Učiteľom fyziky a chémie vo výučbeInštitúcie sú si dobre vedomé, že je oveľa ľahšie vysvetliť tému, ak sa uchýlite k analógiám alebo použijete približné príklady a vysvetlíte „prstami“. Aj keď uvedené opisy nemusia úplne zodpovedať všeobecne prijatému modelu, tento prístup poskytuje svoje výsledky. To je presne ten prípad v atómovej fyzike.
Chemické vlastnosti látok sú relatívne jednoduché.vysvetliť, ak použijeme teóriu atómovej štruktúry, ktorú navrhol v roku 1911 anglický fyzik E. Rutherford. Napriek tomu, že jeho model je pravdivý iba čiastočne, je to dosť na pochopenie prebiehajúcich procesov. Dnes budeme hovoriť o tom, čo sú valenčné elektróny a aký je ich vzťah k vlastnostiam skúmaného materiálu. Najprv si však spomeňte na planetárny model štruktúry atómu.
Rutherford zistil, že atóm nie jenedeliteľná častica, ako sa predtým myslelo, a pozostáva z ťažkého jadra v strede a elektrónov rotujúcich okolo neho. Elektrický náboj jadra je kladný (+), zatiaľ čo elektróny sú záporné (-). Osem rokov po uverejnení svojej teórie štruktúry atómu bol Rutherford schopný uskutočniť v tom čase jedinečný experiment - premeniť dusík na kyslík. Pokus spočíval v „bombardovaní“ atómami dusíka alfa časticami. Po kolízii sa vytvoril atóm kyslíka a „extra“ častica s pozitívnym nábojom sa následne nazýva protón.
Teória získala konečný vzhľad:jadro obsahuje protóny pomocou magnetických síl, ktoré držia elektróny na obežných dráhach. Pretože atóm je elektricky neutrálny a protón a elektrón sú priťahované, ich celkové množstvo je rovnaké. V roku 1932 fyzik J. Chadwick odhalil, že v jadre sú okrem protónov aj častice bez náboja - neutróny. Sú zodpovední za omšu. V závislosti od energie elektrónu sa môže nachádzať v rôznych vzdialenostiach od jadra. Valenčné elektróny sú záporne nabité častice, ktoré:
Interakciou je potrebné pochopiť schopnosť opustiť svoju atómovú obežnú dráhu alebo zmeniť trajektóriu pohybu.
Valenčné elektróny sú definované veľmi jednoducho -podľa periodickej tabuľky. V prípade základných prvkov (s výnimkou podskupín, keďže existujú výnimky) je táto podmienka splnená: maximálny počet valenčných elektrónov zodpovedá počtu skupín, v ktorých sa nachádza študovaný prvok. Atóm, ktorý má veľké teoretické množstvo takýchto častíc, sa zdráha ich dávať iným atómom, preto je to oxidačné činidlo (odstráni chýbajúce). A naopak, s malým počtom skupín sú valenčné elektróny ľahko dané elementom a vstupujú do interakcie. V tomto prípade hovoríme o redukčnom činidle alebo donorovom atóme.
Valenčné elektróny sú priamo závisléstav atómu. Ak teda nejakým spôsobom zvonka komunikuje ďalšia energia (v excitovanom stave), obežné dráhy valenčných častíc sa zväčšia.
Údaje o valencii materiálov umožňujú aktívnepoužívať ich, predpovedať výsledok. Napríklad chemické zdroje elektrického prúdu založené na elektrolytoch používajú prvky, ktoré sú schopné vysielať a prijímať elektróny. Neutrálny materiál by bol v tomto prípade zbytočný. Je ľahké uhádnuť, že ak sú vyplnené všetky vonkajšie elektronické škrupiny atómu, potom je taký prvok chemicky neutrálny a nevstúpi do interakcie s inými atómami (alebo je interakčná sila tak zanedbateľná, že môže byť zanedbaná). Jasným príkladom sú inertné plyny.
