Hva er valenselektroner?

Lærere av fysikk og kjemi i utdanningsinstitusjoner er godt klar over at det er mye lettere å forklare et tema ved å benytte analogier eller bruke omtrentlige eksempler og forklare "på fingrene". Selv om beskrivelsene ikke stemmer fullt overens med den allment aksepterte modellen, gir en slik tilnærming likevel sine resultater. Dette er tilfellet i atomfysikken.

Kjemiske egenskaper av stoffer er relativt lett å forklare, hvis vi bruker teorien om atomstruktur, foreslått i 1911 av den engelske fysikeren E. Rutherford. Til tross for at modellen er bare delvis sant, er det nok å forstå prosessene som finner sted. I dag skal vi snakke om hva som er valenselektroner og hva deres forhold er med egenskapene til materialet som studeres. Men først, la oss huske planetmodellen av atomets struktur.

Rutherford bestemte at atomet ikke er en udeelbar partikkel, som tidligere antatt, men består av en tung kjerne i midten og elektroner som roterer rundt den. Den elektriske ladningen til kjernen er positiv (+), og for elektroner, i sin tur, negativ (-). Åtte år etter utgivelsen av teorien om atomets struktur, var Rutherford i stand til å utføre en unik opplevelse på den tiden - å omdanne nitrogen til oksygen. Forsøket besto av å "bombardere" alfa partiklene med nitrogenatomer. Etter kollisjonen ble et oksygenatom dannet og en "ekstra" partikkel med en positiv ladning, senere kalt en proton.

Teorien har fått en komplett form: kjernen inkluderer protoner, ved hjelp av magnetiske krefter, som holder elektroner i baner. Siden atomet er elektrisk nøytral, og protonen og elektronen er tiltrukket, er deres totale mengder like. I 1932 oppdaget fysikeren J. Chadwick at i kjernen, bortsett fra protoner, er det partikler uten ladningsnutroner. De er ansvarlige for massen. Avhengig av energien til elektronen, kan den ligge på en annen avstand fra kjernen. Valenselektroner er de negativt ladede partiklene som:

• Er i maksimal avstand fra kjernen, i ytre bane;
• Kan samhandle med nærliggende atomer.

Under samspillet er det nødvendig å forstå muligheten til å forlate sin atombane eller endre bevegelsesbanen.

Valenselektroner bestemmes veldig enkelt - ifølge Mendeleyevs bord. For grunnleggende elementer (unntatt undergrupper, siden det er unntak), er tilstanden sant: det maksimale antall valenselektroner tilsvarer nummeret på gruppen hvor elementet som er under studiet ligger. Et atom som har et stort teoretisk antall slike partikler, gir motvillig dem til andre atomer, så det er en oksidasjonsmiddel (tar det manglende). Og omvendt, med et lite gruppetal, blir valenselektronene enkelt gitt av elementet, interaksjon. I dette tilfellet snakker vi om et reduksjonsmiddel eller et donoratom.

Valenselektroner er direkte avhengig av atomets tilstand. Så, hvis den ene eller annen måte informerer ham om en ekstra energi fra utsiden (satt i en begeistret tilstand), blir bane av valenspartikler større.

Dataene om valens av materialer gjør det mulig å aktivt bruke dem, forutsi resultatet. For eksempel bruker kjemiske kilder til elektrisk strøm basert på elektrolytter slike elementer som er i stand til å gi og motta elektroner. Nøytralt materiale vil være ubrukelig i dette tilfellet. Det er ikke vanskelig å gjette at hvis alle eksterne elektronskjell av et atom er fylt, så er et slikt element kjemisk nøytralt og ikke samvirke med andre atomer (eller samspillskraften er så ubetydelig at den kan forsømmes). Et levende eksempel på dette er inerte gasser.