Question

becomes a positively charged cation, and the nonmetal atom becomes a negatively charged anion. the metal cation and nonmetal anion are held together by electrostatic attractive forces to form an ionic compound. the model shows how an ionic bond forms between sodium and chlorine.
metal atom
nonmetal atom
ionic compound
compare the sodium atom and chlorine atom to the ions they form in the ionic compound, nacl.
number of valence electrons
sodium atom
chlorine atom
sodium cation
chloride anion

Explanation:

Step1: Analizar el átomo de sodio (Na)

El sodio es un metal del grupo 1 de la tabla periódica. Los átomos del grupo 1 tienen 1 electrón de valencia. La configuración electrónica del Na es \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^1\), por lo que el número de electrones de valencia es 1.

Step2: Analizar el átomo de cloro (Cl)

El cloro es un no metal del grupo 17 (o 7A) de la tabla periódica. Los átomos del grupo 17 tienen 7 electrones de valencia. La configuración electrónica del Cl es \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\), por lo que el número de electrones de valencia es 7.

Step3: Analizar el catión de sodio (Na⁺)

Cuando el átomo de Na pierde su electrón de valencia (el del nivel 3s), forma el catión \(Na^+\). La configuración electrónica del \(Na^+\) es \(1s^2 2s^2 2p^6\), que corresponde a la configuración del gas noble neón. En este caso, el nivel de valencia (que ahora es el nivel 2) tiene 8 electrones (ya que \(2s^2 2p^6\) suman 8), pero como perdió el electrón de valencia original, el número de electrones de valencia en el catión es 0? No, en realidad, cuando se forma el ion, el nivel de valencia se considera el último nivel con electrones. Pero en términos de la pérdida del electrón de valencia, el \(Na^+\) tiene 8 electrones en su nivel de valencia (el nivel 2), pero originalmente el átomo de Na tenía 1. Wait, quizás de forma más sencilla: el átomo de Na tiene 1 electrón de valencia, al perderlo, el catión \(Na^+\) no tiene electrones de valencia (o se considera que su nivel de valencia está completo con 8, pero la pregunta es sobre el número de electrones de valencia. Entonces:

- Átomo de Na: 1 electrón de valencia.
- Átomo de Cl: 7 electrones de valencia.
- Cation de Na (\(Na^+\)): 0? No, wait, cuando Na pierde su electrón de valencia, su nivel de valencia pasa a ser el nivel 2, que tiene 8 electrones (configuración de Ne). Pero la definición de electrones de valencia es los electrones en el último nivel principal. Entonces, para \(Na^+\), el último nivel principal es el 2, que tiene 8 electrones? No, la valencia de Na es +1, porque pierde 1 electrón. Entonces, el átomo de Na tiene 1 electrón de valencia, el catión \(Na^+\) tiene 0 electrones de valencia (porque perdió el único que tenía en su nivel de valencia).

- Anión de cloro (Cl⁻): El átomo de Cl tiene 7 electrones de valencia, al ganar 1 electrón, forma \(Cl^-\) con configuración electrónica \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6\), que tiene 8 electrones en su nivel de valencia (el nivel 3, ahora \(3s^2 3p^6\) suman 8). Entonces, el número de electrones de valencia en \(Cl^-\) es 8? No, la valencia del Cl es -1, porque gana 1 electrón. Entonces:

Resumiendo:

- Sodium atom (Na): 1 valence electron.
- Chlorine atom (Cl): 7 valence electrons.
- Sodium cation (Na⁺): 0 valence electrons (or 8? Wait, no. Let's check the electron configuration:

Atomo de Na: [Ne] 3s¹ → valence electron: 1 (in 3s).

Cation Na⁺: [Ne] → electron configuration 1s² 2s² 2p⁶. The valence shell is n=2, which has 8 electrons (2s² 2p⁶). But in terms of valence electrons, for main group elements, valence electrons are the electrons in the outermost principal energy level. So for Na⁺, the outermost principal energy level is n=2, which has 8 electrons. But when Na loses its valence electron (from n=3), the new outermost level is n=2 with 8 electrons. However, the question is about comparing the number of valence electrons between the atom and the ion.

So:

- Sodium atom (Na): 1 valence electron (in 3s).
- Chlorine atom (Cl): 7 valence electrons (in 3s² 3p⁵, so 2 + 5 = 7).
- Sodium cation (Na⁺): 8 valence electrons? No, that can't be. Wait, no, the valence electrons are the electrons in the highest principal energy level. For Na, highest is n=3 (3s¹). For Na⁺, highest is n=2 (2s² 2p⁶), so 8 electrons. But when Na forms the ion, it loses the electron from n=3, so the valence electrons in Na⁺ are 8? But that's the stable octet.

- Chloride anion (Cl⁻): Cl has 7 valence electrons (n=3: 3s² 3p⁵). When it gains an electron, it becomes 3s² 3p⁶, so 8 valence electrons (n=3, 8 electrons).

