Techniklexikon

Valenzelektronen

(Valenz = Wertigkeit). Nach dem Bohrschen Atommodell wird ein positiv geladener Atomkern (Atom) von Elektronen (Elektronen) umkreist, die in der sog. Elektronenhülle des Atoms auf Schalen angeordnet sind. Die in den nicht voll aufgefüllten Schalen befindlichen Elektronen nennt man V; sie sind für die Bindung der Atome (chemische Bindung) von großer Bedeutung. In der Elektronik: Bindungselektronen. Gebundene Elektronen, die sich in der äußeren Elektronenschale eines Atoms befinden. Die V. besorgen die Valenzbindung (kova-lente Bindung) in einem Festkörper, sind also verantwortlich für die Ausbildung gerichteter Gitterbindungskräfte in einer Kristallstruktur. Die Anzahl der V. eines Atoms ergibt sich aus de’m Periodensystem der Elemente und bestimmt die chemische Wertigkeit (Valenz) des Atoms. Im Halbleiter sind die V. energetisch im Valenzband gelegen und können höchstens den Energiewert E^ besitzen ( Bändermodell). Sie können folglich nicht zur Stromleitung beitragen. Atom- und Molekülphysik, in einem Atomverband, der aus mehreren Elektronen besteht, die am schwächsten gebundenen Elektronen. Im Schalenmodell der Atome sind die Valenzelektronen diejenigen, die sich in der äussersten Schale, auch Valenzschale genannt, mit der niedrigsten Bindungsenergie befinden. Im Bohrschen Atommodell (Bohrsche Theorie) sind die Valenzelektronen diejenigen Elektronen, die auf den am weitesten vom Kern entfernten, besetzten Bahnen den Kern umkreisen. Die Drehimpulsstruktur der Valenzelektronen sowie deren Energieeigenzustände sind Gegenstand der Atomspektroskopie im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. In der Chemie und Molekülphysik sind die Valenzelektronen von besonderer Bedeutung, da sie in der Regel für chemische Bindungen zwischen einzelnen Atomen verantwortlich sind. Die Anzahl der Valenzelektronen ist im wesentlichen durch die Einteilung der Elemente in die Hauptgruppen des Periodensystems wiedergegeben; z.B. haben die Alkali-Metalle nur ein einziges Valenzelektron. Deshalb sind deren Spektren dem des Wasserstoffs vewandt und relativ einfach theoretisch zu beschreiben. Von allen Elementen haben die Alkali-Atome die am schwächsten gebundenen Valenzelektronen und damit die geringste erste Ionisierungsenergie. Die geringe Bindungsenergie der Valenzelektronen erklärt auch die extreme Reaktivität der Alkali-Metalle. Edelgase haben dagegen die am stärksten gebundenen Valenzelektronen, da diese eine abgeschlossene Schale bilden. Dadurch ist die Bindungsenergie besonders gross. Edelgase besitzen deshalb eine hohe Ionisationsenergie und sind extrem reaktionsträge.