Valencia

¿Qué es la valencia?

La valencia es la medida de la capacidad de combinación de los átomos o moléculas. Por lo tanto, es la capacidad de un átomo de un solo elemento para reaccionar y combinarse con un número determinado de átomos de otro elemento.

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Explicación del concepto de valencia

Los electrones de un átomo están dispuestos en diferentes orbitales (cáscaras) representados como K, L, M, N, etc. Los electrones presentes en la capa/orbital más externa de un átomo se denominan electrones de valencia. Los electrones de valencia participan en cualquier reacción química porque la órbita más externa suele contener más energía que los electrones presentes en otras órbitas.

Según el esquema de Bohr-bury, la órbita más externa de un átomo tendrá un máximo de 8 electrones. Sin embargo, si el orbital más externo está completamente lleno, entonces se observa muy poca o ninguna actividad química en el elemento en cuestión. Su capacidad de combinación se vuelve insignificante o nula.

Comprende aquí en detalle el concepto de Partículas Subatómicas.

Es por ello que los gases nobles son los menos reactivos porque su órbita más externa está completamente llena. Sin embargo, la reactividad de otros elementos depende de su capacidad para ganar la configuración de gas noble. También ayudará a determinar la valencia de un átomo.

Conseguir el octeto completo

Si la capa más externa de un átomo tiene un total de 8 electrones entonces se dice que el átomo ha conseguido un octeto completo. Un átomo tiene que ganar, perder o compartir un número determinado de electrones de su órbita más externa para obtener un octeto completo. Por lo tanto, la capacidad de un átomo es el número total de electrones ganados, perdidos o compartidos para completar su disposición de octeto en el átomo más externo. Esta capacidad de un átomo también determinará la valencia de un átomo.

Por ejemplo, el hidrógeno tiene 1 electrón en su órbita más externa por lo que necesita perder 1 electrón para alcanzar la estabilidad u octeto. Por lo tanto, la valencia del hidrógeno es 1. Del mismo modo, el magnesio tiene 2 electrones en su órbita más externa y necesita perderlos para alcanzar el octeto y obtener la estabilidad. Por lo tanto, la valencia del magnesio es 2.

La estabilidad también está determinada por la capacidad de los átomos de ganar electrones. Por ejemplo, el flúor tiene 7 electrones en su órbita más externa. Es difícil perder 7 electrones pero es fácil ganar un electrón. Por lo tanto, ganará un electrón para obtener el octeto por lo que la valencia del flúor es 1.

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Ejemplos de valencia

Valencia del sodio

El número atómico del sodio es 11 (Z=11). La configuración electrónica del sodio se puede escribir como 2, 8, 1. 2, 8, 1 electrones se distribuyen en las cáscaras K, L, M respectivamente. Por lo tanto, el electrón de valencia en el sodio es 1 y necesita perder 1 electrón de la órbita más externa para alcanzar el octeto. Por lo tanto, la valencia del sodio es 1.

(Fuente: examfear)

Valencia del cloro

El número atómico del cloro es 17 (Z=17). La configuración electrónica del cloro se puede escribir como 2, 8, 7. 2, 8, 7 electrones se distribuyen en las cáscaras K, L, M respectivamente. Por lo tanto, el electrón de valencia en el cloro es 7 y necesita ganar 1 electrón de la órbita más externa para alcanzar el octeto. Por lo tanto, la valencia del cloro es 1.

(Fuente: examfear)

Ejemplos de valencia en base a la fórmula química

Amoníaco (NH3)

Sabemos que la valencia es la capacidad de un átomo para combinarse con un número determinado de átomos de otro elemento. En el caso del amoníaco, un átomo de nitrógeno se combina con 3 átomos de hidrógeno. El número atómico del hidrógeno es 7. La configuración electrónica es 2, 5. 2, 5 electrones se distribuyen en las órbitas K, L. Por lo tanto, un átomo de nitrógeno necesita ganar 3 electrones en su órbita más externa para completar el octeto.

El átomo de nitrógeno se combina con 3 átomos de hidrógeno en el caso del NH3. Por lo tanto, su valencia es 3. Sin embargo, los átomos de hidrógeno presentes en el amoníaco se combinan con un átomo de nitrógeno. Por lo tanto, la valencia del hidrógeno es uno. Así se forman las fórmulas químicas de los compuestos intercambiando las valencias.

Usos de la valencia

• Ayuda a determinar una fórmula química.
• Ayuda a determinar cuántos átomos de un elemento se combinarán con otro elemento para formar cualquier fórmula química.

