Cesko.wiki Valenční elektron
Author
Albert Floreshelia se skládá ze 2 protonů, 2 neutronů a 2 elektronů. Elektrony v jeho valenční (jediné) vrstvě jsou elektrony valenční. Elektrony jsou pro názornost zobrazeny jako částice obíhající kolem jádra po konkrétní dráze - orbitu.
Valenční elektron je elektron v elektronovém obalu atomu umístěný ve valenční, energeticky nejvýše položené vrstvě nebo několika vrstvách. Elektrony se nacházejí ve valenčních orbitalech, největších orbitalech atomu.
Valenční elektrony se při kontaktu s jinými atomy podílejí na vzniku chemických vazeb mezi atomy. Jsou proto nejdůležitější součástí elektronové konfigurace atomu, která určuje chemické vlastnosti daného prvku.
Počet valenčních elektronů
+morejpg|náhled'>Elektronový obal třech prvků z první (Li, Na, K) a sedmé skupiny (F, Cl, Br). V první skupině mají všechny prvky jeden valenční elektron, v sedmé skupině sedm valenčních elektronů (červené tečky). Počet elektronů ve valenční slupce je specifický pro daný chemický prvek. Podle něj jsou prvky rozděleny do sloupců periodické tabulky a označují se jako skupiny. Skupiny prvků v periodické soustavě jsou očíslovány I. A až VIII. A a I. B až VIII. B. Číslo skupiny odpovídá počtu valenčních elektronů (s výjimkou části skupiny VIII. B a skupin I. B a II. B). Modernější očíslování skupin 1 až 18 s počtem valenčních elektronů souvisí jen u menší části prvků. Počet valenčních elektronů většinou určuje maximální oxidační číslo atomu.
Chemické prvky se podle umístění jejich valenčních elektronů v orbitalech dělí na s, p, d a f-prvky. Například orbital s může obsahovat maximálně dva elektrony, orbital p šest elektronů. +more Zápis 1s2 označuje orbital s první slupky se dvěma elektrony, 2p2 označuje orbital p druhé slupky se dvěma elektrony.
Osmá skupina prvků, vzácné nebo inertní plyny, je skupina prvků se zcela zaplněnou valenční slupkou. Jejich atomy jsou proto stabilní a za obvyklých podmínek nereagují mezi sebou ani s ostatními prvky. Ty se naopak snaží nabýt jejich elektronovou strukturu a doplnit svou valenční slupku na jejich hodnotu, tedy osm elektronů (kromě prvního helia se dvěma elektrony).
[wiki_table=2ed4d34f]. 1 Vodík 1s1 1s1 1s1 2 Helium 1s2 He 1s2 3 Litium 1s2 2s1 He 2s1 2s1 4 Berylium 1s2 2s2 He 2s2 2s2 5 Bór 1s2 2s2 2p1 He 2s2 2p1 2s2 2p1 6 Uhlík 1s2 2s2 2p2 He 2s2 2p2 2s2 2p2 7 Dusík 1s2 2s2 2p3 He 2s2 2p3 2s2 2p3 8 Kyslík 1s2 2s2 2p4 He 2s2 2p4 2s2 2p4 9 Fluor 1s2 2s2 2p5 He 2s2 2p5 2s2 2p5 10 Neon 1s2 2s2 2p6 Ne 2s2 2p6
Dělení chemických prvků
Výstavbovým principem, který je závislý na kvantové číslo|kvantových číslech. +more Platí, že elektrony nejprve obsadí orbitaly s nejnižší hodnotou energie. Energie orbitalů je jednoznačně určena jeho hlavním a vedlejším kvantovým číslem. Chemické prvky se dělí na s, p, d a f-prvky podle umístění jejich valenčních elektronů v orbitalech.
Nepřechodné prvky
Prvky s a p se také nazývají nepřechodné prvky, jejich valenční elektrony (nebo orbitaly) jsou pouze v jediné - poslední vrstvě (slupce) obalu atomu - jde o skupiny I. A (1) až VIII. +moreA (17) a počet valenčních elektronů (orbitalů) těchto prvků odpovídá číslu skupiny.
Přechodné prvky
Jako přechodné prvky se označují d-prvky. Jejich valenční elektrony (orbitaly) zahrnují poslední a část předposlední vrstvy obalu atomu, jde o skupiny I. +moreB až VIII. B (3 až 10). Zde číslo skupiny odpovídá počtu valenčních elektronů jen u části prvků.
Vnitřně přechodné prvky
Jako vnitřně přechodné se označují f-prvky, které mají valenční elektrony (orbitaly) v posledních třech vrstvách obalu atomu. Obecně je elektronová konfigurace valenčních elektronů s-prvků ns1,2, p-prvků ns2, np1 až 6, d-prvků ns2, (n−1)d1 až 10, kde n je číslo poslední vrstvy obalu atomu (číslo periody, v níž je prvek v periodické soustavě prvků, nejvyšší hodnota kvantového čísla orbitalů daného atomu). +more Rozdělení prvků za pomoci typu valenčních orbitalů je možné konkretizovat až na označení jednotlivých skupin (sloupců) prvků periodické soustavy. Jsou tak známy s1 a s2 prvky, p1 až p6 prvky, d1 až d10 prvky a f1 až f14 prvky.
Chemická vazba
Zaplněná valenční slupka má osm elektronů. +more Tento stav se nazývá elektronový oktet. V periodické tabulce prvků objevené D. I. Mendělejevem se prvky nacházejí v určitém řádku (periodě) a sloupci (skupině). Pro konkrétní atom se číslo jeho valenční vrstvy shoduje s číslem periody a počet valenčních elektronů se shoduje s číslem skupiny,.
Poloha prvku v periodické tabulce určuje jeho elektronovou konfiguraci a tím počet valenčních elektronů. Právě valenční elektrony jsou odpovědné za chemické vlastnosti atomu nebo molekuly a velmi významné pro jejich chemické vazby.
Každý prvek se snaží zcela zaplnit svou valenční slupku na maximální počet elektronů, tedy stejně jako ji mají zaplněnou prvky osmé skupiny - vzácné plyny. Na obrázku je příklad fluoru, který má ve valenční slupce sedm elektronů (červené body na valenční slupce), a sodíku, který má ve valenční slupce jeden elektron. +more Je zřejmé, že pro fluor to učiní přijmutím elektronu a sodík naopak elektron odevzdá. Tak oba získají maximální počet elektronů ve valenční slupce, tedy osm - elektronový oktet, stejně jako neon.
Kovalentní vazba
Hlavní typ chemické vazby, kovalentní vazba, se vytváří především z nespárovaných valenčních elektronů, tedy těch, které jsou ve valenčních orbitalech umístěné jednotlivě. Prvek tak nemusí (a někdy ani nemůže) využít pro tvorbu kovalentních vazeb všechny valenční elektrony. +more Příkladem takových prvků jsou vzácné plyny (třeba He), které mají valenční elektrony v orbitalech výhradně spárované a mohou je jen výjimečně rozdělit. Helium a neon proto téměř netvoří chemické vazby.
Iontová vazba
Některé prvky mohou část nebo všechny valenční elektrony odštěpit a vytvořit kationty (zejména reaktivní kovy), reaktivní nekovy mohou do valenčních orbitalů naopak elektrony přijmout a vytvořit anionty. Tato schopnost souvisí s elektronegativitou prvku, při velkém rozdílu elektronegativit mezi vázanými atomy vzniká iontová vazba.
Související články
Literatura
Zdeněk Opava: Chemie kolem nás. Praha: Albatros, 1986, 13-751-86