Valence

Valence

Nous savons tous que la formule chimique de l’eau est H2O. Combien de fois nous sommes-nous demandé pourquoi elle s’écrit  » H2O  » et pas autre chose ? Quelle est la raison de cette formule particulière ? La réponse à cette question est « la valence ». Laissez-nous en savoir plus sur la valence et comment elle aide à déterminer une formule !

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Qu’est-ce que la valence ?

La valence est la mesure de la capacité de combinaison des atomes ou des molécules. Par conséquent, c’est la capacité d’un atome d’un seul élément à réagir et à se combiner avec des nombres particuliers d’atomes d’un autre élément.

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Le concept de valence expliqué

Les électrons dans un atome sont disposés dans différentes orbitales (coquilles) représentées par K, L, M, N, et ainsi de suite. Les électrons présents dans la coquille/orbite la plus externe d’un atome sont appelés électrons de valence. Les électrons de valence participent à toute réaction chimique car l’orbite la plus externe contient généralement plus d’énergie que les électrons présents dans les autres orbites.

Selon le schéma de Bohr-bury, l’orbite la plus externe d’un atome aura un maximum de 8 électrons. Cependant, si l’orbite la plus externe est complètement remplie, alors on observe très peu ou pas d’activité chimique dans l’élément particulier. Leur capacité de combinaison devient négligeable ou nulle.

Comprendre le concept de particules subatomiques ici en détail.

C’est pourquoi les gaz nobles sont les moins réactifs car leur orbite la plus externe est complètement remplie. Cependant, la réactivité des autres éléments dépend de leur capacité à gagner la configuration de gaz noble. Cela permettra également de déterminer la valence d’un atome.

Atteindre un octuor complet

Si l’orbite la plus externe d’un atome possède un total de 8 électrons alors on dit que l’atome a atteint un octuor complet. Un atome doit gagner, perdre ou partager un nombre particulier d’électrons de son orbite la plus externe pour obtenir un octuor complet. Par conséquent, la capacité d’un atome est le nombre total d’électrons gagnés, perdus ou partagés pour compléter son arrangement en octuor dans l’atome le plus extérieur. Cette capacité d’un atome déterminera également la valence d’un atome.

Par exemple, l’hydrogène a 1 électron dans son orbite la plus externe, il doit donc perdre 1 électron pour atteindre la stabilité ou l’octet. Ainsi, la valence de l’hydrogène est 1. De même, le magnésium a 2 électrons dans son orbite la plus externe et il doit les perdre pour atteindre l’octuor et obtenir la stabilité. Par conséquent, la valence du magnésium est 2.

La stabilité est également déterminée par la capacité des atomes à gagner des électrons. Par exemple, le fluor possède 7 électrons dans son orbite la plus externe. Il est difficile de perdre 7 électrons mais il est facile de gagner un électron. Ainsi, il gagnera un électron pour obtenir l’octuor donc la valence du fluor est de 1.

Vous pouvez télécharger la structure de l’atome Cheat Sheet en cliquant sur le bouton de téléchargement ci-dessous

Exemples de valence

Valence du sodium

Le numéro atomique du sodium est 11 (Z=11). La configuration électronique du sodium peut être écrite comme 2, 8, 1. 2, 8, 1 électrons sont distribués dans les coquilles K, L, M respectivement. Par conséquent, l’électron de valence du sodium est 1 et il doit perdre 1 électron de l’orbite la plus externe pour atteindre l’octuple. Par conséquent, la valence du sodium est 1.

(Source : examfear)

Valence du chlore

Le numéro atomique du chlore est 17 (Z=17). La configuration électronique du chlore peut être écrite comme 2, 8, 7. 2, 8, 7 électrons sont distribués dans les coquilles K, L, M respectivement. Par conséquent, l’électron de valence du chlore est 7 et il doit gagner un électron de l’orbite la plus externe pour atteindre l’octuple. Par conséquent, la valence du chlore est de 1.

(Source : examfear)

Exemples de valence sur la base de la formule chimique

Ammonia (NH3)

Nous savons que la valence est la capacité d’un atome à se combiner avec un nombre particulier d’atomes d’un autre élément. Dans le cas de l’ammoniac, un atome d’azote se combine avec 3 atomes d’hydrogène. Le numéro atomique de l’hydrogène est 7. La configuration électronique est 2, 5. 2, 5 électrons sont distribués dans les orbites K, L. Par conséquent, un atome d’azote doit gagner 3 électrons dans son orbite la plus extérieure pour compléter l’octuor.

L’atome d’azote se combine avec 3 atomes d’hydrogène dans le cas de NH3. Par conséquent, sa valence est de 3. Cependant, les atomes d’hydrogène présents dans l’ammoniac se combinent avec un atome d’azote. Par conséquent, la valence de l’hydrogène est de 1. C’est ainsi que les formules chimiques des composés sont formées en permutant les valences.

Utilisations de la valence

• Elle aide à déterminer une formule chimique.
• Elle aide à déterminer combien d’atomes d’un élément se combineront avec un autre élément pour former une formule chimique quelconque.

