสูญเสียสอง (4s 2 ) ไป
แต่ความแตกต่างระหว่าง K +และ Ca 2+คืออะไรถ้าทั้งคู่สูญเสียอิเล็กตรอนจากเปลือกวาเลนซ์และมีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ ความแตกต่างอยู่ในรัศมีไอออนิก Ca 2+มีขนาดเล็กกว่า K +เนื่องจากอะตอมของแคลเซียมมีโปรตอนเพิ่มเติมที่ดึงดูดอิเล็กตรอนภายนอกด้วยแรงที่มากกว่า (เปลือกปิดหรือเวเลนซ์)
valence shell 4s ไม่ได้หายไป: มันว่างเปล่าสำหรับไอออนเหล่านี้เท่านั้น
ตัวอย่าง
แนวคิดของเปลือกวาเลนซ์สามารถพบได้ทั้งทางตรงและทางอ้อมในหลายแง่มุมของเคมี เนื่องจากอิเล็กตรอนเป็นอิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในการสร้างพันธะหัวข้อใด ๆ ที่กล่าวถึงพวกมัน (TEV, RPECV, กลไกการเกิดปฏิกิริยา ฯลฯ ) จึงต้องอ้างถึงชั้นดังกล่าว
นั่นเป็นเพราะสิ่งที่สำคัญกว่าเปลือกวาเลนซ์คืออิเล็กตรอนของมัน เรียกว่าเวเลนซ์อิเล็กตรอน เมื่อแสดงในโครงสร้างแบบก้าวหน้าของการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์สิ่งเหล่านี้จะกำหนดโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมและดังนั้นคุณสมบัติทางเคมีของมัน
จากข้อมูลของอะตอม A และ B อื่น ๆ นี้โครงสร้างของสารประกอบของพวกมันสามารถสรุปได้ผ่านโครงสร้าง Lewis ในทำนองเดียวกันโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์และโมเลกุลของสารประกอบหลายชนิดสามารถกำหนดได้จากจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน
ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของเปลือกหอยวาเลนซ์พบได้ในตารางธาตุ โดยเฉพาะในการกำหนดค่าอิเล็กตรอน
ตัวอย่าง 1
เป็นไปได้ที่จะระบุองค์ประกอบและตำแหน่งของมันในตารางธาตุด้วยการกำหนดค่าอิเล็กตรอนเท่านั้น ดังนั้นถ้าองค์ประกอบ X มีการกำหนดค่า 5s 2 5p 1มันคืออะไรและอยู่ในช่วงเวลาใดและกลุ่มใด
เนื่องจาก n = 5 X อยู่ในช่วงที่ห้า นอกจากนี้ยังมีสามอิเล็กตรอนสองใน 5 ส2วงโคจรและเป็นหนึ่งใน 5p 1 ชั้นในไม่ได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติม
เนื่องจาก X มีอิเล็กตรอนสามตัวและวงโคจร 5p ของมันไม่สมบูรณ์มันจึงอยู่ในบล็อก p ยิ่งไปกว่านั้นในกลุ่ม IIIA (ระบบโรมาเนสก์) หรือ 13 (ระบบเลขปัจจุบันที่รับรองโดย IUPAC) X จะเกี่ยวกับธาตุอินเดียม In
ตัวอย่าง 2
องค์ประกอบ X ที่มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอน 4d 10 5s 1คืออะไร? โปรดทราบว่าในนั้นเป็นของคาบ 5 เนื่องจากวงโคจร 5s 1เป็นวงที่มีพลังงานสูงสุด แต่เปลือกจุยังรวมถึงออร์บิทั 4d เป็นพวกเขาจะไม่สมบูรณ์
จากนั้นเลเยอร์วาเลนซ์สามารถกำหนดให้เป็น nsnp สำหรับองค์ประกอบของบล็อก pos หรือ (n-1) dns สำหรับองค์ประกอบของบล็อก d ดังนั้นองค์ประกอบลึกลับ X จึงเป็นของบล็อก d เนื่องจากการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์เป็นประเภท (n-1) dns (4d 10 5s 1 )
คุณอยู่ในกลุ่มไหน? การเพิ่มอิเล็กตรอนสิบตัวจากออร์บิทัล 4d 10และอีกหนึ่งตัวจาก 5s 1 X จะมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 11 ตัว ดังนั้นจึงต้องวางไว้ในกลุ่ม IB หรือ 11 จากนั้นผ่านช่วงเวลาที่ 5 ของตารางธาตุไปยังกลุ่มที่ 11 มีคนหนึ่งสะดุดกับธาตุเงิน Ag
อ้างอิง
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (ฉบับที่สี่, หน้า 23) Mc Graw Hill
- Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE Learning, หน้า 287
- ศูนย์ทรัพยากร NDT (เอสเอฟ) วาเลนซ์เชลล์ นำมาจาก: nde-ed.org
- วิทยาลัยชุมชน Clackamas (2002) วาเลนซ์อิเล็กตรอน. ดึงมาจาก: dl.clackamas.edu
- เคมี LibreTexts (เอสเอฟ) วาเลนซ์และแกนอิเล็กตรอน สืบค้นจาก: chem.libretexts.org