strato di valenza è lo strato (o livello) più esterno (più lontano dal nucleo) di un atomo, cioè quello più lontano dal nucleo. Pertanto, ha i cosiddetti elettroni più esterni o elettroni di valenza.
Il numero di livelli che un atomo può avere varia da 1 a 7, che hanno i seguenti sottolivelli (in giallo):
livello K (1° livello): sottolivello S
livello L (2° livello): sottolivelli S e P
livello M (3° livello): sottolivelli S, P e d
livello N (4° strato): sottolivelli S, P, d e f
livello O (5° livello): sottolivelli S, P, d e f
Livello P (6° livello): sottolivelli S, P e d
livello Q (1° livello): sottolivelli S e P
Ciascuno dei sottolivelli contiene un diverso numero di elettroni. Guarda:
il sottolivello s contiene un massimo di 2 elettroni;
il sottolivello p contiene un massimo di 6 elettroni;
il sottolivello d contiene un massimo di 10 elettroni;
il sottolivello f contiene un massimo di 14 elettroni.
Quindi, se il guscio di valenza di un certo atomo è M, il numero massimo di elettroni che può essere presenti in esso sono 18 (2 elettroni dal sottolivello s + 6 elettroni dal sottolivello p + 10 elettroni dal sottolivello sottolivello d).
Per determinare il guscio di valenza di un atomo e quanti elettroni ha, ci sono due modi, vale a dire:
→ Determinazione del guscio di valenza e del suo numero di elettroni dalla distribuzione elettronica
Le distribuzioni elettroniche vengono sempre effettuate tramite il Diagramma di Linus Pauling, di seguito rappresentato:
Rappresentazione di un diagramma di Linus Pauling
Ordinario numero atomico (che indica il numero di elettroni in un atomo), facciamo la distribuzione elettronica. Ad esempio, un atomo di numero atomico 50:
Distribuzione elettronica dell'atomo di numero atomico pari a 50
Analizzando la suddetta distribuzione, abbiamo che il livello più lontano dal nucleo è il 5° (livello N), in cui abbiamo la presenza di 4 elettroni (due nel sottolivello s e 2 nel sottolivello p).
→ Determinazione del guscio di valenza e del suo numero di elettroni dalla tavola periodica
La tabella è organizzata in periodi (colonne orizzontali), che indicano il numero di livelli di un atomo, e gruppi o famiglie (colonne verticali). Il periodo viene utilizzato per determinare il strato di valenza, e le famiglie sono usate per determinare il numero di elettroni.
a) Conoscere il periodo dell'elemento chimico
La Tavola Periodica presenta un totale di sette periodi, il cui numero è correlato al numero di livelli presenti nel diagramma di Linus Pauling. Quindi, se conosciamo il periodo in cui il elemento chimico si trova nella tabella, automaticamente, sappiamo quanti livelli hanno i tuoi atomi, essendo lo strato di valenza il livello più lontano dal nucleo.
1° Esempio: elemento chimico Potassio
Il potassio è posizionato nel quarto periodo della tavola periodica, quindi il suo atomo ha quattro livelli, il quarto livello è lo strato di valenza, che è confermato dalla sua distribuzione elettronica.
Distribuzione elettronica dell'elemento potassio
2° Esempio: elemento chimico Fluoro
Il fluoro è posizionato nel secondo periodo della tavola periodica, quindi il suo atomo ha due livelli, il secondo livello è lo strato di valenza, che è confermato dalla sua distribuzione elettronica.
Distribuzione elettronica dell'elemento fluoro
3° Esempio: elemento chimico indio
L'indiano è posizionato nel quinto periodo della tavola periodica, quindi il suo atomo ha cinque livelli, il quinto livello è lo strato di valenza, che è confermato dalla sua distribuzione elettronica.
Distribuzione elettronica dell'elemento indio
b) Conoscere la famiglia o il gruppo dell'elemento chimico
Conoscendo la famiglia o il gruppo in cui è posizionato l'elemento, conosciamo anche il numero di elettroni presenti nel guscio di valenza di quell'elemento.
Elementi della famiglia A
Gli elementi delle famiglie A sono posizionati nelle colonne 1, 2, da 13 a 18 della tavola periodica. Ognuna di queste colonne riceve un numero (da 1 a 8, numero romano), che indica esattamente il numero di elettroni nel guscio di valenza di questi elementi:
Colonna 1 - Famiglia IA = tutti hanno 1 elettrone nel guscio di valenza;
Colonna 2 - famiglia IIA = tutti hanno 2 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 3 - famiglia IIIA = tutti hanno 3 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 4 - Famiglia IVA = tutti hanno 4 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 5 - Famiglia VA = tutti hanno 5 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 6 - Famiglia VIA = tutti hanno 6 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 7 - famiglia VIIA = tutti hanno 7 elettroni nel guscio di valenza;
Colonna 8 - famiglia VIIIA = tutti hanno 8 elettroni nel guscio di valenza.
Vedi alcuni esempi della determinazione del numero di elettroni di valenza di alcuni elementi della famiglia A:
Esempio 1: elemento chimico bario
Il bario si trova nella famiglia IIA, quindi ha due elettroni nel guscio di valenza, il che è confermato dalla sua distribuzione elettronica:
Distribuzione elettronica dell'elemento Bario
Esempio 2: Elemento chimico antimonio
L'antimonio si trova nella famiglia VA, quindi ha cinque elettroni nel guscio di valenza, il che è confermato dalla sua distribuzione elettronica:
Distribuzione elettronica dell'elemento di antimonio
Esempio 3: elemento chimico xeno
Lo xeno si trova nella famiglia VIIIA, quindi ha otto elettroni nel guscio di valenza, il che è confermato dalla sua distribuzione elettronica.
Distribuzione elettronica dell'elemento Xenon
NOTA: l'unico elemento chimico appartenente alla famiglia A che non rispetta la regola proposta è l'Elio. Appartiene alla famiglia VIIIA, ma ha solo due elettroni nel guscio di valenza. Questo perché il suo numero atomico è 2, quindi è impossibile che abbia 8 elettroni nel guscio di valenza come gli altri elementi della famiglia.
Distribuzione elettronica di un atomo di elio
Elementi della famiglia B
Gli elementi delle famiglie B sono posizionati nelle colonne da 3 a 12 della tavola periodica. Oltre alle famiglie A, esistono anche otto famiglie B, rappresentate da numeri romani. A differenza delle famiglie A, il numero della famiglia B non determina il numero di elettroni nel guscio di valenza.
Il numero di elettroni nel guscio di valenza di un elemento della famiglia B è sempre uguale a 2, indipendentemente dal numero atomico e dalla posizione nella tabella. Le distribuzioni elettroniche di californio (98Cf) e hassius (108hs) dimostrare questo:
La distribuzione elettronica del californio ha come sottolivello più energetico il 5f10, e la o di hassius è 6d6. In entrambi i casi, il sottolivello più lontano dal nucleo è il settimo livello, ed entrambi hanno due elettroni distribuiti.
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-camada-valencia.htm