Valență

Valență

Cunoaștem cu toții că formula chimică a apei este H2O. De câte ori ne-am întrebat de ce este scrisă ca „H2O” și nu altceva? Care este motivul pentru această formulă specială? Răspunsul la întrebarea de mai sus este „Valența”. Să aflăm mai multe despre Valență și cum ajută la determinarea unei formule!

Sugestii video

Ce este valența?

Valența este măsura capacității de combinare a atomilor sau moleculelor. Prin urmare, este capacitatea unui atom al unui singur element de a reacționa și de a se combina cu un anumit număr de atomi ai unui alt element.

Cercetăriți mai multe subiecte la rubrica Structura atomului

• Introducere: Structura atomului
• Numărul atomic
• Modelul lui Bohr al atomului
• Particule încărcate în materie
• Izobarii
• Izotopi
• Masa Număr
• Neutroni
• Modelul lui Rutherford al atomului
• Modelul lui Thomson al atomului
• Cum sunt distribuiți electronii în diferite orbite (învelișuri)?
• Sub-.Particule atomice
• Modele atomice
• Formele orbitalilor atomici
• Energiile orbitalilor
• Numerele cuantice
• Evoluția care a condus la modelul atomului lui Bohr
• Emisia și spectre de emisie și de absorbție
• Către modelul mecanic cuantic al atomului

Explicarea conceptului de valență

Electronii dintr-un atom sunt dispuși în diferiți orbitali (învelișuri) reprezentați prin K, L, M, M, N, și așa mai departe. Electronii prezenți în învelișul/orbitusul cel mai exterior al unui atom se numesc electroni de valență. Electronii de valență iau parte la orice reacție chimică deoarece orbita cea mai exterioară conține, de obicei, mai multă energie decât electronii prezenți în alte orbite.

Conform schemei Bohr-bury, orbita cea mai exterioară a unui atom va avea maximum 8 electroni. Cu toate acestea, dacă orbita cea mai exterioară este complet ocupată, atunci se observă o activitate chimică foarte mică sau deloc în elementul respectiv. Capacitatea lor de combinare devine neglijabilă sau zero.

Înțelegeți aici în detaliu conceptul de particule subatomice.

De aceea, gazele nobile sunt cel mai puțin reactive, deoarece orbita lor cea mai exterioară este complet umplută. Cu toate acestea, reactivitatea altor elemente depinde de capacitatea lor de a căpăta configurația de gaz nobil. Aceasta va ajuta, de asemenea, la determinarea valenței unui atom.

Atingerea unui octet complet

Dacă învelișul cel mai exterior al unui atom are în total 8 electroni, atunci se spune că atomul a atins un octet complet. Un atom trebuie să câștige, să piardă sau să împartă un anumit număr de electroni din orbita sa cea mai exterioară pentru a obține un octet complet. Prin urmare, capacitatea unui atom este reprezentată de numărul total de electroni câștigați, pierduți sau împărțiți pentru a completa aranjamentul octetului său din cel mai îndepărtat atom. Această capacitate a unui atom va determina, de asemenea, valența unui atom.

De exemplu, hidrogenul are 1 electron în orbita sa cea mai exterioară, deci trebuie să piardă 1 electron pentru a obține stabilitatea sau octetul. Astfel, valența hidrogenului este 1. În mod similar, magneziul are 2 electroni pe orbita sa cea mai exterioară și trebuie să îi piardă pentru a atinge octetul și a obține stabilitatea. Prin urmare, valența magneziului este 2.

Stabilitatea este, de asemenea, determinată de capacitatea atomilor de a câștiga electroni. De exemplu, fluorul are 7 electroni în orbita sa cea mai exterioară. Este dificil să pierzi 7 electroni, dar este ușor să câștigi un electron. Astfel, va câștiga un electron pentru a obține un octet, deci valența fluorului este 1.

Puteți descărca Structura atomului Cheat Sheet făcând clic pe butonul de descărcare de mai jos

Exemple de valență

Valența sodiului

Numărul atomic al sodiului este 11 (Z=11). Configurația electronică a sodiului poate fi scrisă ca 2, 8, 1. 2, 8, 1 electroni sunt distribuiți în învelișurile K, L, respectiv M. Prin urmare, electronul de valență al sodiului este 1 și trebuie să piardă 1 electron de pe orbita cea mai exterioară pentru a ajunge la octet. Prin urmare, valența sodiului este 1.

