Definiția valenței în chimie

Valența este de obicei numărul de electroni necesari pentru umplerea învelișului exterior al unui atom. Deoarece există excepții, definiția mai generală a valenței este numărul de electroni cu care un atom dat în general se leagă sau numărul de legături pe care un atom le formează. (Gândiți-vă fier, care poate avea o valență de 2 sau o valență de 3.)

Definiția formală a IUPAC a valenței este numărul maxim de atomi univalenți care se pot combina cu un atom. De obicei, definiția se bazează pe numărul maxim de atomi de hidrogen sau de atomi de clor. Rețineți că IUPAC definește o singură valoare de valență (maximă), în timp ce atomii sunt cunoscuți ca fiind capabili să afișeze mai multe valențe. De exemplu, cupru are în mod obișnuit o valență de 1 sau 2.

Exemplu

Un atom de carbon neutru are 6 electroni, cu o configurație a carcasei electronilor de 1s²2s²2p². Carbonul are o valență de 4, deoarece 4 electroni pot fi acceptați pentru a umple orbitalul 2p.

Valențe comune

Atomii elementelor din grupul principal al tabelului periodic pot afișa o valență între 1 și 7 (deoarece 8 este un octet complet).

• Grupa 1 (I) - afișează de obicei o valență de 1. Exemplu: Na în NaCl
• Grupa 2 (II) - Valența tipică este 2. Exemplu: Mg în MgCl₂
• Grupa 13 (III) - Valența obișnuită este 3. Exemplu: Al în AlCl₃
• Grupa 14 (IV) - Valența obișnuită este 4. Exemplu: C în CO (legătură dublă) sau CH₄ (obligațiuni unice)
• Grupa 15 (V) - Valențele obișnuite sunt 3 și 5. Exemple sunt N în NH₃ și P în PCl₅
• Grupa 16 (VI) - Valențele tipice sunt 2 și 6. Exemplu: O în H₂O
• Grupa 17 (VII) - Valențele obișnuite sunt 1 și 7. Exemple: Cl în HCl

Valență vs Stare de oxidare

Există două probleme cu „valența”. În primul rând, definiția este ambiguă. În al doilea rând, este doar un număr întreg, fără un semn care să îți ofere o indicație dacă un atom va câștiga un electron sau va pierde unul (i) cel mai exterior. De exemplu, valența atât a hidrogenului, cât și a clorului este 1, dar hidrogenul își pierde de obicei electronul pentru a deveni H⁺, în timp ce clorul obține de obicei un electron suplimentar pentru a deveni Cl^-.

Starea de oxidare este un indicator mai bun al stării electronice a unui atom, deoarece are atât amploarea cât și semnul. De asemenea, se înțelege că atomii unui element pot afișa diferite stări de oxidare în funcție de condiții. Semnul este pozitiv pentru atomii electropozitivi și negativ pentru atomii electronegativi. Cea mai frecventă stare de oxidare a hidrogenului este +8. Cea mai frecventă stare de oxidare pentru clor este -1.

Scurt istoric

Cuvântul „valență” a fost descris în 1425 din cuvântul latin Valentia, ceea ce înseamnă forță sau capacitate. Conceptul de valență a fost dezvoltat în a doua jumătate a secolului 19 pentru a explica legătura chimică și structura moleculară. Teoria valențelor chimice a fost propusă într-o lucrare din 1852 de Edward Frankland.