¿Qué son los electrones de valencia y cómo se relacionan con el comportamiento de enlace de los átomos?

todos los átomos están formados por un núcleo cargado positivamente rodeado de electrones cargados negativamente. Los electrones más externos, los electrones de valencia, son capaces de interactuar con otros átomos y, dependiendo de cómo interactúan esos electrones con otros átomos, se forma un enlace iónico o covalente, y los átomos se fusionan para formar una molécula.

conchas de electrones

cada elemento está rodeado por un cierto número de electrones que pueblan los orbitales de electrones. cada orbital requiere que dos electrones sean estables, y los orbitales están organizados en capas, con cada capa sucesiva de un nivel de energía más alto que el anterior. la capa más baja contiene solo un orbital de electrones, 1s, y, por lo tanto, requiere que solo dos electrones sean estables. la segunda capa (y todas las que siguen) contiene cuatro orbitales - 2s, 2px, 2py y 2pz (una p para cada eje: x, y, z) - y requiere que ocho electrones sean estables.

Bajando las filas de la tabla periódica de los elementos, existe una nueva capa de orbitales de 4 electrones, con la misma configuración que la segunda capa, alrededor de cada elemento. por ejemplo, el hidrógeno en la primera fila tiene solo la primera capa con un orbital (1s) mientras que el cloro en la tercera fila tiene la primera capa (1s orbital), la segunda capa (2s, 2px, 2py, 2pz orbitales) y una tercera cáscara (3s, 3px, 3py, orbitales 3px).

nota: el número frente a cada orbital s y p es una indicación de la cáscara en la que reside ese orbital, no de la cantidad.

electrones de valencia

Los electrones en la capa exterior de cualquier elemento dado son sus electrones de valencia. Dado que todos los elementos desean tener una capa externa completa (ocho electrones), estos son los electrones que está dispuesto a compartir con otros elementos para formar moléculas o a renunciar por completo a convertirse en un ion. Cuando los elementos comparten electrones, se forma un fuerte enlace covalente. cuando un elemento regala un electrón externo, se traduce en iones de carga opuesta que se mantienen unidos por un enlace iónico más débil.

enlaces iónicos

Todos los elementos comienzan con una carga equilibrada. es decir, el número de protones cargados positivamente es igual al número de electrones cargados negativamente, lo que resulta en una carga neutral total. sin embargo, a veces, un elemento con solo un electrón en una capa de electrones entregará ese electrón a otro elemento que necesita solo un electrón para completar una capa.

cuando eso sucede, el elemento original desciende a una capa completa y el segundo electrón completa su capa superior; Ambos elementos son ahora estables. sin embargo, como el número de electrones y protones en cada elemento ya no es igual, el elemento que recibió el electrón ahora tiene una carga negativa neta y el elemento que renunció al electrón tiene una carga positiva neta. Las cargas opuestas causan una atracción electrostática que tira de los iones para formar una formación de cristal. Esto se llama un enlace iónico.

un ejemplo de esto es cuando un átomo de sodio cede su único electrón de 3 segundos para llenar la última capa de un átomo de cloro, que necesita solo un electrón más para estabilizarse. esto crea los iones na- y cl +, que se unen para formar nacl, o sal de mesa común.

enlaces covalentes

en lugar de regalar o recibir electrones, dos (o más) átomos también pueden compartir pares de electrones para llenar sus capas externas. Esto forma un enlace covalente, y los átomos se fusionan en una molécula.

un ejemplo de esto es cuando dos átomos de oxígeno (seis electrones de valencia) encuentran carbono (cuatro electrones de valencia). Como cada átomo quiere tener ocho electrones en su capa externa, el átomo de carbono comparte dos de sus electrones de valencia con cada átomo de oxígeno, completando sus capas, mientras que cada átomo de oxígeno comparte dos electrones con el átomo de carbono para completar su capa. La molécula resultante es dióxido de carbono o CO2.



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