Valenzelektronen

Vielleicht kennst du Valenzelektronen auch unter dem Namen Außenelektronen. Dieser Begriff beschreibt genau was Valenzelektronen sind: Sie sind die Elektronen, die sich in der äußersten Orbitalen, bzw. in der äußersten Elektronenschale aufhalten.

Für chemische Reaktionen und Bindungen sind sie äußerst wichtig. Mithilfe der Valenzelektronen können chemische Bindungen erklärt werden. Um es genauer zu erklären solltest du wissen, wie ein Atom aufgebaut ist.

Beim Atommodell von Bohr wird beim Aufbau von Atomen von sogenannten Elektronenschalen gesprochen. Nun stellt sich die Frage, wie viele Elektronen pro Schale Platz haben. Folgende Tabelle zeigt dir wie viele Elektronen auf den jeweiligen Schalen Platz finden:

Um es besser zu verstehen, nehmen wir das Beispiel Natrium (Na) und schauen wie die Elektronen auf den Schalen dort verteilt sind. Wenn du auf das Periodensystem der Elemente schaust, kannst du bei Natrium links oben die Zahl 11 ablesen. Was bedeutet diese Zahl?

• Natrium besitzt 11 Elektronen.
• Diese 11 Elektronen versuchen so nah wie möglich um den Atomkern zu kreisen.
• Die 1. Schale ist voll besetzt (2 Elektronen), es bleiben 9 Elektronen übrig.
• Die 2. Schale ist voll besetzt (8 Elektronen), es bleibt 1 Elektron übrig.
• Die 3. Schale ist mit 1 Elektron besetzt.

Quelle: Chemiezauber.de

Anhand des obigen Bildes kannst du nochmal besser sehen, wie die Elektronen auf den Schalen verteilt sind. Wie du siehst, ist die äußerste Schale, die mit Elektronen besetzt wurde, die 3. Schale. In dieser befindet sich 1 Elektron. Das heißt: Alle Elektronen, die sich in der äußersten Schale eines Atoms befinden, sind Valenzelektronen!

Valenzelektronen können sich an Bindungen zwischen Atomen beteiligen:

• Bei den Hauptgruppen-Elementen sind das also die Elektronen auf der äußersten Schale.
• Bei den Übergangsmetallen sind es die auf der äußersten Schale und zusätzlich im d-Orbital der vorhergehenden Schale.

Wie viele Bindungen können Valenzelektronen eingehen?

Die Anzahl der Valenzelektronen ergibt nicht gleich die Anzahl der tatsächlichen Bindungen, an denen die Elektronen sich beteiligen.

Zum Beispiel hat das Element Chlor 7 Valenzelektronen. Im Molekül der Chlorwasserstoffsäure (HCI) ist nur ein Elektron an der Bindung beteiligt.

Ein weiteres Beispiel ist die Perchlorsäure (HCIO₄), wo alle 7 Valenzelektronen an der Bindung beteiligt sind.

Das heißt, Valenzelektronen solltest du nicht mit Bindungselektronen verwechseln. Valenzelektronen können sich an Bindungen beteiligen, sind dann auch Bindungselektronen, aber können auch nichtbindend und damit keine Bindungselektronen sein. Das hängt dann immer davon ab, in welchem chemischen Zustand das entsprechende Atom sich befindet.

Zusammengefasst:

• Anzahl Valenzelektronen ist nicht gleich Anzahl möglicher Bindungen.
• Valenzelektronen können Bindungselektronen oder nichtbindende Elektronen sein.→ hängt vom chemischen Zustand ab

Wie erkenne ich Valenzelektronen?

Es gibt einen ganz einfachen Weg, wie du die Anzahl an Außenelektronen bestimmen kannst. Dazu musst du dir nur das Periodensystem der Elemente anschauen und auf die Zahl der Hauptgruppe gucken. Das ist die Zahl, die oben am Periodensystem in römischen Zahlen steht.

Das I ist die Hauptgruppe 1, das II ist die 2. Hauptgruppe und III die 3. Hauptgruppe usw. Bis VIII: Hauptgruppe 8. Die Zahl der Hauptgruppe entspricht der Anzahl der Valenzelektronen. Zum Beispiel: Kohlenstoff steht in der Hauptgruppe 4 und hat somit 4 Valenzelektronen.

Es gibt zwei verschiedene Schreibweisen, um die Anzahl der Außenelektronen darzustellen. Bei der ersten Weise schreibst du für jedes Außenelektron einen Punkt. Bei der zweiten Schreibweise gibt es auch Punkte, aber zwei Punkte werden zu einem Strich zusammengefasst. Beide entsprechen der sogenannten Lewis-Schreibweise, gängigere ist jedoch letztere:

Quelle: Minicles.de

Schreibweise 2: Punkte und Striche

Kurz gesagt:

• Römische Zahl oben im Periodensystem = Hauptgruppennummer = Anzahl Valenzelektronen
• Es gibt 2 Arten von Schreibweisen für Valenzelektronen

Tabelle zur Anzahl der Valenzelektronen im Periodensystem

Valenzelektronen - Alles Wichtige auf einen Blick

• Valenzelektronen sind die Elektronen auf der äußersten Elektronenschale bei Hauptgruppenelementen
• Bei Übergangsmetallen sind sie auch auf der äußersten Schale und zusätzlich im d-Orbital der vorhergehenden Schale
• Sie können Bindungen eingehen, müssen aber nicht alle. Es kommt auf den chemischen Zustand des entsprechenden Atoms an.