نکات کنکوری الکترون های ظرفیت یا والانس و روش تعیین الکترون ظرفیتی عناصر

الکترون ظرفیت یا الکترون والانس هر یک از الکترون های لایه خارجی اتم که در ایجاد پیوندهای شیمیایی شرکت می‌کنند. می گویند.در واقع لایه ظرفیت  همان آخرین لایه اصلی الكترونی یا آخرین سطح انرزی اصلی می باشد.برای هر اتم، تعداد الكترونهای ظرفیتی برابر با شماره‌ی گروهی از جدول تناوبی است كه عنصر مورد نظر به آن تعلق دارد، چنانچه مولكول، به صورت یونی دارای بار منفی باشد، به تعداد بار مولكول، به تعداد كل الكترونها افزوده می‌شود و چنانچه دارای بار مثبت باشد، به همان تعداد از بار الكترون كاسته می‌شود

نکات خلاصه شده و کنکوری از الکترون های ظرفیت و روش تعیین آن ها به شرح زیر می باشد:

• الکترون های ظرفیتی به الکترون های لایه آخر عنصر گفته می شود که در واکنش های شیمیایی نقش دارند.
• به طور عمده خواص شیمیایی یک عنصر را الکترون های ظرفیتی تعیین می کنند.
• عنصرهایی که در آرایش الکترونی اتم آنها، آخرین الکترون وارد زیرلایه s یا p می شود، تعداد الکترون های موجود در آخرین لایه (بزرگترین n) الکترون ظرفیتی است.
• در عناصر واسطه که زیر لایه d آنها در حال پر شدن است چون تفاوت سطح انرژی زیر لایه ns و d (n-1 کم است، مجموع الکترون های هر دو را الکترون ظرفیتی در نظر می گیریم.
• از گروه یک تا 11 تعداد الکترون های لایه ظرفیت برابر شماره ی گروه و از گروه 12 تا 18 تعداد الکترون های لایه ظرفیت برابر عدد یکان شماره ی گروه است.
• در عناصر گروه 12 یا IIB که شامل Zn و Cd و Hg هستند، زیرلایه d کاملا پر است و تمایلی برای واکنش های شیمیایی ندارند. از این رو جزو الکترون های ظرفیتی محسوب نمی شوند و دو الکترون موجود در اوربیتال s لایه آخر را الکترون ظرفیتی در نظر می گیریم.

برای دانستن ظرفیت عناصر، قبل از هر چیز باید مروری روی جدول تناوبی داشت و گروههای آن را به همراه ساختار الكترونی آن را خوب شناخت. به عنوان مثال گروه اول جدول، گروه فلزات قلیایی هستند. این فلزات در لایه ظرفیت خود تنها دارای یك الكترون در اوربیتال ns (بسته به موقعیت عنصر) هستند. می‌دانید پایدارترین حالت برای یك عنصر، حالتی است كه آن عنصر به آرایش گاز بی‌اثر نزدیك به خود برسد. به عنوان مثال فلزات قلیایی تمایل شدید به از دست دادن یك الكترون خود (موجود در اوربیتال ns ) و رسیدن به آرایش گاز بی‌اثر ماقبل خود نشان می‌دهند. درنتیجه ظرفیت این عناصر 1+ می‌باشد. پس با داشتن عدد اتمی، ابتدا باید آرایش الكترونی عنصر را رسم نمود، سپس با شناختی كه باید از قبل از گروههای جدول داشته باشیم، راحت‌ترین راه برای رسیدن عنصر مورد نظر به آرایش گاز بی‌اثر را پیدا كرده و از روی آن ظرفیت عنصر را تعیین نمود. به عنوان مثال عدد اتمی 15 به ما داده شده و ظرفیت عنصر مورد نظر را خواسته‌اند:
15X: 1S2, 2S2, 2P6, 3S2, 3P3
از طرفی می‌دانیم كه آرایش الكترونی گازهای بی‌اثر به nP6 ختم می‌شود. پس برای عنصر فوق راحت تر می‌باشد كه سه الكترون بگیرد و به آرایش گاز بی‌اثر بعد از خود برسد. شاید این سؤال در ذهن شما ظاهر گردد كه عنصر فوق می‌تواند 5 الكترون از دست بدهد و به آرایش گاز بی‌اثر قبل از خود برسد. پاسخ این است كه بیان گردید كه باید راحت‌ترین راه انتخاب شود، گرفتن سه الكترون خیلی راحت‌تر از، از دست دادن 5 الكترون می‌باشد. پس ظرفیت عنصر فوق 3 می‌باشد.
اما در مورد عناصر واسطه كه معمولا” دارای چند عدد اكسایش و درنتیجه چند ظرفیت هستند، قضاوت به این راحتی نمی‌باشد، چرا كه حتی عناصری كه در یك گروه قرار دارند، دارای اعداد اكسایش و ظرفیتهای مختلف هستند.
در مورد یونها نیز باید مانند فوق عمل كرد. یعنی ابتدا آرایش الكترونی ماده رسم شود، سپس آسانترین راه برای رسیدن به گاز بی‌اثر انتخاب شده و تعداد الكترونهایی كه باید عنصر بگیرد یا از دست دهد تا به آرایش گاز بی‌اثر برسد، به عنوان ظرفیت یون یا عنصر مورد نظر در نظر گرفته می‌شود.
برای تعیین ظرفیت مولكولهای چند اتمی، ابتدا باید اتم مركزی را در مولكول مشخص نمود. برای اینكار می‌توانید به پاسخ سؤال كد 18447 مراجعه فرمائید. پس از تعیین اتم مركزی، باید آرایش الكترونی اتم مركزی به همراه الكترونهایی كه از اتمهای دیگر گرفته را رسم نمود و دوباره تعداد الكترونهایی كه باید اتم مركزی بگیرد یا از دست بدهد تا به آرایش گاز بی‌اثر برسد را محاسبه نمود. ساده ترین مثال، یون هیدروكسید می‌باشد، OH، اتم اكسیژن با عدد اتمی 8 دارای آرایش الكترونی زیر می‌باشد:
8O: 1S2, 2S2, 2P4
با احتساب الكترونی كه با هیدروژن به اشتراك گذاشته است، آرایش الكترونی آن به صورت زیر می‌باشد:
O: 1S2, 2S2, 2P5
درنتیجه یون هیدروكسید برای رسیدن به آرایش گاز بی‌اثر تنها به یك الكترون نیاز دارد و بنابراین ظرفیت آن 1 می‌باشد.
از جمله مولكولهای معروف، می‌توان به انواع بنیان ها اشاره نمود. نیترات NO3 و نیتریت NO2 هر كدام دارای ظرفیت 1 می‌باشند. سولفات SO4 و سولفیت SO3 دارای ظرفیت 2 می‌باشند. پرمنگنات MnO4، كلرات ClO3 و آمونیوم NH4 دارای ظرفیت 1 می‌باشند. فسفات PO4 دارای ظرفیت 3 می‌باشد.