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Valenzelektronen

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Chemie

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:

SchaleAnzahl an Elektronen

1. Schale

2 Elektronen

2. Schale

8 Elektronen

3. Schale

18 Elektronen

4. Schale

32 Elektronen

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

Gruppe im Periodensystem

Anzahl der Valenzelektronen

Gruppe 1 (I): Alkalimetalle

1

Gruppe 2 (II): Erdalkalimetalle

2

Gruppe 13 (III): Borgruppe

3

Gruppe 14 (IV): Kohlenstoffgruppe

4

Gruppe 15 (V): Stickstoffgruppe

5

Gruppe 16 (VI): Chalkogene

6

Gruppe 17 (VII): Halogene

7

Gruppe 18 (VIII oder 0): Edelgase

8 (Ausnahme Helium (He) hat 2)

Valenzelektronen - Alles Wichtige auf einen Blick

Zum Schluss haben wir dir das Wichtigste zusammengefasst:

  • 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.

Finales Valenzelektronen Quiz

Frage

Wie werden Valenzelektronen noch genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Valenzelektronen werden auch Außenelektronen genannt.

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe in einem Satz, was Valenzelektronen sind.

Antwort anzeigen

Antwort

Sie sind die Elektronen, die sich in der äußersten Orbitalen, bzw. in der äußersten Elektronenschale aufhalten.

Frage anzeigen

Frage

Mithilfe der Valenzelektronen können ...


Antwort anzeigen

Antwort

... chemische Bindungen erklärt werden. 

Frage anzeigen

Frage

Beim Atommodell von Bohr wird beim Aufbau von Atomen von sogenannten Elektronenschalen gesprochen. Wie viele Elektronen haben pro Schale Platz?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Schale: 2 Elektronen
  2. Schale: 8 Elektronen
  3. Schale: 18 Elektronen
  4. Schale 32 Elektronen 
Frage anzeigen

Frage

Erkläre, wie sich beim Natriumchlorid die Elektronen in den Schalen verteilen.

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn du auf das Periodensystem der Elemente schaust, kannst du bei Natrium links oben die Zahl 11 ablesen. Diese Zahl bedeutet:


  • 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.


Frage anzeigen

Frage

Alle Elektronen, die sich in der äußersten Schale eines Atoms befinden, sind Valenzelektronen.

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig

Frage anzeigen

Frage

Valenzelektronen können sich an Bindungen zwischen Atomen beteiligen. Wie funktioniert das bei Hauptgruppen-Elementen und Übergangsmetallen?

Antwort anzeigen

Antwort

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

Frage

Wie viele Bindungen können Valenzelektronen eingehen? Erkläre genauer.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anzahl an Valenzelektronen ist nicht gleich die Anzahl möglicher Bindungen. 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. 

Frage anzeigen

Frage

Wie erkennt man, wie viele Valenzelektronen ein Element hat?

Antwort anzeigen

Antwort

Dazu muss man nur auf die Zahl der Hauptgruppe im Periodensystem schauen. Das ist die Zahl, die oben am Periodensystem in römischen Zahlen steht. 

Die Zahl der Hauptgruppe entspricht der Anzahl der Valenzelektronen.

Frage anzeigen

Frage

Kohlenstoff steht in der Hauptgruppe 4. Wie viele Valenzelektronen hat es?

Antwort anzeigen

Antwort

Kohlenstoff hat somit 4 Valenzelektronen.


Frage anzeigen

Frage

Wie stellst du Valenzelektronen dar? Welche Schreibweise wird bei der Lewis-Schreibweise häufiger verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

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 Schreibweisen entsprechen der Lewis-Schreibweise, die Gängigere ist jedoch die Verbindung von zwei Punkten.

Frage anzeigen
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