Valenza

Valenza

Tutti sappiamo che la formula chimica dell’acqua è H2O. Quante volte ci siamo chiesti perché si scrive “H2O” e non altro? Qual è la ragione di questa formula particolare? La risposta a questa domanda è “Valenza”. Scopriamo di più sulla Valenza e su come aiuta a determinare una formula!

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Che cos’è la Valenza?

La valenza è la misura della capacità di combinazione degli atomi o delle molecole. Quindi, è la capacità di un atomo di un singolo elemento di reagire e combinarsi con un particolare numero di atomi di un altro elemento.

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Il concetto di valenza spiegato

Gli elettroni in un atomo sono disposti in diversi orbitali (gusci) rappresentati come K, L, M, N e così via. Gli elettroni presenti nel guscio/orbita più esterno di un atomo sono chiamati elettroni di valenza. Gli elettroni di valenza partecipano a qualsiasi reazione chimica perché l’orbita più esterna di solito contiene più energia degli elettroni presenti nelle altre orbite.

Secondo lo schema di Bohr-Bury, l’orbita più esterna di un atomo avrà un massimo di 8 elettroni. Tuttavia, se l’orbita più esterna è completamente riempita, allora si osserva pochissima o nessuna attività chimica in quel particolare elemento. La loro capacità combinatoria diventa trascurabile o nulla.

Capire il concetto di particelle subatomiche qui in dettaglio.

Questo è il motivo per cui i gas nobili sono meno reattivi perché la loro orbita più esterna è completamente piena. Tuttavia, la reattività degli altri elementi dipende dalla loro capacità di ottenere la configurazione dei gas nobili. Aiuterà anche a determinare la valenza di un atomo.

Raggiungimento dell’ottetto completo

Se il guscio più esterno di un atomo ha un totale di 8 elettroni allora si dice che l’atomo ha raggiunto un ottetto completo. Un atomo deve guadagnare, perdere o condividere un particolare numero di elettroni dalla sua orbita più esterna per ottenere un ottetto completo. Pertanto, la capacità di un atomo è il numero totale di elettroni guadagnati, persi o condivisi per completare la sua disposizione in ottetto nell’atomo più esterno. Questa capacità di un atomo determinerà anche la valenza di un atomo.

Per esempio, l’idrogeno ha 1 elettrone nella sua orbita più esterna, quindi ha bisogno di perdere 1 elettrone per raggiungere la stabilità o l’ottetto. Così, la valenza dell’idrogeno è 1. Allo stesso modo, il magnesio ha 2 elettroni nella sua orbita più esterna e deve perderli per raggiungere l’ottetto e ottenere la stabilità. Pertanto, la valenza del magnesio è 2.

La stabilità è anche determinata dalla capacità degli atomi di guadagnare elettroni. Per esempio, il fluoro ha 7 elettroni nella sua orbita più esterna. È difficile perdere 7 elettroni ma è facile guadagnare un elettrone. Così, guadagnerà un elettrone per ottenere l’ottetto quindi la valenza del fluoro è 1.

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Esempi di valenza

Valenza del sodio

Il numero atomico del sodio è 11 (Z=11). La configurazione elettronica del sodio può essere scritta come 2, 8, 1. 2, 8, 1 elettroni sono distribuiti nei gusci K, L, M rispettivamente. Pertanto, l’elettrone di valenza nel sodio è 1 e deve perdere 1 elettrone dall’orbita più esterna per raggiungere l’ottetto. Quindi, la valenza del sodio è 1.

(Fonte: examfear)

Valenza del cloro

Il numero atomico del cloro è 17 (Z=17). La configurazione elettronica del cloro può essere scritta come 2, 8, 7. 2, 8, 7 elettroni sono distribuiti nei gusci K, L, M rispettivamente. Pertanto, l’elettrone di valenza nel cloro è 7 e ha bisogno di guadagnare 1 elettrone dall’orbita più esterna per raggiungere l’ottetto. Quindi, la valenza del cloro è 1.

(Fonte: examfear)

Esempi di valenza sulla base della formula chimica

Ammonia (NH3)

Sappiamo che la valenza è la capacità di un atomo di combinarsi con un particolare numero di atomi di un altro elemento. Nel caso dell’ammoniaca, un atomo di azoto si combina con 3 atomi di idrogeno. Il numero atomico dell’idrogeno è 7. La configurazione elettronica è 2, 5. 2, 5 elettroni sono distribuiti nelle orbite K, L. Pertanto, un atomo di azoto ha bisogno di guadagnare 3 elettroni nella sua orbita più esterna per completare l’ottetto.

L’atomo di azoto si combina con 3 atomi di idrogeno nel caso di NH3. Pertanto, la sua valenza è 3. Tuttavia, gli atomi di idrogeno presenti nell’ammoniaca si combinano con un atomo di azoto. Pertanto, la valenza dell’idrogeno è uno. Ecco come si formano le formule chimiche dei composti scambiando le valenze.

Usi della valenza

• Aiuta a determinare una formula chimica.
• Aiuta a determinare quanti atomi di un elemento si combineranno con un altro elemento per formare qualsiasi formula chimica.

