Valenzelektronen

Valenzelektronen sind die Elektronen in der äußeren Elektronenhülle eines Atoms, die an chemischen Bindungen beteiligt sind. Sie liegen in der Valenzschale und bestimmen maßgeblich die chemische Reaktivität eines Elements. Durch das Abgeben, Teilen oder Aufnehmen dieser Elektronen entstehen Ionen, kovalente Bindungen und andere Bindungstypen.

Bestimmung: Für viele Elemente der Hauptgruppe entspricht die Anzahl der Valenzelektronen der Gruppennummer im Periodensystem (von 1 bis 8). In der Elektronenkonfiguration bedeutet dies Elektronen in der äußersten Hauptquantenzahl n. Helium hat zwei Elektronen und eine volle Schale, wodurch es oft als abgeschlossene Valenzschale betrachtet wird; Neon besitzt acht Valenzelektronen und trägt eine vollständige äußere Schale.

Besondere Fälle: Übergangsmetalle zeigen komplexere Verhältnisse, da neben den äußersten s- auch d-Elektronen an Bindungen teilnehmen können. Die Zahl der Valenzelektronen ist hier nicht immer eindeutig festgelegt, weil verschiedene Oxidationszustände auftreten können. In der Praxis wird oft die Anzahl der Elektronen gezählt, die typischerweise am Bindungsverhalten beteiligt sind, was zu unterschiedlichen Zählweisen führen kann.

Beispiele: Wasserstoff besitzt 1 Valenzelektron, Kohlenstoff 4, Stickstoff 5, Sauerstoff 6 und Fluor 7. Neon hat 8 Valenzelektronen (vollständige äußere Schale) und ist chemisch wenig reaktiv. Allgemein zeigt sich, dass Elemente mit ähnlicher Anzahl an Valenzelektronen ähnliche chemische Eigenschaften besitzen. Valenzelektronen sind damit zentral für das Verständnis von Bindungstypen, Reaktivität und der Periodizität im Periodensystem.