价电子与自由电子的区别

主要区别 - 价电子与自由电子

一个原子由三种亚原子粒子组成：电子、质子和中子。质子和中子位于原子核中。电子位于原子核外。这些电子在一定距离内围绕原子核连续运动。这些电子移动的路径称为电子壳或轨道。一个原子可以有一个或多个轨道。价电子是可以在原子最外层轨道中找到的电子。自由电子不与原子结合。这些电子可以在晶格结构中找到。它们在晶格内自由移动。价电子和自由电子之间的主要区别在于 电子数是元素性质，而自由电子数是晶格性质。

涵盖的关键领域

1.什么是价电子 – 定义、例子、对氧化状态的影响 2. 什么是自由电子 – 定义、发生 3.价电子和自由电子有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：原子、原子序数、电子、自由电子、晶格、金属、中子、原子核、轨道、质子、价电子

什么是价电子

价电子是存在于原子最外层轨道中的电子。这些是对原子核吸引力最小的电子。这是因为价电子位于比该原子的其他电子更远的地方。

价电子负责原子的化学反应和化学键合。由于价电子与原子核之间的吸引力较小，因此价电子很容易被移除（比内部轨道中的电子更容易）。这对于离子化合物和共价化合物的形成很重要。通过失去价电子，原子可以形成阳离子。一个原子的价电子与另一个原子的价电子共享形成共价键。

元素周期表中的组	价电子数
第 1 组（例如：Na、K）	1
第 2 组（例如：Ca、Mg）	2
第 13 组（例如：B、Al）	3
第 14 组（例如：C、Si）	4
第 15 组（例如：N、P）	5
第 16 组（例如：O、S）	6
第 17 组（例如：F、Cl）	7
第 18 组（例如：He、Ne）	8

对于 s 块元素和 p 块元素，价电子位于最外层轨道。但是对于过渡元素，价电子也可以存在于内部轨道中。这是由于亚轨道之间的能量差异。例如锰（Mn）的原子序数为25。钴的电子排布为[Ar] 3d⁵4s².钴的价电子应该在 4s 轨道上。但是Mn中有7个价电子。 3d轨道中的电子也被认为是价电子，因为3d轨道位于4s轨道之外（3d轨道的能量高于4s轨道）。

图 1：碳的价电子

原子的氧化态取决于该原子的价电子。一些原子移除价电子以获得稳定。然后该原子的氧化态增加。一些原子在最外层轨道获得更多电子。然后该原子的价电子数增加。它降低了原子的氧化态。

什么是自由电子

自由电子是不与原子相连的电子。不可能到处都找到自由电子。这是因为孤电子非常活泼，可以与任何东西发生反应。但是在晶体结构和金属中，可以找到自由电子。

自由电子是来自晶格的离域电子。在晶体结构中，由于晶体缺陷，一些电子不会留在原位。它们成为可以在晶格内任意移动的自由电子。这些电子负责热和电的传导。

图 2：金属晶格中的自由电子

在金属中，金属离子之间存在自由电子。它是自由电子海洋中的金属离子晶格。这些自由电子可以通过金属传导热和电。这些自由电子可以通过金属传导电流。