Camada de valência

Diagrama da estrutura de bandas de um semicondutor.

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.

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.

Por Exemplo : $1s^{2}~2s^{2}~2p^{6}$ - têm 8 elétrons 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.

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 elétrons 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

Ferro $(Fe)$ tem número atômico igual a $26$

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

• Notação de Lewis
• Geometria molecular
• Ligação de valência
• Ligação iônica
• Distribuição eletrônica
• Ligação covalente
• Regra do octeto
• Resistividade
• Banda de condução
• Líquido de Fermi
• Estrutura de Lewis
• Teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência

Bibliografia

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• 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

• «Ligações químicas pelo modelo do octeto»