Capa de Valencia🕒 Tiempo estimado: 6 minutos de lectura
La capa de valencia, situada en la parte más externa del átomo, constituye el nivel de energía electrónica más elevado. De acuerdo con el modelo atómico de Rutherford-Bohr, los electrones se organizan en capas o niveles energéticos que incrementan su energía a medida que se alejan del núcleo atómico. Así, la capa de valencia, al ser la más alejada, posee los electrones con mayor energía, conocidos como electrones de valencia.
Síntesis sobre la Capa de Valencia
- Representa el nivel más externo y de mayor energía en el átomo.
- Contiene a los electrones de valencia, esenciales en la formación de enlaces químicos y iones.
- La cantidad de electrones de valencia influye en propiedades elementales como la reactividad.
- Su determinación se facilita a través de la distribución electrónica y el diagrama de Linus Pauling.
- La tabla periódica permite identificar la capa de valencia observando los períodos y grupos, relacionados con el nivel ocupado y el número de electrones de valencia respectivamente.
Definición de Capa de Valencia
Esta capa representa el último nivel ocupado por electrones en la electrosfera de un átomo, destacándose como la más distante del núcleo. En el marco del modelo atómico propuesto por Rutherford-Bohr, se describen hasta siete niveles electrónicos en la electrosfera, aunque no todos los átomos llenan completamente estas capas, dejando a la capa de valencia como la última efectivamente ocupada.
Dada su posición periférica, los electrones de valencia ostentan la mayor energía dentro del átomo y juegan un papel crucial en la formación de enlaces químicos y la generación de iones.
Estructura Electrónica
La electrosfera se estructura en niveles de energía, o capas electrónicas, que se llenan siguiendo un orden específico de energía. Estas capas, que van desde la K más cercana al núcleo hasta la Q, varían en su energía; a mayor distancia del núcleo, mayor es la energía del nivel.
Además, las capas se subdividen en subniveles (s, p, d, f), cada uno con una capacidad máxima de electrones. La disposición y llenado de estos subniveles obedecen a criterios energéticos, y no todas las capas contienen todos los subniveles.
Electrones de la Capa de Valencia
Los electrones que ocupan esta capa son denominados electrones de valencia y son determinantes en las propiedades químicas de los elementos, ya que su disposición y cantidad influencian la capacidad de un átomo para formar enlaces químicos, así como su participación en la formación de cationes y aniones.
La teoría del octeto postula que los átomos buscan estabilizarse completando su capa de valencia con ocho electrones, lo que explica la variada reactividad química de los elementos en función del número de electrones de valencia que poseen.
Los átomos que tienen una capa de valencia completa, es decir, con ocho electrones, tienden a ser químicamente inertes, no formando enlaces químicos con otros elementos.
Los átomos con uno o dos electrones en la capa de valencia son bastante reactivos, con alta tendencia a donar estos electrones, formando iones positivos (cationes).
Los átomos que tienen seis o siete electrones de valencia también son reactivos, con fuerte tendencia a recibir electrones para completar la valencia, formando iones negativos (aniones).
¿Cómo encontrar la capa de valencia?
La capa de valencia de un átomo se puede encontrar a través de su distribución electrónica o de la posición que ocupa en la tabla periódica.
→ Distribución electrónica
La distribución electrónica es la secuencia en la que los electrones ocupan los niveles de energía de los átomos, respetando la dirección creciente de la energía. La distribución electrónica se obtiene fácilmente aplicando el diagrama de Linus Pauling, que organiza los niveles y subniveles en orden de energía, respetando el número de electrones que se pueden asignar a cada subnivel.
Para descubrir el número de electrones de un elemento a distribuir, basta con conocer su número atómico (Z), que equivale al número de protones. Es bueno recordar que, en un átomo neutro, el número de protones y electrones es el mismo. Vea algunos ejemplos de cómo encontrar la capa de valencia:
Oxígeno (Z = 8): hay ocho electrones a distribuir y la configuración electrónica es 1s2 2s2 2p4.
Diagrama electrónico de distribución de oxígeno.
Según la configuración electrónica, la última capa ocupada (capa de valencia) de oxígeno es el nivel 2, llena con seis electrones, los electrones de valencia.
Calcio (Z = 20): hay 20 electrones a distribuir y la configuración electrónica es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
Diagrama de distribución electrónica del calcio.
Para el calcio, la última capa ocupada es el nivel 4, lleno con sólo dos electrones, los electrones de valencia.
→ Tabla periódica
La tabla periódica de elementos químicos está organizada en columnas verticales, llamadas grupos, y líneas horizontales, llamadas períodos.
Períodos (líneas horizontales): van del uno al siete e indican directamente qué capas de la electrosfera de un elemento están ocupadas por electrones. La capa de valencia será el último nivel de energía ocupado. Por ejemplo, el elemento oxígeno ocupa el segundo período de la tabla periódica, por lo tanto, su capa de valencia se encuentra en el segundo nivel (capa L). El elemento calcio pertenece al cuarto período, lo que indica que su última capa ocupada por electrones es la cuarta (capa N).
Grupos (líneas verticales): agrupan elementos químicos que tienen propiedades fisicoquímicas similares. Los elementos químicos del mismo grupo tienen el mismo número de electrones de valencia.
Los elementos que pertenecen al grupo 1 de la tabla tienen un solo electrón de valencia. Los elementos del grupo 2 tienen dos electrones en su capa de valencia. Los representantes del grupo 13 mantienen tres electrones de valencia. Los elementos del último grupo (grupo 18) tienen ocho electrones en su capa de valencia. Por ejemplo, el elemento oxígeno pertenece al grupo 16, por lo que su capa de valencia tiene seis electrones. Asimismo, el elemento calcio se encuentra en el grupo 2 y retiene sólo dos electrones de valencia.
Tenga en cuenta que el análisis de los elementos oxígeno y calcio arrojó la misma conclusión, considerando tanto su distribución electrónica como su ubicación en la tabla periódica.