Camada de valência

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Ilustração do efeito de Franz-Keldysh, devido a um campo elétrico, tanto a banda de condução e de valência se inclinado, permitindo que ambos os elétrons e buracos de túnel na região proibida, reduzindo a eficiência do intervalo da banda do semicondutor.

A camada de valência é a última camada a receber elétron no átomo ou o nível de maior número quântico principal e secundário na distribuição eletrônica. Normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência são os que participam de alguma ligação química, pois são os mais externos. A contagem e distribuição dos elétrons é feita sempre de dentro (perto do núcleo) para fora.[1] [2]

Por Exemplo : 1s^2~2s^2~2p^6 - têm 8 eletrons na camada de valência (2s^2,~2p^6). A camada de valência é a última camada de distribuição eletrônica, contendo o subnível mais energético. O Diagrama de Pauling estabelece que os átomos podem possuir sete camadas de distribuição atômica. Estas camadas são denominadas K,~L,~M,~N,~O,~P~e~Q.

Notação de Lewis do Carbono (C), ilustrando a camada de valência.

Cada uma destas camadas possuem um número máximo de elétrons. Assim, as camadas acima possuem, respectivamente 2,~8,~18,~32,~32,~18~e~8 elétrons. A camada de valência necessita, na maior parte dos átomos, de 8 elétrons para que seja estável. Essa é a teoria do octeto.

Quando não há estabilidade, os átomos tendem a fazer ligações químicas com elementos que possam proporcionar os elétrons faltantes.

Os gases nobres possuem 8 elétrons em sua camada de valência, a única exceção é Hélio, que possui 2 elétrons. Todos são estáveis, não necessitando realizar ligações químicas para adquirir estabilidade.

Como exemplo das ligações ocorridas em razão dos elétrons presentes na camada de valência, estão o Oxigênio, que possui 6 elétrons na última camada e o Hidrogênio, que possui 1 elétron na ultima camada. O Oxigênio necessita de dois elétrons para ficar estável e o Hidrogênio, de um elétron. Desta forma, ocorre uma ligação em que dois átomos de Hidrogênio compartilham cada um, 1 elétron com o Oxigênio. Assim, o Oxigênio adquire a estabilidade através dos dois elétrons compartilhados, assim como o Hidrogênio, que adquire mais um elétrons na camada de valência. Essa é a ligação que ocorre formando moléculas de água.[3]

Outro exemplo conhecido é o cloreto de sódio ou sal de cozinha. O Cloro possui 7 elétrons na camada de valência. O Sódio, por sua vez, possui um elétron na camada de valência. Assim, o Sódio se torna um cátion, pois perde um elétron, e o Cloro se torna um ânion, pois ganha um elétron.

A representação da tabela periódica permite que, através de uma breve análise, se conclua a respeito da quantidade de eletrons da última camada. Assim, os grupos 1,~2,~13,~14,~15,~16~e~17 possuem, respectivamente, 1,~2,~3,~4,~5,~6~e~7 elétrons na última camada. Além disso, para o restante dos elementos presentes na tabela periódica, é possível identificar o número de elétrons da camada de valência através da representação da distribuição eletrônica. Assim, tem-se a respeito do elemento Ferro:

Exemplos[editar | editar código-fonte]

Ferro (Fe) tem número atômico igual a 26[1]
Distribuição eletrônica: 1s^2~2s^2~2p^6~3s^2~3p^6~4s^2~3d^6
Camada de valência: no último nível que é 4~ou~N com 2 elétrons
Assim, o elemento Ferro (4s^2) possui 2 elétrons em sua camada de valência.

Assim como o elemento:

Prata (Ag): número atômico igual a 47
Distribuição eletrônica: 1s^2~2s^2~2p^6~3s^2~3p^6~4s^2~3d^{10}~4p^6~5s^2~4d^{9}
Camada de valência: no último nível que é 5~ou~O com 2 elétrons
Assim, o elemento Prata (5s^2) possui 2 elétron em sua camada de valência.

Desta forma, é possível ligações iônicas ou covalentes, em diversos elementos e sua provável transformação em cátions e ânions.

Em resumo, a camada de valência sempre será a última camada da distribuição eletrônica.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b Camada de Valência
  2. Peter W. Atkins, Loretta Jones, Principios de Química : Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente , Bookman ISBN 8-540-70054-9
  3. Raymond Chang, Química Geral, McGraw Hill Brasil, 1975 ISBN 8-563-30817-3

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  1. C.G. Van de Walle, Wide-band-gap Semiconductors, Elsevier, 1993 ISBN 0-444-59917-7 (em inglês)
  2. Hadis Morkoç, Handbook of Nitride Semiconductors and Devices, GaN-based Optical and Electronic Devices , John Wiley & Sons, 2009 ISBN 3-527-62845-2 (em inglês)
  3. E. Kasper, D.J. Paul, Silicon Quantum Integrated Circuits: Silicon-Germanium Heterostructure Devices: Basics and Realisations , Springer Science & Business Media, 2006 ISBN 3-540-26382-9 (em inglês)
  4. S. Kar, Electrochemical Society. Electronics Division , Physics and Technology of High-k Gate Dielectrics II: Proceedings of the Second International Symposium on High Dielectric Constant Materials: Materials Science, Processing, Reliability, and Manufacturing Issues : Held in Orlando, Florida, October 12-16, 2003, Volume 2003, The Electrochemical Society, 2004 ISBN 1-566-77405-5 (em inglês)
  5. Klaus Ellmer, Andreas Klein, Bernd Rech, Transparent Conductive Zinc Oxide: Basics and Applications in Thin Film Solar Cells , Springer Science & Business Media, 2007 ISBN 3-540-73612-3 (em inglês)
  6. Joshi, Engineering Physics , Tata McGraw-Hill Education, 2010 ISBN 0-070-70477-5 (em inglês)
  7. Larry Brown, Tom Holme, Chemistry for Engineering Students , Cengage Learning, 2014 ISBN 1-285-96557-4 (em inglês)
  8. H.H. Kung, Transition Metal Oxides: Surface Chemistry and Catalysis , Elsevier, 1989 ISBN 0-080-88742-2 (em inglês)
  9. Peter W. Milonni, Joseph H. Eberly, Laser Physics , John Wiley & Sons, 2010 ISBN 0-470-40970-3 (em inglês)
  10. Jerrold T. Bushberg, John M. Boone, The Essential Physics of Medical Imaging , Lippincott Williams & Wilkins, 2011 ISBN 0-781-78057-8 (em inglês)

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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