La coquille de valence est celle dont les électrons sont responsables des propriétés chimiques d'un élément. Les électrons de cette coquille interagissent avec ceux d'un atome voisin, formant ainsi des liaisons covalentes (AB); et s'ils migrent d'un atome à un autre, des liaisons ioniques plus électronégatives (A + B–).
Cette couche est définie par le nombre quantique principal n, qui à son tour indique la période où l'élément se trouve dans le tableau périodique. Alors que l'ordre des groupes dépend du nombre d'électrons en orbite dans la coquille de valence. Donc pour un n égal à 2, il peut occuper huit électrons: huit groupes (1-8).
Source: Gabriel Bolívar
L'image ci-dessus illustre la signification de la couche de valence. Le point noir au centre de l'atome est le noyau, tandis que les cercles concentriques restants sont les coquilles électroniques définies par n.
Combien de couches cet atome a-t-il? Chacun d'eux a sa propre couleur, et comme il y en a 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 celle qui est la plus éloignée du noyau: celle avec la couleur la plus claire.
Quelle est la couche de valence?
Selon l'image, la coquille de valence n'est rien de plus que les dernières orbitales d'un atome occupé par des électrons. Dans la coque bleu clair, pour n = 4, il existe une série d'orbitales 4s, 4p, 4d et 4f; c'est-à-dire qu'à l'intérieur, il y a 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.
Par exemple, le potassium a une configuration électronique 4s 1, tandis que le calcium, à sa droite, 4s 2. Selon ces paramètres, quelle est la couche de valence? Le terme fait référence à la configuration électronique du gaz rare argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6. Cela représente la couche interne ou fermée (également appelée noyau).
Puisque l'orbitale 4s est celle avec l'énergie la plus élevée, et dans laquelle les nouveaux électrons entrent, elle représente la couche de valence pour K et Ca.Si les atomes de K et Ca ont été comparés à celui de l'image, ce serait toutes les couches intérieures bleues; et 4s la couche bleu clair, la couche extérieure.
caractéristiques
De tout ce qui précède, certaines caractéristiques de la coquille de valence pour tous les atomes peuvent être résumées:
-Votre niveau d'énergie est plus élevé; ce qui est pareil, il est plus éloigné du noyau et a la densité électronique la plus faible (par rapport aux autres couches).
-C'est incomplet. Par conséquent, il continuera à se remplir d'électrons au fur et à mesure qu'une période est parcourue de gauche à droite sur le tableau périodique.
-Il participe à 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, car il perd son seul électron externe 4s 1. Et du côté du Ca 2+, sa configuration l'est aussi; car au lieu de perdre un électron, vous en perdez deux (4s 2).
Mais quelle est la différence entre K + et Ca 2+, s'ils perdent tous les deux les électrons de leur coquille de valence et ont une configuration électronique? La différence réside dans leurs rayons ioniques. Ca 2+ est plus petit que K +, car l'atome de calcium a un proton supplémentaire qui attire les électrons externes avec une plus grande force (coquilles fermées ou de valence).
La coque de valence 4s n'a pas disparu: elle n'est vide que pour ces ions.
Exemples
Le concept de la coquille de valence se retrouve directement ou indirectement dans de nombreux aspects de la chimie. Puisque ses électrons sont ceux qui participent à la formation des liaisons, tout sujet qui les aborde (TEV, RPECV, mécanismes de réaction, etc.) doit se référer à ladite couche.
En effet, ses électrons sont plus importants que la couche de valence; appelés électrons de valence. Lorsqu'elles sont représentées dans la construction progressive des configurations électroniques, celles-ci définissent la structure électronique de l'atome, et donc ses propriétés chimiques.
À partir de cette information d'un atome A et d'un autre B, les structures de leurs composés peuvent être décrites à travers les structures de Lewis. De même, les structures électroniques et moléculaires d'une gamme de composés peuvent être déterminées par le nombre d'électrons de valence.
Les exemples les plus simples possibles de coquilles de valence se trouvent dans le tableau périodique; spécifiquement, dans des configurations électroniques.
Exemple 1
Il est possible d'identifier un élément et son emplacement dans le tableau périodique uniquement avec la configuration électronique. Ainsi, si un élément X a la configuration 5s 2 5p 1, qu'est-ce que c'est et à quelle période et à quel groupe appartient-il?
Puisque n = 5, X est dans la cinquième période. De plus, il a trois électrons de valence: deux dans l'orbitale 5s 2 et un dans l' orbitale 5p 1. La couche interne ne fournit pas plus d'informations.
Puisque X a trois électrons et que ses orbitales 5p sont incomplètes, il est dans le bloc p; de plus, dans le groupe IIIA (système roman) ou 13 (système de numérotation actuel approuvé par l'IUPAC). X concerne alors l'élément indium, In.
Exemple 2
Qu'est-ce que l'élément X avec la configuration électronique 4d 10 5s 1 ? Notez que comme In, elle appartient à la période 5, puisque l'orbitale 5s 1 est celle avec la plus grande énergie. Cependant, la coquille de valence inclut également les orbitales 4d, car elles sont incomplètes.
Les couches de valence peuvent alors être désignées par nsnp, pour un élément du bloc pos; ou (n-1) dns, pour un élément du bloc d. L'élément mystérieux X appartient donc au bloc d car sa configuration électronique est du type (n-1) dns (4d 10 5s 1).
A quel groupe appartenez-vous? En additionnant les dix électrons de l'orbitale 4d 10 et un des 5s 1, X a onze électrons de valence. Par conséquent, il doit être placé dans le groupe IB ou 11. En passant ensuite par la période 5 du tableau périodique au groupe 11, vous tombez sur l'élément argent, Ag.
Références
- Shiver et Atkins. (2008). Chimie inorganique. (quatrième éd., p. 23). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck et Stanley. Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE, p 287.
- Centre de ressources CND. (sf). La coquille de Valence. Tiré de: nde-ed.org
- Collège communautaire de Clackamas. (2002). Électrons de valence. Récupéré de: dl.clackamas.edu
- Chimie LibreTexts. (sf). Valence et électrons du noyau. Récupéré de: chem.libretexts.org