Wyjaśniamy, czym jest walencja w chemii i jakie są jej rodzaje. Również przykłady niektórych pierwiastków chemicznych.
Czym jest walencja?
w chemia, mówimy o wartościowości w odniesieniu do liczby elektronów, jaką atom danego pierwiastka chemicznego ma na swoim ostatnim poziomie Energia. Innym sposobem interpretacji walencji jest liczba elektronów, którą atom danego pierwiastka chemicznego musi oddać lub zaakceptować, aby zakończyć swój ostatni poziom energetyczny. Te elektrony mają szczególne znaczenie, ponieważ odpowiadają za tworzenie wiązań chemicznych, np. wiązania kowalencyjne (kowalencyjne: mają wspólną walencję). To właśnie te elektrony interweniują w reakcje chemiczne.
Atom może mieć jedną lub więcej wartościowości. Z tego powodu ta koncepcja (stworzona w XIX wieku w celu wyjaśnienia „powinowactwa” między różnymi atomy znany) został zastąpiony przez „liczbę utlenienia”, która ostatecznie reprezentuje praktycznie to samo.
Na przykład atom wodoru ma wartościowość 1, co oznacza, że może dzielić elektron w swojej ostatniej powłoce; z drugiej strony węgiel ma wartościowość 2 lub 4, to znaczy może oddać dwa lub cztery elektrony. Stąd liczba walencyjna reprezentuje zdolność pierwiastka do pozyskiwania lub oddawania elektronów podczas reakcji lub Wiązanie chemiczne.
Na przestrzeni dziejów koncepcja walencji umożliwiła rozwój teorii dotyczących wiązań chemicznych, takich jak:
- Struktura Lewisa. Jest to dwuwymiarowa reprezentacja molekuły albo jony, gdzie wiązania kowalencyjne są reprezentowane przez kreski, a niepodzielone elektrony przez kropki. Jeśli w strukturach znajdują się pojedyncze pary elektronów, są one reprezentowane przez dwa punkty.
- Teoria wiązania walencyjnego. Teoria ta mówi, że centralny atom w cząsteczce ma tendencję do tworzenia par elektronów, co zależy od ograniczeń geometrycznych cząsteczki i zgodności z regułą oktetu (jony pierwiastki chemiczne muszą ukończyć ostatni poziom energii z 8 elektronami, aby osiągnąć bardziej stabilną konfigurację).
- Teoria orbitali molekularnych. Zgodnie z tą teorią elektrony nie są przypisane do poszczególnych wiązań między atomami (jak stwierdzono w strukturze Lewisa), ale elektrony te poruszają się w cząsteczce pod wpływem jąder atomowych.
- Teoria odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej. Teoria ta opiera się na elektrostatycznym odpychaniu elektronów walencyjnych atomu, które wzajemnie się odpychają, aż do osiągnięcia układu w przestrzeni, w którym w końcu przestają się odpychać i geometria cząsteczki jest zdefiniowana w tej konfiguracji.
Rodzaje walencji
Istnieją dwa różne rodzaje wartościowości:
- Maksymalna dodatnia wartościowość. Odzwierciedla maksymalną pojemność kombinatoryczną atomu, czyli największą liczbę elektronów, które może oddać. Elektrony są naładowane ujemnie, więc atom, który je odda, otrzymuje dodatnią walencję (+).
- Ujemna Walencja. Reprezentuje zdolność atomu do łączenia się z innym, który ma dodatnią wartościowość. Atomy, które otrzymują elektrony, mają ujemną wartościowość (-).
Walencja żywiołów
Znane wartościowości niektórych elementów układ okresowy pierwiastków są następujące:
- Wodór (H): 1
- Węgiel (C): 2, 4
- Sód (Na): 1
- Potas (K): 1
- Aluminium (Al): 3
- Rtęć (Hg): 1, 2
- Wapń (Ca): 2
- Żelazo (Fe): 2, 3
- Ołów (Pb): 2, 4
- Chrom (Cr): 2, 3, 6
- Mangan (Mn): 2, 3, 4, 6, 7
- Chlor (Cl): 1, 3, 5, 7
- Tlen (O): 1,2
- Siarka (S): 2, 4, 6
- Azot (N): 1, 2, 3, 4, 5
- Arsen (As): 3, 5
- Bor (B): 3
- Krzem (Si): 4
- Złoto (Au): 1, 3
- Srebro (Ag): 1
- Fosfor (P): 3, 5
- Promień (Ra): 2
- Magnez (Mg): 2
- Miedź (Cu): 1, 2