怎么求價(jià)電子

2022-09-30

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在化學(xué)中，“價(jià)電子”是指位于元素最外層電子層中的電子。知道如何求出特定原子中的價(jià)電子數(shù)對化學(xué)家來說是一項(xiàng)重要的技能，因?yàn)檫@些信息決定了它可以形成的化學(xué)鍵的種類，從而決定了元素的活潑性。幸運(yùn)的是，你只需要一張標(biāo)準(zhǔn)的元素周期表就能求出元素的價(jià)電子。

方法1方法1 的 2:用元素周期表求出價(jià)電子非過渡金屬

1找一張元素周期表
。這是一張用顏色編碼的表格，由許多不同的方塊組成，列出了人類已知的所有化學(xué)元素。元素周期表揭示了關(guān)于元素的許多信息——我們將使用其中的一些信息來確定我們所研究的原子中的價(jià)電子數(shù)。你通?？梢栽诨瘜W(xué)課本的封面里找到元素周期表。這里還有一個(gè)非常好的在線交互式表格。
2在元素周期表的每一列標(biāo)上1到18。
一般來說，在元素周期表上，在一個(gè)垂直列中的所有元素，其價(jià)電子數(shù)是相同的。如果你的元素周期表中的每一列還沒有編號(hào)，給每一列進(jìn)行編號(hào)，最左端以1開頭，最右端以18開頭。在科學(xué)術(shù)語中，這些列稱為元素“族”。
例如，如果我們使用的元素周期表上沒有編號(hào)，可以在氫（H）上面寫1，在鈹（Be）上面寫2，以此類推，最后在氦（He）上面寫18。
3在周期表上找到元素。
現(xiàn)在，在元素周期表上找到你想要求出價(jià)電子的元素。你可以用它的化學(xué)符號(hào)（每個(gè)框內(nèi)的字母），原子序號(hào)（每個(gè)方框左上角的數(shù)字），或者周期表上你可以用到的任何其他信息來找到這個(gè)元素。
例如，求出一個(gè)常見元素的價(jià)電子：
碳（C）
。這個(gè)元素的原子序數(shù)是6。它位于14族的頂端。下一步，我們會(huì)找到它的價(jià)電子。
在本小節(jié)中，我們將忽略“過渡金屬”，這些元素位于由3到12“族”組成的矩形框內(nèi)。這些元素與其他元素有一點(diǎn)不同，因此本小節(jié)中的怎么求價(jià)電子的方法不適用于它們。在下面的小節(jié)中可以查看如何處理這類元素。
4用基團(tuán)數(shù)來確定價(jià)電子數(shù)。
非過渡金屬的基團(tuán)數(shù)可用來確定該元素原子中的價(jià)電子數(shù)。
基團(tuán)的位數(shù)
是這些元素的一個(gè)原子中的價(jià)電子數(shù)。換句話說：
族1: 1個(gè)價(jià)電子
族2: 2個(gè)價(jià)電子
族13: 3個(gè)價(jià)電子
族14: 4個(gè)價(jià)電子
族15: 5個(gè)價(jià)電子
族16: 6個(gè)價(jià)電子
族17: 7個(gè)價(jià)電子
族18: 8個(gè)價(jià)電子（除了氦，它只有2個(gè)價(jià)電子）
在本例中，由于碳在14族，所以一個(gè)碳原子有
4個(gè)價(jià)電子
。

