Vegyértékelektronok és ionos vegyületek

E videó során még jobban megértjük majd, miért olyan hasznos az elemek periódusos rendszere. Elsősorban a periódusos rendszer csoportjaira fogunk koncentrálni. Amikor csoportokról beszélünk, az oszlopokat értjük alatta. És bár láthatjuk, hogy egy adott oszlop elemeinek a rendszáma jelentősen eltérhet, mégis hasonló tulajdonságaik vannak. Azért vannak hasonló tulajdonságaik, mert a legtöbb esetben megegyezik a vegyértékelektronjaik száma. Ne felejtsd el, hogy a vegyértékelektronok lépnek reakcióba más anyagokkal. Mivel a hasonló számú vegyértékelektronnal rendelkező elemek hasonlóan reagálnak, hasonló ionokat fognak képezni. Hasonló ionokat. És hasonlóan fognak viselkedni. Hasonlóan viselkednek az ionvegyületekben. Ionvegyületekben. A videó kedvéért most nézzük inkább a periódusos rendszer két végét, a bal és a jobb szélen levő csoportokat, mivel ezek vannak legközelebb ahhoz, hogy telített külső héjuk legyen, vagy úgy, hogy leadnak, vagy úgy, hogy felvesznek elektronokat. Elevenítsük fel, mit jelent a telített külső héj. Az emberek általában az oktett szabályra hivatkoznak. A második, harmadik, negyedik, ötötök, és a többi héj akkor telített, amikor 8 elektron van rajta. Nyolc elektron. A fő kivétel e szabály alól az első héj, ami két elektronnal lesz telített. Habár a héliumatomnak két elektronja van, mégis nagyon stabil. Az oktettszabály legfontosabb jellemzőit a 18. csoport elemeinél találjuk, a nemesgázoknál. Nemesgázoknak nevezik őket, mert nem reakcióképesek, hanem stabilak önmagukban, és nem lépnek kapcsolatba más atomokkal. Ez azért van így, mert a nemesgázatomok külső héja telített. A héliumatom külső héja az első héj, ami telített. A neonatom külső héja a második héj, ami telített. Az argonatom külső héja a harmadik héj, ami telített, és így tovább. A nemesgázoktól eggyel balra levő csoportban találjuk a halogéneket. A halogénatomoknak hét vegyértékelektronjuk van. Láthatod, hogy csak egy elektron hiányzik ahhoz, hogy elérjék a tőlük jobbra levő nemesgázatom elektronszerkezetét. Tehát ezek a halogénelemek itt jobbra szívesen vesznek fel elektront, amivel negatív ionokká, anionokká alakulnak. Így a fluor gyakorta fluoridionként fordul elő, egyszeres negatív töltéssel. Láthatod, hogy a klór szintén egyszeres negatív töltésű kloridanion lesz. És ez így megy tovább. A jód gyakran vesz fel egy elektront, amivel egyszeres negatív töltése lesz. Ha eggyel balra lépünk, az oxigéncsoporthoz, oxigén, kén és így tovább, ezeknek az atomoknak hat vegyértékelektronjuk van. Ezeknek még mindig könnyebb a telített külső héj eléréséhez felvenni két elektront, mint leadni hatot. Ezek az atomok is vonzzák az elektronokat. Így az oxigén oxidanion formájában lesz megtalálható. Felvett két elektront, amit valami mástól szippantott el. A kén szulfidanion lesz. Ha a periódusos rendszer másik végét nézzük, az első csoport elemeit, ezeknek egy vegyértékelektronjuk van. Különösen azok, amiket itt látsz, pirossal jelölve, amelyeket alkálifémekként ismerünk, ezeknek könnyebb leadni egy elektront, hogy telített legyen a külső héjuk, mint felvenni hét elektront. A hidrogén kivétel, mert annak nem kell hét elektron ahhoz, hogy a külső héja telített legyen, csak egy. Így a hidrogénatom leadhat elektront, és elektron nélkül maradhat, vagy felvehet egy elektront, amivel