Qual corresponde a um elemento com 5 elétrons de valência?

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A camada de valência é a última camada de distribuição eletrônica. O Diagrama de Pauling estabelece que os átomos podem possuir sete camadas de distribuição atômica. Estas camadas são denominadas K, L, M, N, O, P e Q.

Qual corresponde a um elemento com 5 elétrons de valência?

Cada uma destas camadas possuem um número máximo de elétrons. Assim, as camadas acima possuem, respectivamente 2, 8, 18, 32, 32, 18 e 2 elétrons. A camada de valência necessita, na maior parte dos átomos, de 8 elétrons para que seja estável. Essa é a teoria do octeto.

Quando não há estabilidade, os átomos tendem a fazer ligações químicas com elementos que possam proporcionar os elétrons faltantes.

Os gases nobres possuem 8 elétrons em sua camada de valência, a única exceção é Hélio, que possui 2 elétrons na camada de valência. Todos são estáveis, não necessitando realizar ligações químicas para adquirir estabilidade.

Como exemplo das ligações ocorridas em razão dos átomos presentes na camada de valência, estão o Oxigênio, que possui 6 elétrons na última camada e o Hidrogênio, que possui 1 elétron na ultima camada. O Oxigênio necessita de dois elétrons para ficar estável e o Hidrogênio, de dois elétrons. Desta forma, ocorre uma ligação em que dois átomos de Hidrogênio compartilham cada um, 1 elétron com o Oxigênio. Assim, o Oxigênio adquire a estabilidade através dos dois elétrons compartilhados, assim como o Hidrogênio, que adquire dois elétrons na camada de valência. Essa é a ligação que ocorre formando moléculas de água.

Outro exemplo conhecido é o cloreto de sódio ou sal de cozinha. O Cloro possui 7 elétrons na camada de valência. O Sódio, por sua vez, possui um elétron na camada de valência. Assim, o Sódio se torna um cátion, pois perde um elétron, e o Cloro se torna um ânion, pois ganha um elétron.

A representação da tabela periódica permite que, através de uma breve análise, se conclua a respeito da quantidade de eletrons da última camada. Assim, os grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 e 17 possuem, respectivamente, 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 elétrons na última camada. Além disso, para o restante dos elementos presentes na tabela periódica, é possível identificar o número de elétrons da camada de valência através da representação da distribuição eletrônica. Assim, tem-se a respeito do elemento Ferro:

Fe: nº atômico 26
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
A última camada representada: 4 (4s)
Assim, o elemento Ferro possui 2 elétrons (4s2) em sua camada de valência.

Assim como o elemento Prata:

Ag: nº atômico 47
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10
A última camada representada: 5
Assim, o elemento Prata possui 1 (5s1) elétron em sua camada de valência.

Desta forma, é possível conhecer as ligações prováveis entre os diversos elementos, assim como a sua provável transformação em cátions e ânions.

Fontes:
https://web.archive.org/web/20181105155648/http://fisica.net:80/quimica/resumo3.htm

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/camada-de-valencia/

Índice

Introdução

O átomo apresenta 7 camadas eletrônicas: K, L, M, N, O, P e Q. A camada de valência é a camada ou nível eletrônico mais externo do átomo.

Cada camada eletrônica apresenta um número máximo de elétrons que consegue comportar. Veja:

Camada K: 2 elétrons. 

Camada L: 8 elétrons. 

Camada M: 18 elétrons. 

Camada N: 32 elétrons.

Camada O: 32 elétrons.

Camada P: 18 elétrons.

Camada Q: 2 elétrons.

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Além de verificar o período da Tabela Periódica no qual o elemento está localizado, podemos, também, verificar a camada de valência dos elementos químicos por meio da distribuição eletrônica. Por exemplo: a distribuição eletrônica do magnésio (12Mg) é a seguinte:

Qual corresponde a um elemento com 5 elétrons de valência?

O magnésio é composto por 3 camadas eletrônicas: K, L e M. Portanto, a camada de valência, ou seja, a mais externa, é a M, como mostra a figura abaixo:

Os elétrons localizados na camada de valência são chamados de elétrons de valência. Sabemos, pela Teoria do Octeto, que o átomo necessita de 8 elétrons na camada de valência para tornar-se estável, ou seja, com a configuração de um gás nobre. Ao ganhar ou perder elétrons, um átomo se transforma em um íon, e a variação do número de elétrons sempre irá ocorrer na camada de valência.