Méthodes de détermination de la valence

La valence d’un même groupe de l’élément présent dans le tableau périodique est la même. Si nous considérons le groupe 8 dans le tableau périodique, tous les éléments du groupe 8 ont complètement rempli l’orbite la plus externe et ont atteint l’arrangement en octuor. Les éléments du groupe 8 ont donc une valence nulle. La valence de tout élément peut être déterminée principalement par 3 méthodes différentes :

1) La règle de l’octuor

Si nous ne pouvons pas utiliser le tableau périodique pour déterminer la valence, alors la règle de l’octuor est suivie. Cette règle stipule que les atomes d’un élément ou de produits chimiques ont tendance à obtenir 8 électrons dans leur orbite la plus externe, soit en gagnant ou en perdant des électrons, quelle que soit la forme du composé dans lequel il se trouve. Un atome peut avoir un maximum de 8 électrons dans son orbite la plus externe. La présence de 8 électrons dans l’orbite la plus externe indique la stabilité d’un atome.

Un atome a tendance à perdre des électrons s’il a un à quatre électrons dans son orbite la plus externe. Lorsqu’un atome donne ces électrons libres, il a une valence positive. Un atome gagne des électrons s’il a de quatre à sept électrons dans son orbite la plus externe. Dans ce cas, il est plus facile d’accepter un électron que de le donner. Par conséquent, nous déterminons la valence en soustrayant le nombre d’électrons de 8. Tous les gaz nobles ont 8 électrons sur leur orbite la plus externe, sauf l’hélium. L’hélium a 2 électrons dans son orbite la plus externe.

Lisez comment les électrons sont répartis dans différentes orbites

2) Utiliser le tableau périodique

Dans cette méthode, la valence est calculée en se référant au tableau du tableau périodique. Par exemple, tous les métaux, que ce soit l’hydrogène, le lithium, le sodium et ainsi de suite, présents dans la colonne 1 ont une valence +1. De même, tous les éléments présents dans la colonne 17 ont une valence de -1, comme le fluor, le chlore, etc. Tous les gaz nobles sont disposés dans la colonne 18. Ces éléments sont inertes et ont une valence 0.

Cependant, il existe une exception à cette méthode de détermination de la valence. Certains éléments comme le cuivre, le fer et l’or ont plusieurs coquilles actives. Cette exception est généralement remarquée dans les métaux de transition de la colonne 3 à 10. Elle est également observée dans les éléments plus lourds de la colonne 11 à 14, les lanthanides (57-71), et les actinides (89-103).

3) Sur la base des formules chimiques

Cette méthode est basée sur la règle de l’octuor. Les valences de nombreux éléments ou radicaux transitoires peuvent être déterminées dans un composé particulier en observant comment il s’unit chimiquement avec des éléments de valence connue. Dans ce cas, on suit la règle de l’octuor où les éléments et les radicaux se combinent et essaient d’atteindre huit électrons dans la coquille la plus externe afin de devenir stables.

Par exemple, considérons le composé NaCl. Nous savons que la valence du sodium (Na) est +1 et celle du chlore (Cl) est -1. Le sodium et le chlore doivent tous deux gagner un électron et perdre un électron respectivement pour atteindre une orbite extérieure stable. Par conséquent, le sodium donne un électron et le chlore accepte le même électron. C’est ainsi que la valence est déterminée. C’est l’exemple classique de réaction ionique également.

Apprenez ici en détail le modèle atomique de Thomson.

Différence entre la valence et le nombre d’oxydation

La capacité de combinaison d’un atome est appelée valence. Il s’agit donc du nombre d’électrons de valence qu’un atome doit gagner ou perdre depuis son orbite la plus externe. Le nombre d’oxydation est la charge qu’un atome peut porter.

Par exemple, l’azote a une valence 3 mais son nombre d’oxydation peut varier de -3 à +5. Le nombre d’oxydation est une charge présumée d’un atome particulier dans une molécule ou un ion. Il permet de déterminer la capacité d’un atome à gagner ou à perdre des électrons au sein d’une espèce particulière.

La valence des 20 premiers éléments

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Élément	Symbole	Numéro atomique	Valence
Hydrogène	H	1	1
Hélium	He	2	0
Lithium	Li	3	1
Beryllium	Be	4	2
Bore	B	5	3
Carbone	C	6	4
Azote	N	7	3
Oxygène	O	8	2
Fluor	F	9	1
Neon	Ne	10	0
Sodium	Na	11	1
Magnésium	Mg	12	2
Aluminium	Al	13	3
Silicium	Si	14	4
Phosphore	P	15	3
Soufre	S	16	2
Chlore	Cl	17	1
Argon	Ar	18	0
Potassium	K	19	1
Calcium	Ca	20	2

Apprendre le concept d’isotopes et d’isobares.

Une question résolue pour vous

Q : Déterminez les valences du néon, du phosphore, du soufre.

Réponse : Néon=0, phosphore= 3, soufre= 2. Explication :

• Nombre atomique du Néon=10
  Configuration électronique du Néon= 2, 8
  Donc, Valence =0 (Il est déjà dans son arrangement octate ou état stable)
• Nombre atomique du Phosphore =15
  Configuration électronique du phosphore= 2, 8, 5
  Donc, Valence= 8-5=3
• Nombre atomique du soufre =16
  Configuration électronique du soufre = 2, 8, 6
  Donc, Valence= 8-6=2

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