Cum se raportează electronii de valență ai unui element cu grupul său din tabelul periodic?

În 1869 Dmitri Mendeleev a publicat o lucrare intitulată „Despre relația proprietăților elementelor cu greutățile lor atomice”. În ziarul acela el a produs o dispunere ordonată a elementelor, listându-le în ordinea creșterii în greutate și aranjându-le în grupuri pe bază de substanțe chimice similare proprietăți. Deși au rămas multe decenii înainte ca detaliile structurii atomice să fie descoperite, tabelul lui Mendeleev a organizat deja elemente în ceea ce privește valența lor.

În timpul lui Mendeleev, se credea că atomii erau entități indivizibile, unice. Unele erau mai grele decât altele și părea rezonabil să ordonăm elementele crescând greutatea. Există două probleme cu această abordare. În primul rând, măsurarea greutății este o sarcină dificilă și multe dintre greutățile acceptate din timpul lui Mendeleev nu erau corecte. În al doilea rând, se dovedește că greutatea atomică nu este cu adevărat parametrul relevant. Tabelele periodice de astăzi plasează elementele în ordinea numărului lor atomic, care este numărul de protoni din nucleu. Pe vremea lui Mendeleev, protonii nu fuseseră încă descoperiți.

Mendeleev a scris că „dispunerea în funcție de greutatea atomică corespunde valenței elementului și într-o anumită măsură diferența în comportamentul chimic. "Valența, în înțelegerea lui Mendeleev, a fost o indicație a capacității unui element de a se combina cu alte elemente. Mendeleev a combinat ordinea greutății atomice cu valențe comune pentru a organiza elementele dintr-un tabel. Adică a organizat elementele în grupuri în funcție de caracteristicile lor chimice. Deoarece acele proprietăți se repetă din când în când, rezultatul a fost un tabel periodic în care fiecare coloană verticală, numită grup, conține elemente cu caracteristici similare și fiecare rând orizontal, numit punct, aranjează elementele în funcție de greutate, crescând de la stânga la dreapta și sus la fund.

La aproximativ 50 de ani după primul tabel periodic al lui Mendeleev, oamenii de știință au descoperit că atomul a fost construit în jurul unui nucleu cu protoni încărcați pozitiv și neutroni neutri - ambii fiind relativ greu. Nucleul încărcat pozitiv este înconjurat de un nor de electroni încărcați negativ. Numărul de protoni - numit și numărul atomic - se potrivește de obicei cu numărul de electroni. Se pare că numărul de electroni pe care îl are un element determină în mare măsură proprietățile sale chimice. Deci ordinea corectă în tabelul periodic este determinată de numărul de electroni, nu de greutate așa cum a propus inițial Mendeleev.

Electronii din norul care înconjoară nucleul unui element sunt dispuși în straturi, numite cochilii. Fiecare înveliș are un număr specific de electroni pe care îl poate ține. Când fiecare înveliș este umplut, se adaugă o nouă înveliș până când sunt luați în considerare toți electronii. Electronii din învelișul exterior se numesc electroni de valență, deoarece interacțiunile lor determină proprietățile chimice ale unui element. Coloanele care au fost configurate pentru a grupa elementele după proprietăți chimice similare se dovedesc a fi exact aceleași coloane definite de numărul de electroni de valență. Elementele din grupul 1A au un singur electron de valență și fiecare coloană din grupa A din dreapta adaugă încă un electron de valență. Organizarea devine puțin tulbure cu elementele din grupul B, dar fiecare dintre ele este grupat și după numărul lor de electroni de valență.