過渡金屬
1從3到12族中找出一個(gè)元素。
如上所述，第3至12族的元素被稱為“過渡金屬”，當(dāng)涉及價(jià)電子時(shí)，它們與其他元素有所不同。在本節(jié)中，我們將解釋，在某種程度上，通常是不可能把價(jià)電子分配給這些原子的。
舉例來說，比如73號(hào)元素鉭（Ta）。在接下來的幾個(gè)怎么求價(jià)電子的方法中，我們將求出它的價(jià)電子（或者，至少嘗試去求出）。
注意，過渡金屬包括鑭系和錒系元素（也稱為“稀土金屬”）——這兩行元素通常位于表中其他以鑭系和錒系開頭的元素之下。這些元素都屬于元素周期表中的
第3族
。
2過渡金屬?zèng)]有“傳統(tǒng)意義上”的價(jià)電子。
要理解過渡金屬和周期表上的其他金屬元素“機(jī)制“不同，需要對原子中電子的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行一點(diǎn)解釋。請參閱下面的快速瀏覽或跳過這一步，直接查看問題的答案。
當(dāng)電子被加入到原子中時(shí)，它們被分成不同的“軌道”—基本上是原子核周圍電子聚集的不同區(qū)域。一般來說，價(jià)電子是最外層的電子—換句話說，也就是最后加入的電子。
原因有點(diǎn)復(fù)雜，無法在本文中解釋，當(dāng)電子被添加到過渡金屬元素最外面的d層時(shí)（更多內(nèi)容見下文），第一個(gè)進(jìn)入這一層的價(jià)電子通常和正常的價(jià)電子一樣，但在那之后的價(jià)電子就不一樣了，并且其他軌道層的電子有時(shí)也充當(dāng)價(jià)電子。這意味著一個(gè)原子可以有多個(gè)價(jià)電子，這取決于這個(gè)原子是如何處理的。
3根據(jù)基團(tuán)數(shù)確定價(jià)電子數(shù)。
同樣，你可以通過元素的族數(shù)來知道它的價(jià)電子。不過，對于過渡金屬，沒有可以遵循的模式—基團(tuán)數(shù)通常對應(yīng)一定范圍內(nèi)的價(jià)電子數(shù)。包括：
族3: 3個(gè)價(jià)電子
族4: 2-4個(gè)價(jià)電子
族5: 2-5個(gè)價(jià)電子
族6: 2-6個(gè)價(jià)電子
族7: 2-7個(gè)價(jià)電子
族8: 2-3個(gè)價(jià)電子
族9: 2-3個(gè)價(jià)電子
族10: 2-3個(gè)價(jià)電子
族11: 1-2個(gè)價(jià)電子
族12: 2個(gè)價(jià)電子
在本例中，由于鉭在第5族，因此它有
2到5個(gè)價(jià)電子
，具體看情況。
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方法2方法2 的 2:找到具有電子排布的價(jià)電子
1學(xué)習(xí)如何查看電子排布。
另一種找到元素價(jià)電子的方法是電子排布。乍一看可能很復(fù)雜，但它們只是用字母和數(shù)字來表示原子中的電子軌道，當(dāng)你掌握如何查看后，就很簡單了。
讓我們來看一個(gè)鈉元素（Na）的電子排布示例：
1s2s2p3s
注意這個(gè)電子排布是一段重復(fù)的字符串，就像這樣：
(數(shù)字)(字母)(數(shù)字)(字母)...
...以此類推。
(數(shù)字)(字母)
部分是電子軌道的名字，是那個(gè)軌道上的電子數(shù)—就是這樣！
在本例中，鈉在
1s軌道上有2個(gè)電子
，在
2s軌道上有2個(gè)電子
，在
2p軌道上有6個(gè)電子
，并且
3s軌道上有1個(gè)電子。
總共有11個(gè)電子—鈉是第11號(hào)元素，所以這樣就對了。
記住，每個(gè)子層都有一定的電子容量。它們的電子容量如下：
s：最多容納2個(gè)電子
p：最多容納6個(gè)電子
d：最多容納10個(gè)電子
f：最多容納14個(gè)電子
2找出你所研究的元素的電子排布。
當(dāng)你知道一個(gè)元素的電子排布后，求出它的價(jià)電子數(shù)就很簡單了（當(dāng)然，過渡金屬除外）。如果你從一開始就知道了電子排布，可以跳到下一步。如果你需要自己找出電子排布，請看下面：
