תוֹכֶן
כימאים מעוניינים מאוד בהתנהגות שכבת הערכיות, או השכבה החיצונית ביותר, מכיוון ששם מפוזרים האלקטרונים שמשתתפים בקשרים הכימיים. אטומים יכולים להפוך ליונים על ידי השגת או איבוד אלקטרונים כדי להיות יציבים יותר, כמו גזים אצילים. קשרים הנובעים מהיווצרות יונים נקראים קשרים יוניים.
הגדרת המונחים המשמשים
כדי לתאר את תכונותיו של יון יציב, יש צורך להבין את המינוח הקשור ליצירת יונים. יונים הם אטומים, או קבוצות אטומים, בעלי מטען חיובי או שלילי. לקטיונים יש מטענים חיוביים והם בדרך כלל מתכות, ואילו לאניונים יש מטען שלילי והם בדרך כלל אתיים. שכבת הערכיות היא רמת האנרגיה החיצונית ביותר של מבנה האטום. גזים אצילים הם קבוצת תגובתיות נמוכה במיוחד הכוללת 18 אלמנטים. הם כמעט לא מגיבים כי יש להם סידור אלקטרוני יציב מאוד. תצורה אלקטרונית היא ארגון האלקטרונים באטום.
קטיונים ושכבת הערכיות
אטום שאיבד אחד או יותר אלקטרונים ולכן יש לו מטען חיובי נקרא קטיון. אובדן אלקטרונים אחד או יותר מביא למטען חיובי מכיוון שבאטום יש יותר פרוטונים בגרעין מאשר אלקטרונים במסלולים. קטיונים נוצרים כדי להשיג שכבת ערכיות יציבה, כמו זו של גז אצילי. לדוגמא, לגז הניאון האצילי יש שכבת ערכיות מלאה בשמונה אלקטרונים. ביסוד הנתרן יש אלקטרון יחיד בשכבה זו. אם הנתרן מאבד את האלקטרון הזה, שכבת הערכיות שלו תהפוך לשכבה הקודמת, בדומה לזו של הניאון, ובכך תהיה יציבה יותר. גרעין הנתרן אינו משתנה, ולכן הקטיון שנוצר על ידי אובדן אלקטרון יציג מטען +1. ביסוד הבריום שני אלקטרוני ערכיות. כדי להיות יציבים יותר, עליכם לאבד את שני האלקטרונים הללו וכך לרכוש שכבת ערכיות כמו זו של גז הקסנון האצילי.
שכבת אניונים וערכיות
אטום שצבר אחד או יותר אלקטרונים, וכתוצאה מכך יש לו מטען שלילי, נקרא אניון. הרווח של אלקטרונים אחד או יותר מייצר מטען שלילי מכיוון שבאטום יש יותר אטומים במסלולים מאשר פרוטונים בגרעין. אניונים נוצרים גם כדי להגיע לשכבת ערכיות דומה לזו של גזים אצילים; ההבדל הוא שהם מקבלים אלקטרונים בשביל זה. לדוגמא, לאלמנט הכלור יש שכבת ערכיות דומה לזו של גז ארגון אצילי כאשר הוא צובר אלקטרון. ליון הכלוריד יש מטען שלילי מכיוון שיש לו אלקטרון אחד יותר מפרוטונים. אלמנט החנקן, בעל חמישה אלקטרוני ערכיות, צריך להשיג שלושה אלקטרונים כדי להידמות לגז ניאון. כאשר אתה צובר שלושה אלקטרונים, מתחיל להיות טעינה של -3.
חריגים משמינית שכבת הערכיות
למרות היווצרות אוקטטה בשכבת הערכיות היא האפשרות היציבה ביותר, הסדרים אלקטרוניים אחרים יכולים גם לקדם יציבות. רבים מאלמנטים המעבר מאבדים אלקטרונים כדי להשיג ערכיות יציבה, אך בשכבת הערכיות יש יותר משמונה אלקטרונים בגלל האלקטרונים שכבר נמצאים במסלולים. גז הליום אצילי הוא גם חריג לכלל. מעטפת הערכיות שלה כוללת שני אלקטרונים בלבד.