Capa de valencia: qu'est-ce que c'est, des exemples

La couche de valence en est une dont les électrons sont responsables des propriétés chimiques d'un élément. Les électrons de cette couche interagissent avec ceux d'un atome voisin pour former des liaisons covalentes (AB); et s'ils migrent d'un atome à un autre, des liaisons ioniques (A + B-) plus électronégatives.

Cette couche est définie par le nombre quantique principal n, qui indique à son tour la période au cours de laquelle l'élément est dans le tableau périodique. Alors que l'ordre des groupes dépend du nombre d'électrons en orbite dans la couche de valence. Donc pour un n égal à 2, il peut occuper huit électrons: huit groupes (1-8).

La signification de la couche de valence est illustrée dans l'image supérieure. Le point noir au centre de l'atome est le noyau, tandis que les cercles concentriques restants sont les couches électroniques définies par n .

Combien de couches cet atome a-t-il? Chacune d'elles a sa propre couleur, et en ayant quatre, l'atome a quatre couches ( n = 4). Notez également que la couleur se dégrade à mesure que la distance entre la couche et le noyau augmente. La couche de valence est la plus éloignée du noyau: la couleur la plus claire.

Quelle est la couche de valence?

Selon l'image, la couche de valence n'est rien de plus que les dernières orbitales d'un atome occupé par des électrons. Dans la couche bleu clair, pour n = 4, il existe une série d’orbites 4s, 4p, 4d et 4f; c'est-à-dire qu'il y a à l'intérieur d'autres sous-couches avec des capacités électroniques différentes.

Un atome a besoin d'électrons pour remplir toutes les orbitales 4n. Ce processus peut être observé dans les configurations électroniques des éléments sur une période donnée.

Par exemple, le potassium a une configuration électronique [Ar] 4s1, tandis que le calcium, à sa droite, [Ar] 4s2. Selon ces configurations, quelle est la couche de valence? Le terme [Ar] fait référence à la configuration électronique du gaz noble d'argon 1s22s22p63s23p6. Ceci représente la couche interne ou fermée (également appelée noyau ).

Puisque l’orbite des 4S est celle qui a la plus grande énergie et dans laquelle les nouveaux électrons entrent, elle représente la couche de valence pour K et Ca. Si les atomes de K et de Ca ont été comparés à ceux de l’image, [Ar] serait toutes les couches intérieures bleues; et 4s la couche bleu clair, la couche externe.

Caractéristiques

De tout ce qui précède, on peut résumer certaines caractéristiques de la couche de valence pour tous les atomes:

-Votre niveau d'énergie est plus élevé; ce qui est pareil, est plus éloigné du noyau et a la plus faible densité électronique (comparée aux autres couches).

- C'est incomplet. Par conséquent, il continuera à être rempli d'électrons au fur et à mesure que vous traverserez une période de gauche à droite dans le tableau périodique.

-Il intervient dans la formation de liaisons covalentes ou ioniques.

Dans le cas des métaux potassium et calcium, ils sont oxydés pour devenir des cations. Le K + a une configuration électronique [Ar], car il perd son seul électron externe 4s1. Et du côté Ca2 +, sa configuration est aussi [Ar]; car au lieu de perdre un électron, il en perd deux (4s2).

Mais quelle est la différence entre K + et Ca2 +, si les deux perdent les électrons de leur couche de valence et ont une configuration électronique [Ar]? La différence réside dans leurs rayons ioniques. Ca2 + est plus petit que K +, car l'atome de calcium a un proton supplémentaire qui attire les électrons externes (couches fermées ou de valence) avec une force plus grande.

La couche de valence 4s n'a pas disparu: elle n'est vide que pour ces ions.

Des exemples

Le concept de la couche de valence peut être trouvé directement ou indirectement dans de nombreux aspects de la chimie. Parce que leurs électrons sont ceux qui participent à la formation de liens, tout sujet qui les aborde (TEV, VSRP, mécanismes de réaction, etc.) doit faire allusion à cette couche.

En effet, les électrons sont plus importants que la couche de valence. appelé électrons de valence. Lorsqu'elles sont représentées dans la construction progressive des configurations électroniques, elles définissent la structure électronique de l'atome, et donc ses propriétés chimiques.

A partir de cette information d'un atome A et d'un autre B, les structures de leurs composés peuvent être esquissées à travers les structures de Lewis. En outre, vous pouvez déterminer les structures électroniques et moléculaires d'une gamme de composés grâce au nombre d'électrons de valence.

Les exemples possibles et les plus simples de couches de valence se trouvent dans le tableau périodique; spécifiquement, dans les configurations électroniques.

Exemple 1

Il est possible d'identifier un élément et son emplacement dans le tableau périodique uniquement avec la configuration électronique. Donc, si un élément X a une configuration [Kr] 5s25p1, de quoi s'agit-il déjà et à quelle période et groupe appartient-il?

Puisque n = 5, X est dans la cinquième période. De plus, il a trois électrons de valence: deux dans l’orbite 5s2 et un dans la 5p1. La couche interne [Kr] ne fournit pas plus d'informations.

Puisque X a trois électrons et que ses orbitales 5p sont incomplètes, il se trouve dans le bloc p; de plus, dans le groupe IIIA (système roman) ou 13 (système de numérotation actuel et approuvé par l'IUPAC). X est alors l'élément indien, In.

Exemple 2

Qu'est-ce que l'élément X avec configuration électronique [Kr] 4d105s1? Notez que, comme l’In, elle appartient à la période 5, puisque l’orbite 5s1 est celle qui a la plus grande énergie. Cependant, la couche de valence inclut également les orbitales 4d, car elles sont incomplètes .

Les couches de valence peuvent ensuite être désignées par nsnp, pour un élément du bloc pos; ou (n-1) dns, pour un élément du bloc d. Ainsi, l'élément mystérieux X appartient au bloc d car sa configuration électronique est de type (n-1) dns (4d105s1).

À quel groupe appartient-il? En ajoutant les dix électrons de l’orbite 4d10, et l’un des 5s1, X a onze électrons de valence. Par conséquent, il doit être situé dans le groupe IB ou 11. Passons ensuite à la période 5 du tableau périodique pour passer au groupe 11, l'élément argent est rencontré, Ag.