查看第118號(hào)元素，oganesson（Og）的完整電子排布，它是元素周期表上的最后一個(gè)元素。它的電子數(shù)在所有元素當(dāng)中是最多的，所以它的電子排布包含了你在其他元素中可能遇到的所有情況：
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
現(xiàn)在你有了這個(gè)電子排布，所要做的就是找到另一個(gè)原子的電子排布，從頭開始填入這個(gè)模式，直到用完所有電子。具體操作起來會(huì)更容易。例如，如果我們要畫出第17號(hào)元素氯（Cl）的軌道圖，它有17個(gè)電子，方法如下：
1s2s2p3s3p
注意，電子數(shù)加起來是17：2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17。你只需要更改最后一個(gè)軌道的編號(hào)即可—剩下的都是一樣的，因?yàn)樽詈笠粋€(gè)軌道之前的軌道都是滿的。
有關(guān)電子排布的更多信息，也可以參閱這篇文章。
3利用“八隅規(guī)則”將電子分配到軌道層。
當(dāng)電子被加入到原子中時(shí)，它們會(huì)根據(jù)上述規(guī)則，進(jìn)入不同的軌道—前兩個(gè)進(jìn)入1s軌道，后兩個(gè)進(jìn)入2s軌道，后六個(gè)進(jìn)入2p軌道，以此類推。當(dāng)我們處理過渡金屬以外的原子時(shí)，這些軌道在原子核周圍形成了“軌道層”，每一個(gè)層都比上一層更遠(yuǎn)。除了第一層只能容納兩個(gè)電子之外，每一層可以有八個(gè)電子（同樣，除了過渡金屬。）這就是
八隅規(guī)則
。
舉個(gè)例子，硼（B）元素，由于它的原子數(shù)是5，我們知道它有5個(gè)電子，它的電子排布是這樣的：1s2s2p。因?yàn)榈谝粚榆壍乐挥袃蓚€(gè)電子，我們知道硼有兩個(gè)層：一層有兩個(gè)1s電子，另一層有三個(gè)2s和2p軌道的電子。
再比如，氯（1s2s2p3s3p）有三個(gè)軌道層：一層有兩個(gè)1s電子，一層有兩個(gè)2s電子和六個(gè)2p電子，另一層有兩個(gè)3s電子和五個(gè)3p電子。
4求出最外層的電子數(shù)。
既然你知道了元素的電子層，找到價(jià)電子就很容易了：只要用最外層的電子數(shù)就行了。如果最外層是滿的（換句話說，如果它有8個(gè)電子，或者第一層是2個(gè)），元素是惰性的，不容易與其他元素反應(yīng)。不過同樣的，這些規(guī)則并不完全適用于過渡金屬。
比如說硼，因?yàn)樵诘诙佑腥齻€(gè)電子，我們可以說硼有
3
個(gè)價(jià)電子。
5使用周期表的行作為軌道層的快捷方式。
元素周期表的水平行稱為元素
“周期”
。從表的頂部開始，每個(gè)周期對應(yīng)于該周期中原子擁有的電子層數(shù)。你可以用它作為確定一個(gè)元素有多少價(jià)電子的捷徑—只要從它周期的左邊開始數(shù)電子數(shù)就可以了。同樣的，過渡金屬不能用這種方法，也就是3-12族的元素。
例如，我們知道元素硒有四個(gè)軌道層，因?yàn)樗诘谒闹芷?。由于它是第四個(gè)周期中從左邊開始的第6個(gè)元素（忽略過渡金屬），我們知道最外層的第四層有6個(gè)電子，因此，硒有
6個(gè)價(jià)電子
。
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注意事項(xiàng)
注意，電子排布可以通過使用惰性氣體（第18族的元素）速記，從而代替軌道。例如，鈉的電子排布可以寫成[Ne]3s1—本質(zhì)上，它和氖一樣，只是3s軌道上多了一個(gè)電子。
過渡金屬可能有未被完全填滿的價(jià)亞層。確定過渡金屬的具體價(jià)電子數(shù)涉及到量子理論原理，超出了本文的范圍。
請注意，元素周期表因國而異。因此，確保使用的是正確、最新的周期表，以避免混淆。
為了找到價(jià)電子，一定要知道什么時(shí)候?qū)ψ詈笠粋€(gè)軌道進(jìn)行加或減。
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元素周期表
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紙
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