Wait, maybe the question is simpler:

- Sodium atom: 1 valence electron (group 1).
- Chlorine atom: 7 valence electrons (group 17).
- Sodium cation (Na⁺): 0 valence electrons (because it lost the 1).
- Chloride anion (Cl⁻): 8 valence electrons (because it gained 1, making 8).

But let's confirm with the groups:

- Group 1 elements (alkali metals) have 1 valence electron.
- Group 17 elements (halogens) have 7 valence electrons.
- When alkali metals lose their 1 valence electron, they form cations with 0 valence electrons (or 8 in the next lower level, but valence electrons are in the outermost level).
- When halogens gain 1 electron, they form anions with 8 valence electrons (octet).

So filling the table:

- Sodium atom: 1
- Chlorine atom: 7
- Sodium cation: 0 (or 8? Wait, no, the valence electrons are the ones in the outermost shell. For Na⁺, the outermost shell is n=2, which has 8 electrons (2s² 2p⁶). But the original atom had 1 in n=3. So when it loses the n=3 electron, the outermost shell is n=2 with 8 electrons. So the number of valence electrons in Na⁺ is 8? But that's the octet. Wait, maybe the question is considering that the valence electrons are the ones involved in bonding. So Na has 1, loses it, so Na⁺ has 0 (since it lost the bonding electron). Cl has 7, gains 1, so Cl⁻ has 8 (stable octet).

So:

Sodium atom: 1

Chlorine atom: 7

Sodium cation: 0 (or 8? Let's check a reference. The valence electrons of Na⁺: Na has atomic number 11. Na⁺ has 10 electrons. Electron configuration: 1s² 2s² 2p⁶. The outermost shell is n=2, which has 8 electrons. So valence electrons are 8? But that's the same as the noble gas Ne. So maybe the answer is:

Sodium atom: 1

Chlorine atom: 7

Sodium cation: 8 (no, that doesn't make sense. Wait, no, the valence electrons are the electrons in the highest principal energy level. For Na, highest is n=3 (3s¹) → 1 valence electron. For Na⁺, highest is n=2 (2s² 2p⁶) → 8 valence electrons? But that's the octet. For Cl, highest is n=3 (3s² 3p⁵) → 7 valence electrons. For Cl⁻, highest is n=3 (3s² 3p⁶) → 8 valence electrons.

Ah, now I see. So the valence electrons are the electrons in the highest principal energy level (n). So:

- Na atom: n=3, electrons in n=3: 1 (3s¹) → 1 valence electron.

- Cl atom: n=3, electrons in n=3: 2 (3s²) + 5 (3p⁵) = 7 → 7 valence electrons.

- Na⁺: loses the electron in n=3, so now the highest n is 2. Electrons in n=2: 2 (2s²) + 6 (2p⁶) = 8 → 8 valence electrons? But that's the octet. Wait, but when Na forms the ion, it loses the electron from n=3, so the highest n is 2, which has 8 electrons. So valence electrons for Na⁺: 8.

- Cl⁻: gains an electron, so electrons in n=3: 2 (3s²) + 6 (3p⁶) = 8 → 8 valence electrons.

But that seems contradictory to the idea that Na loses its valence electron. But according to the definition of valence electrons (electrons in the highest principal energy level), that's correct.

So:

Sodium atom: 1

Chlorine atom: 7

Sodium cation: 8

Chloride anion: 8

Wait, but let's check with an example. The sodium atom has 1 valence electron, chlorine has 7. When sodium loses its 1 valence electron, it becomes Na⁺, which has 8 valence electrons (in n=2), and chlorine gains that electron, becoming Cl⁻, which has 8 valence electrons (in n=3). That makes sense because both ions achieve a stable octet (noble gas configuration).

So the table should be filled as:

- Sodium atom: 1

- Chlorine atom: 7

- Sodium cation: 8

- Chloride anion: 8

Answer:

Para completar la tabla de número de electrones de valencia:

• Sodium atom (átomo de sodio): 1 (pertenece al grupo 1, tiene 1 electrón en su nivel de valencia).
• Chlorine atom (átomo de cloro): 7 (pertenece al grupo 17, tiene 7 electrones en su nivel de valencia).
• Sodium cation (catión de sodio, \(Na^+\)): 8 (pierde su electrón de valencia y adquiere la configuración de gas noble con 8 electrones en su nivel de valencia).
• Chloride anion (anión de cloruro, \(Cl^-\)): 8 (gana un electrón y adquiere la configuración de gas noble con 8 electrones en su nivel de valencia).

(Nota: Si la pregunta se centra en la pérdida/ganancia del electrón de valencia original, el catión de sodio tendría 0 electrones de valencia (porque perdió el único que tenía), pero según la definición de electrones de valencia como aquellos en el nivel principal más alto, el \(Na^+\) tiene 8 (nivel 2) y \(Cl^-\) tiene 8 (nivel 3), al alcanzar la configuración de gas noble.)