a héliuméhoz hasonló külső héja lesz. Ha az ionvegyületekre gondolunk, ezek az alkálifémek nagyon érdekes elemek. Ahhoz, hogy stabillá váljanak, láthatjuk, hogy szívesen adnak le elektronokat. Tehát nagyon valószínű, hogy leadnak egy elektront, és egyszeres pozitív töltésűvé válnak. Gyakran láthatunk egyszeres pozitív töltésű lítiumionokat, egyszeres pozitív töltésű nátriumionokat, egyszeres pozitív töltésű káliumionokat. És ez ugyanúgy igaz az összes elemre az első csoportban. Vajon mi lesz a második csoport elemeivel, az alkáliföldfémekkel? Ezeknek is könnyebb leadni két elektront, mint hatot felvenni, hogy telített külső héjuk legyen. Így a berillium jellemzően kétszeresen pozitív töltésű lesz. Lead két elektront. A magnézium kétszeresen pozitív töltésű lesz. A kalcium kétszeresen pozitív töltésű lesz. Ezek alapján, mit várunk, hogyan fognak a bal és a jobb oldali elemek ionvegyületeket képezni? Azt feltételezhetnéd, hogy az alkálifémek halogének jelenlétében rendkívül reakcióképessé válhatnak. Valóban azzá válnak, mert szeretnének elektront leadni, ezek pedig elektront felvenni. Ez fog történni. Az elektronok távoznak az első csoport atomjairól, és átmennek a halogénre. A folyamatban sok energia szabadulhat fel, és ionvegyület képződik. Például, a lítiumatom lead egy elektront, és egyszeres pozitív töltésű lesz. Ez a pozitív ion vonzani fog egy kloridaniont, ami épp felvett egy elektront. Ez lehet ugyanaz az elektron, vagy származhat egy másik lítiumatomtól. Tehát ez a két ion vonzza egymást, és lítium-kloridot hoz létre. Az összes alkálifém betöltheti ugyanazt a szerepet ebben az ionvegyületben mint a lítium. Szintén jellemző példa a nátrium-klorid. Ez az asztali só. Jellemző példa a kálium-klorid is. És így tovább. Másrészt a fluor, bróm és jód a klórhoz hasonlóan viselkedik. Így olyasmit kaphatunk, mint a nátrium-jodid, vagy kálium-jodid. Még egyszer, az alkálifémek leadnak egy elektront, a halogénatomok felvesznek egy elektront, vonzzák egymást, és ionvegyületeket képeznek. Milyen ionvegyületeket fognak képezni a második csoport elemei? Nézzük például a kalciumot. A kalciumatom logikusan két elektront ad le ahhoz, hogy stabil külső héja legyen, és így elérje az argonatom elektronszerkezetét. Ha lead két elektront, kétszeresen pozitív töltése lesz. Elképzelhető, hogy az a két elektron két különböző jódatomhoz kerül. Mindkettőnek egyszeres negatív töltése van, ez kétszer. Vajon milyen ionvegyületet képezhetnek? Lehet egy kalciumion és két jodidion. Tehát a kalcium-jodid valójában ionvegyület. Az össztöltése nulla, semleges, mert a kalciumion kétszeresen pozitív, a jodidionok egyszeres negatív töltésűek, de mivel kettő van belőlük, így összességében semleges lesz. Hogyan viselkedik a kalcium az oxigénnel? A kalciumatom leadna két elektront, az oxigén szívesen vesz fel két elektront, így valami ilyesmit kaphatunk: kalcium-oxid. Itt befejezem. A lényeg az, hogy az oszlop, amiben az elem található, sokat elárul annak reakcióképességéről, mert általában megmutatja, hány vegyértékelektronja van az atomnak. Az atomok pedig akkor a legstabilabbak, amikor a külső héjuk telített, vagyis megjósolhatjuk, mi lesz könnyebb: elektronleadással pozitív ionná alakulni, vagy elektronfelvétellel negatív ionná. Ebből aztán azt is megjósolhatjuk, milyen ionvegyületeket képeznek a különböző elemek.