Métodos para determinar la valencia

La valencia de un mismo grupo del elemento presente en la tabla periódica es la misma. Si consideramos el grupo 8 de la tabla periódica, todos los elementos del grupo 8 tienen la órbita exterior completamente llena y han alcanzado la disposición del octeto. Por lo tanto, los elementos del grupo 8 tienen valencia cero. La valencia de cualquier elemento se puede determinar principalmente por 3 métodos diferentes:

1) La regla del octeto

Si no podemos utilizar la tabla periódica para determinar la valencia entonces se sigue la regla del octeto. Esta regla establece que los átomos de un elemento o sustancias químicas tienen una tendencia a obtener 8 electrones en su órbita más externa, ya sea ganando o perdiendo electrones en cualquier forma de compuesto que esté presente. Un átomo puede tener un máximo de 8 electrones en su órbita más externa. La presencia de 8 electrones en la capa más externa indica la estabilidad de un átomo.

Un átomo tiende a perder electrones si tiene de uno a cuatro electrones en su órbita más externa. Cuando un átomo dona estos electrones libres tiene valencia positiva. Un átomo ganará electrones si tiene de cuatro a siete electrones en su órbita más externa. En estos casos, es más fácil aceptar electrones que donarlos. Por lo tanto, determinamos la valencia restando el número de electrones de 8. Todos los gases nobles tienen 8 electrones en su órbita más externa excepto el helio. El helio tiene 2 electrones en su órbita más externa.

Lee cómo se distribuyen los electrones en diferentes órbitas

2) Usando la Tabla Periódica

En este método, la valencia se calcula consultando la tabla periódica. Por ejemplo, todos los metales, ya sea hidrógeno, litio, sodio, etc., presentes en la columna 1 tienen valencia +1. Del mismo modo, todos los elementos presentes en la columna 17 tienen valencia -1, como el flúor, el cloro, etc. Todos los gases nobles están dispuestos en la columna 18. Estos elementos son inertes y tienen valencia 0.

Sin embargo, hay una excepción a este método de determinación de la valencia. Ciertos elementos como el cobre, el hierro y el oro tienen múltiples valencias. Esta excepción suele observarse en los metales de transición de la columna 3 a la 10. También se observa en los elementos más pesados de la columna 11 a la 14, los lantánidos (57-71) y los actínidos (89-103).

3) Sobre la base de las fórmulas químicas

Este método se basa en la regla del octeto. Las valencias de muchos elementos de transición o radicales pueden determinarse en un compuesto concreto observando cómo se une químicamente con elementos de valencia conocida. En este caso, se sigue la regla del octeto, en la que los elementos y radicales se combinan e intentan conseguir ocho electrones en la capa más externa para ser estables.

Por ejemplo, consideremos el compuesto NaCl. Sabemos que la valencia del sodio (Na) es +1 y la del cloro (Cl) es -1. Tanto el sodio como el cloro tienen que ganar un electrón y perder otro, respectivamente, para conseguir una órbita exterior estable. Por lo tanto, el sodio dona un electrón y el cloro acepta el mismo electrón. Así se determina la valencia. Es el ejemplo clásico de reacción iónica también.

Aprenda aquí en detalle el Modelo Atómico de Thomson.

Diferencia entre valencia y número de oxidación

La capacidad de combinación de un átomo se llama valencia. Así, es el número de electrones de valencia que un átomo tiene para ganar o perder de su órbita más externa. El número de oxidación es la carga que puede llevar un átomo.

Por ejemplo, el nitrógeno tiene valencia 3 pero su número de oxidación puede ir de -3 a +5. El número de oxidación es una carga supuesta de un átomo particular en una molécula o ion. Ayuda a determinar la capacidad de un átomo para ganar o perder electrones dentro de una especie particular.

La valencia de los 20 primeros elementos

Elemento	Símbolo	Número atómico	Valencia
Hidrógeno	H	1	1
Helio	He	2	0
Litio	Li	3	1
Berilio	Be	4	2
Borón	B	5	3
Carbono	C	6	4
Nitrógeno	N	7	3
Oxígeno	O	8	2
Fluor	F	9	1
Neón	Ne	10	0
Sodio	Na	11	1
Magnesio	Mg	12	2
Aluminio	Al	13	3
Silicio	Si	14	4
Fósforo	P	15	3
Azufre	S	16	2
Cloro	Cl	17	1
Argón	Ar	18	0
Potasio	K	19	1
Calcio	Ca	20	2

Aprende el concepto de Isótopos e Isobares.

Una pregunta resuelta para ti

Q: Determina las valencias del neón, fósforo y azufre.

Respuesta: Neón=0, Fósforo= 3, Azufre= 2. Explicación:

• Número atómico del Neón=10
  Configuración electrónica del Neón= 2, 8
  Por tanto, Valencia =0 (Ya está en su disposición de octato o estado estable)
• Número atómico del Fósforo=15
  Configuración electrónica del fósforo= 2, 8, 5
  Por lo tanto, Valencia= 8-5=3
• Número atómico del Azufre =16
  Configuración electrónica del Azufre= 2, 8, 6
  Por lo tanto, Valencia= 8-6=2