Değerlik elektron ya da valans elektron, bir atomun en dış kabuğunda (valans yörüngesi) bulunan elektronlardır. Valans elektronları bir elementin diğer elementler ile kimyasal olarak nasıl etkileştiğini kararlaştırması açısından önemlidir. Bir atomdaki daha az değerlik elektron sayısı atomu daha az kararlı ve etkileşime karşı daha fazla istekli yapar. Bunun tam tersi de aynı şekilde doğrudur, valans kabuğu valans elektronları ile dolu ise atomun aktivitesi düşüktür ve diğer kimyasal elementler veya kendi türünden kimyasal elementler ile yapılacak etkileşimler için daha az isteklidir.
Bir atomun, dış enerji seviyesindeki elektron sayısına değerlik elektron sayısı denir. Değerlik elektron sayısı grup numarasını verir. Yani, periyodik tabloda değerlik elektron sayısı, yukarıdan aşağıya veya aşağıdan yukarı değişmez. Fakat, soldan sağa gidildikçe değerlik elektron sayısı artar ve asal gaza dönüşmeye başlar. Örneğin Lityum elementinin atom numarası 3 tür. Bunu elektron dizilişine göre sıraladığımızda son katmandaki elektron sayısı 1 dir. Bu yüzden 1A grubunda yer almaktadır.
Değerlik elektronları
Bir atomun en yüksek enerji seviyesinde bulunan, yani en dış elektron kabuğunda yer alan elektronlarına, değerlik elektronu (İngilizce: valence electron) adını veriyoruz. Değerlik elektronları, elementlerin kimyasal özelliklerinin belirlenmesinde etken oldukları gibi, bir elementin diğer elementlerle bağ kurup kurmayacağını da belirliyorlar.Değerlik elektronu sayısını nasıl bulduğumuza bakalım. İlk olarak, en basit elektron dizilimine sahip olan hidrojen atomunu ele alalım.
Hidrojen atomunun tek elektronu, aynı zamanda bu atomun tek değerlik elektronunu temsil ediyor. Elementlerin sahip olduğu değerlik elektronu sayısı kimyasal bağ kurulumunda etkili olduğu için, sadece değerlik elektronu sayısını belirten bir gösterim de yukarıdaki resimde yer alıyor: Yukarıda, H harfinin üzerinde gösterilen tek nokta, bu atomun tek bir değerlik elektronu olduğunu belirtiyor.
Şimdi, daha fazla sayıda elektrona sahip olan karbon atomuna bakalım. Atom numarası 6 olan karbon atomunun birinci enerji seviyesinde 2 (1S2), ikinci enerji seviyesinde ise 4 elektron (2s2 2p2) bulunuyor. Toplam 6 elektronu olan karbonun en yüksek enerji seviyesinde 4 elektron bulunduğu için, aşağıdaki resimde C’nin çevresine 4 nokta yerleştirerek değerlik elektronu sayısını belirtiyoruz.
Burada dikkat etmemiz gereken bir nokta var. Karbon atomunun en yüksek enerji seviyesinde iki altkabuk bulunuyor: 2s ve 2p. 2s altkabuğunda da, 2p altkabuğunda da ikişer elektron yer alıyor. Değerlik elektronlarına bakarken, sadece en sondaki altkabuğu değil, aynı temel enerji seviyesindeki bu iki altkabukta bulunan toplam elektron sayısını dikkat alıyoruz.
Son olarak, biraz daha zor bir elektron dizilimine sahip olan demir atomunu ele alalım.
Demir atomunun elektron dizilimine baktığımızda, en yüksek enerjiye sahip altkabuğun 3d olduğunu ve bu altkabukta 6 elektron bulunduğunu görüyoruz. Bu demirin değerlik elektronu sayısının 6 olduğu anlamına gelmiyor. Elementin reaktifliği açısından önemli olanın, “en dış yörüngedeki” yani en yüksek enerji seviyesinde yer alan elektron sayısı olduğunu daha önce belirtmiştik. Yukarıdaki dizilime baktığımızda, her ne kadar 3d altkabuğu 4s altkabuğundan daha yüksek enerjiye sahip olsa da, en dışarıdaki elektron kabuğunun 4. kabuk, yani 4s, olması nedeniyle, 4. kabuktaki elektron sayısını dikkate alıyoruz. Bu da, demirin değerlik elektronu sayısının 2 olduğu anlamına geliyor.