No caso, o átomo de magnésio não é estável pela Teoria do Octeto, uma vez que possui dois elétrons na camada de valência. Sua estabilidade eletrônica será adquirida por meio da perda de dois elétrons, dando origem ao íon \(Mg^2+\). A distribuição eletrônica do \(Mg^2+\) será:

O número de elétrons na camada de valência é o responsável pelas propriedades químicas semelhantes entre os diferentes elementos que pertencem à mesma família. Exemplo:

O lítio, o berílio e o neônio são elementos químicos que apresentam 2 camadas ou níveis eletrônicos - pertencendo, portanto, ao período 2 da Tabela Periódica. Enquanto isso, o sódio, o magnésio e o argônio apresentam 3 camadas, ou níveis eletrônicos - pertencendo, portanto, ao período 3 da Tabela Periódica.

Tanto o lítio quanto o sódio possuem um único elétron na camada de valência. Por isso, fazem parte da família IA. O berílio e o magnésio, por sua vez, possuem 2 elétrons na camada de valência. Logo, compõem a família IIA da Tabela Periódica. O neônio e o argônio apresentam 8 elétrons em sua camada de valência, fazendo parte, por isso, da família VIIIA.

A tabela abaixo mostra quantos elétrons existem na camada de valência dos elementos de acordo com a família ou grupo ao qual pertencem.

Família ou grupo Número de elétrons na camada de valência
(1) IA – Metais alcalinos 1
(2) IIA – Metais alcalino-terrosos 2
(13) IIIA – Família do Boro 3
(14) IVA – Família do Boro 4
(15) VA – Família do Nitrogênio 5
(16) VIA - Calcogênios 6
(17) VIIA - Halogênios 7
(18) VIIIA ou 0 – Gases Nobres 8

As ligações químicas se dão por meio dos elétrons da camada de valência. Conhecendo a camada de valência de um elemento químico, podemos prever o tipo e a quantidade de ligações que ele realizará com outro elemento.

O que é uma camada de valência?   

Cada átomo apresenta uma quantidade de elétrons que são distribuídos nas suas 7 camadas eletrônicas, não necessariamente ocupando todas as 7 camadas. Os elétrons que se encontram na última camada ou camada mais externa, são aqueles que podem ser doados com mais facilidade, assim como os elétrons que são recebidos também permanecem na camada de valência para completar os 8 elétrons para manter a estabilidade. Lembrando que a camada de valência é a camada mais distante do núcleo.

Quem criou a camada de valência?   

A camada de valência foi primeiramente estudada pelo químico Walther Kossel no século XX. Este cientista estudou a estabilidade dos gases nobres e através da configuração eletrônica desses gases, criou a camada de valência em 1916. Assim, ele definiu a quantidade de ligações que cada elemento químico deve fazer para garantir sua estabilidade. 

Os gases nobres são os únicos elementos da tabela periódica que apresentam 8 elétrons na camada mais externa, o que permite que sejam encontrados na natureza na sua forma isolada. Os demais elementos devem ligar-se entre si para ficarem estáveis. Por isso, eles não são encontrados de forma isolada na natureza.

Assim, Kossel criou a configuração eletrônica, que foi posteriormente estudada e aperfeiçoada pelo cientista Gilbert Newton Lewis, levando seu nome como homenagem (Diagrama de Lewis).

Outro cientista que também contribuiu nos estudos foi Irving Langmuir, que definiu a regra do octeto que diz que o átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada de valência, ou no caso do átomo possuir apenas a primeira camada eletrônica, torna-se estável com apenas 2 elétrons na última camada. 

Quais são as camadas de valência?   

De acordo com o Diagrama de Linus Pauling, o átomo possui 7 camadas de distribuição atômica, onde encontram-se os elétrons. Estas camadas eletrônicas são conhecidas como K, L, M, N, O, P e Q. A primeira camada (K) e a última camada (Q) comportam o total de 2 elétrons, a segunda camada (L) contém no máximo 8 elétrons, a terceira camada eletrônica (M) pode ser preenchida por 18 elétrons, já a quarta camada (N) comporta até 32 elétrons, assim como a quinta camada (O) e por fim, a sexta camada eletrônica (P) pode conter apenas 18 elétrons.