Metodi di determinazione della valenza

La valenza dello stesso gruppo dell’elemento presente nella tavola periodica è la stessa. Se consideriamo il gruppo 8 nella tavola periodica, tutti gli elementi del gruppo 8 hanno l’orbita più esterna completamente riempita e hanno raggiunto la disposizione a ottetto. Quindi, gli elementi del gruppo 8 hanno valenze zero. La valenza di qualsiasi elemento può essere determinata principalmente con 3 metodi diversi:

1) La regola dell’ottetto

Se non possiamo usare la tavola periodica per determinare la valenza, si segue la regola dell’ottetto. Questa regola afferma che gli atomi di un elemento o di sostanze chimiche hanno la tendenza ad ottenere 8 elettroni nella loro orbita più esterna sia guadagnando che perdendo elettroni in qualsiasi forma di composto sia presente. Un atomo può avere un massimo di 8 elettroni nella sua orbita più esterna. La presenza di 8 elettroni nel guscio più esterno indica la stabilità di un atomo.

Un atomo tende a perdere elettroni se ha da uno a quattro elettroni nella sua orbita più esterna. Quando un atomo dona questi elettroni liberi ha valenza positiva. Un atomo guadagnerà elettroni se ha da quattro a sette elettroni nella sua orbita più esterna. In questi casi, è più facile accettare elettroni piuttosto che donarli. Pertanto, determiniamo la valenza sottraendo il numero di elettroni da 8. Tutti i gas nobili hanno 8 elettroni nella sua orbita più esterna tranne l’elio. L’elio ha 2 elettroni nella sua orbita più esterna.

Leggi come sono distribuiti gli elettroni nelle diverse orbite

2) Usando la tavola periodica

In questo metodo, la valenza è calcolata facendo riferimento alla tabella periodica. Per esempio, tutti i metalli, che siano idrogeno, litio, sodio e così via, presenti nella colonna 1 hanno valenza +1. Allo stesso modo, tutti gli elementi presenti nella colonna 17 hanno valenza -1 come il fluoro, il cloro e così via. Tutti i gas nobili sono disposti nella colonna 18. Questi elementi sono inerti e hanno valenza 0.

Tuttavia, c’è un’eccezione a questo metodo di determinazione della valenza. Alcuni elementi come il rame, il ferro e l’oro hanno più gusci attivi. Questa eccezione si nota di solito nei metalli di transizione dalla colonna 3 alla 10. Si osserva anche negli elementi più pesanti dalla colonna 11 alla 14, nei lantanidi (57-71) e negli attinidi (89-103).

3) Sulla base delle formule chimiche

Questo metodo è basato sulla regola dell’ottetto. Le valenze di molti elementi di transizione o radicali possono essere determinate in un particolare composto osservando come si unisce chimicamente con elementi di valenza nota. In questo caso, si segue la regola dell’ottetto dove gli elementi e i radicali si combinano e cercano di ottenere otto elettroni nel guscio più esterno per diventare stabili.

Per esempio, consideriamo il composto NaCl. Sappiamo che la valenza del sodio (Na) è +1 e il cloro (Cl) è -1. Sia il sodio che il cloro devono guadagnare un elettrone e perdere un elettrone rispettivamente per ottenere un’orbita esterna stabile. Pertanto, il sodio dona un elettrone e il cloro accetta lo stesso elettrone. È così che si determina la valenza. È il classico esempio di reazione ionica.

Impara qui in dettaglio il modello atomico di Thomson.

Differenza tra valenza e numero di ossidazione

La capacità combinatoria di un atomo è chiamata valenza. Quindi, è il numero di elettroni di valenza che un atomo deve guadagnare o perdere dalla sua orbita più esterna. Il numero di ossidazione è la carica che un atomo può portare.

Per esempio, l’azoto ha valenza 3 ma il suo numero di ossidazione può variare da -3 a +5. Il numero di ossidazione è una carica presunta di un particolare atomo in una molecola o in uno ione. Aiuta a determinare la capacità di un atomo di guadagnare o perdere elettroni all’interno di una particolare specie.

La Valenza dei primi 20 elementi

Elemento	Simbolo	Numero atomico	Valenza
Idrogeno	H	1	1
Elio	He	2	0
Litio	Li	3	1
Beryllium	Be	4	2
Boron	B	5	3
Carbonio	C	6	4
Nitrogeno	N	7	3
Ossigeno	O	8	2
Fluoro	F	9	1
Neon	Ne	10	0
Sodio	Na	11	1
Magnesio	Mg	12	2
Alluminio	Al	13	3
Silicio	Si	14	4
Fosforo	P	15	3
Zolfo	S	16	2
Cloro	Cl	17	1
Argon	Ar	18	0
Potassio	K	19	1
Calcio	Ca	20	2

Impara il concetto di Isotopi e Isobari.

Una domanda risolta per te

Q: Determina le valenze di neon, fosforo, zolfo.

Risposta: Neon=0, Fosforo= 3, Zolfo= 2. Spiegazione:

• Numero atomico del Neon=10
  Configurazione elettronica del Neon= 2, 8
  Quindi, Valenza =0 (È già nella sua disposizione ottata o stato stabile)
• Numero atomico del Fosforo =15
  Configurazione elettronica del fosforo= 2, 8, 5
  Pertanto, Valenza= 8-5=3
• Numero atomico dello zolfo =16
  Configurazione elettronica dello zolfo = 2, 8, 6
  Pertanto, Valenza= 8-6=2