Põhiline erinevus valents- ja tuumelektronide vahel on see, et valentselektronid osalevad keemiliste sidemete moodustumisel, samas kui tuumelektronid mitte.
Aatomid on kõigi olemasolevate ainete ehitusplokid. Nad on nii väikesed, et me ei saa neid isegi palja silmaga jälgida. Üldiselt on aatomid Angstromi vahemikus. Aatom koosneb tuumast, milles on prootonid ja neutronid. Tuuma ümber tiirlevad orbitaalidel elektronid. Suurem osa aatomi ruumist on tühi. Positiivselt laetud tuuma (prootonitest tingitud positiivne laeng) ja negatiivselt laetud elektronide vahelised tõmbejõud säilitavad aatomi kuju. Elektronid asuvad orbitaalidel paaridena aatomites ja neil on vastupidised spinnid. Peale selle on valentselektronidena ja tuumelektronidena kahte tüüpi elektrone.
Mis on valentselektronid?
Valentselektronid on aatomi elektronid, mis osalevad keemilise sideme moodustamises. Kui moodustuvad keemilised sidemed, võib aatom kas saada elektrone, loovutada elektrone või jagada elektrone. Võimalus neid elektrone annetada, omandada või jagada sõltub nende valentselektronide arvust. Näiteks kui moodustub molekul H2, annab üks vesinikuaatom kovalentsele sidemele ühe elektroni. Seega jagavad kaks aatomit kahte elektroni. Seetõttu on vesinikuaatomil üks valentselektron. Naatriumkloriidi moodustumisel annab üks naatriumi aatom välja ühe elektroni, klooriaatom aga elektroni. See juhtub selleks, et täita nende valentsiorbitaalides oktett. Seal on naatriumil ainult üks valentselektron ja klooril seitse. Seetõttu saame valentselektroneid vaadates määrata aatomite keemilise reaktsioonivõime.
Joonis 01: Naatriumi aatomil on üks valentselektron
Põhirühma elementidel (rühm I, II, III jne) on valentselektronid äärmistes kestades. Valentselektronide arv on võrdne nende rühmaarvuga. Inertsed aatomid on lõpetanud kestad maksimaalse arvu valentselektronidega. Siirdemetallide puhul toimivad mõned sisemised elektronid ka valentselektronidena. Valentselektronide arvu saab määrata aatomi elektronkonfiguratsiooni vaadates. Näiteks lämmastiku elektronkonfiguratsioon on 1s2 2s2 2p3 Elektronid 2-s nd kesta (mis on antud juhul suurim peakvantarv) võetakse valentselektronideks. Seetõttu on lämmastikus viis valentselektroni. Lisaks sidumisel osalemisele on valentselektronid elementide soojus- ja elektrijuhtivuse põhjuseks.
Mis on põhielektronid?
Tuumelektronid on muud elektronid kui aatomi valentselektronid. Kuna need elektronid asuvad aatomi sisemistes kohtades, ei osale tuumaelektronid sidemete moodustamises. Nad asuvad aatomi sisekestes. Näiteks lämmastikuaatomis (1s2 2s2 2p3) on viis elektroni kõik seitse on valentselektronid, samas kui kaks 1s elektroni on tuumelektronid.
Joonis 02: Lämmastikus on kaks tuumelektroni
Lisaks on tuumelektroni aatomist eemaldamiseks vajalik energia äärmiselt kõrgem kui valentselektronide jaoks vajalik energia.
Mis vahe on valentsil ja tuumelektronidel?
Nii valentselektronid kui ka tuumelektronid liiguvad ümber aatomi tuuma. Valentselektronid asuvad välimistes elektronkihtides, samas kui tuumelektronid asuvad sisemistes kihtides. Näiteks lämmastikuaatomil on vastav alt elektronide konfiguratsioonile 5 valentselektroni ja 2 tuumelektroni; 1s2 2s2 2p3 Peamine erinevus valents- ja tuumelektronide vahel on eelkõige see, et valentselektronid osalevad keemilise sideme moodustamises, kuid tuumelektronid mitte.
Lisaks on veel üks oluline erinevus valents- ja tuumelektronide vahel see, et tuumelektronide eemaldamiseks vajalik energia on väga suur võrreldes valentselektronide eemaldamiseks vajaliku energiaga.
Kokkuvõte – valents vs tuumelektronid
Aatomis on kahte tüüpi elektrone: valentselektronid ja tuumelektronid. Valentselektronid asuvad välimistes kihtides, samas kui tuumelektronid asuvad sisemistes kihtides. Peamine erinevus valents- ja tuumelektronide vahel on see, et valentselektronid osalevad keemilise sideme moodustamises, samas kui tuumelektronid mitte.