Qual a importância da camada de valência   

Como explicado acima, para que o átomo adquira estabilidade, ele precisa conter 8 elétrons na camada de valência, de acordo com a Regra do Octeto. É por meio destes elétrons que ocorrem as ligações químicas, já que estes se encontram na camada eletrônica mais externa. É dessa última camada que se retira ou recebe os elétrons de outro átomo.

Como identificar a camada de valência na tabela periódica   

É possível identificar a camada eletrônica por meio da Distribuição Eletrônica, utilizando o Diagrama de  Linus Pauling, ou então por meio da Tabela Periódica, identificando o período e a família de cada elemento químico.

Para utilizar o Diagrama de Linus Pauling devemos nos lembrar de seguirmos a ordem crescente de energia, como esquematizado na figura abaixo, sendo que a última camada que contém os elétrons é a camada de valência, que é também onde temos o subnível mais energético.

Por outro lado, se utilizarmos a Tabela Periódica para identificar a camada de valência, a regra será aplicada somente para os elementos que fazem parte das famílias 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A, que apresentam respectivamente, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 elétrons na camada de valência. 

Para os demais elementos das famílias restantes, deve-se fazer a distribuição eletrônica de Lewis para conseguir verificar quantos elétrons temos na última camada.

Camada de valência de alguns elementos   

A seguir serão apresentadas as camadas de valências de alguns elementos químicos.

camada de valência nitrogênio   

O nitrogênio apresenta um número atômico igual a 7, portanto tem 7 prótons e 7 elétrons (átomo neutro). Portanto, sua distribuição eletrônica fica:

1s2 2s2 2p3

Como a camada de valência do nitrogênio é 2s2 2p3, temos 5 elétrons nesta última camada.

camada de valência fósforo   

O fósforo apresenta um número atômico igual a 15, portanto tem 15 prótons e 15 elétrons (átomo neutro). Portanto, sua distribuição eletrônica fica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

Como a camada de valência do fósforo é 3s2 3p3, temos 5 elétrons nesta última camada.

camada de valência enxofre    

O enxofre apresenta um número atômico igual a 16, portanto tem 16 prótons e 16 elétrons (átomo neutro). Portanto, sua distribuição eletrônica fica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Como a camada de valência do enxofre é 3s2 3p4, temos 6 elétrons nesta última camada.

camada de valência cálcio   

O cálcio apresenta um número atômico igual a 20, portanto tem 20 prótons e 20 elétrons (átomo neutro). Portanto, sua distribuição eletrônica fica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Como a camada de valência do enxofre é 4s2, temos 2 elétrons nesta última camada.

camada de valência potássio   

O potássio apresenta um número atômico igual a 19, portanto tem 19 prótons e 19 elétrons (átomo neutro). Portanto, sua distribuição eletrônica fica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Como a camada de valência do enxofre é 4s1, temos 2 elétrons nesta última camada.

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Exercício de fixação

UFSE

A configuração eletrônica \(4s^2\) \(4p^3\) representa os elétrons de valência do elemento químico com número atômico:

A 22.

B 23.

C 25.

D 33.

E 47.

Qual corresponde a um elemento químico com 5 elétrons de valência?

assim, 4s² + 4p³ = 5. O elemento têm 33 como o seu número atómico, pois depois de ser feita uma configuração/ distribuição electrónica ele terá 5e de valência.

Como saber o elétron de valência?

Caso você queira descobrir o número de elétrons de valência, basta observar o número de elétrons que tem na camada mais externa, no nível de energia mais externo. Para o sódio, por exemplo, ele tem o primeiro e o segundo nível de energia completo, e o terceiro nível seria o mais externo.

Quantos elétrons de valência?

A Camada de Valência é a última camada de distribuição eletrônica de um átomo. Por ser a camada mais externa, também é a que fica mais distante do núcleo atômico. De acordo com a Regra do Octeto, a camada de valência precisa de oito elétrons para se estabilizar.

Qual o número de elétrons de valência em cada um deles?

Cada camada eletrônica apresenta um número máximo de elétrons que consegue comportar..