(Sursa: examfear)

Valența clorului

Numărul atomic al clorului este 17 (Z=17). Configurația electronică a clorului poate fi scrisă ca 2, 8, 7. 2, 8, 7 electroni sunt distribuiți în învelișurile K, L, respectiv M. Prin urmare, electronul de valență al clorului este 7 și trebuie să câștige 1 electron de pe orbita cea mai exterioară pentru a ajunge la octet. Prin urmare, valența clorului este 1.

(Sursa: examfear)

Exemple de valență pe baza formulei chimice

Amonia (NH3)

Știm că valența este capacitatea unui atom de a se combina cu un anumit număr de atomi ai unui alt element. În cazul amoniacului, un atom de azot se combină cu 3 atomi de hidrogen. Numărul atomic al hidrogenului este 7. Configurația electronică este 2, 5. 2, 5 electroni sunt distribuiți pe orbitele K, L. Prin urmare, un atom de azot trebuie să câștige 3 electroni pe orbita sa cea mai exterioară pentru a completa octetul.

Atomul de azot se combină cu 3 atomi de hidrogen în cazul NH3. Prin urmare, valența sa este 3. Cu toate acestea, atomii de hidrogen prezenți în amoniac se combină cu un atom de azot. Prin urmare, valența hidrogenului este 1. Așa se formează formulele chimice ale compușilor prin permutarea valențelor.

Utilități ale valenței

• Ajută la determinarea unei formule chimice.
• Ajută la determinarea numărului de atomi ai unui element care se vor combina cu un alt element pentru a forma orice formulă chimică.

Metode de determinare a valenței

Valența aceleiași grupe a elementului prezent în tabelul periodic este aceeași. Dacă luăm în considerare grupa 8 din tabelul periodic, toate elementele din grupa 8 au orbita cea mai exterioară complet umplută și au ajuns la un aranjament de octet. Așadar, elementele din grupa 8 au valențe zero. Valențele oricărui element pot fi determinate în principal prin 3 metode diferite:

1) Regula octetului

Dacă nu putem folosi tabelul periodic pentru a determina valențele, atunci se urmează regula octetului. Această regulă afirmă că atomii unui element sau substanțe chimice au tendința de a obține 8 electroni pe orbita lor cea mai exterioară, fie prin câștigarea, fie prin pierderea de electroni în orice formă de compus în care se află. Un atom poate avea maximum 8 electroni pe orbita sa cea mai exterioară. Prezența a 8 electroni în orbita cea mai exterioară indică stabilitatea unui atom.

Un atom are tendința de a pierde electroni dacă are între 1 și 4 electroni în orbita sa cea mai exterioară. Atunci când un atom donează acești electroni liberi are valență pozitivă. Un atom va câștiga electroni dacă are între patru și șapte electroni pe orbita sa cea mai exterioară. În astfel de cazuri, este mai ușor să accepți un electron decât să îl donezi. Prin urmare, determinăm valența scăzând numărul de electroni din 8. Toate gazele nobile au 8 electroni pe orbita cea mai exterioară, cu excepția heliului. Heliul are 2 electroni pe orbita sa cea mai exterioară.

Citește Cum sunt distribuiți electronii pe diferite orbite

2) Utilizarea tabelului periodic

În această metodă, valența se calculează prin raportare la tabelul periodic. De exemplu, toate metalele, fie că este vorba de hidrogen, litiu, sodiu și așa mai departe, prezente în coloana 1 au valența +1. În mod similar, toate elementele prezente în coloana 17 au valența -1, cum ar fi fluorul, clorul și așa mai departe. Toate gazele nobile sunt dispuse în coloana 18. Aceste elemente sunt inerte și au valența 0.

Există însă o excepție de la această metodă de determinare a valenței. Anumite elemente, cum ar fi cuprul, fierul și aurul, au mai multe învelișuri active. Această excepție se observă de obicei în cazul metalelor de tranziție de la coloana 3 la 10. Se observă, de asemenea, la elementele mai grele din coloana 11 până la 14, lantanidele (57-71) și actinidele (89-103).

3) Pe baza formulelor chimice

Această metodă se bazează pe regula octetului. Valențele multor elemente de tranziție sau radicali pot fi determinate într-un anumit compus prin observarea modului în care acesta se unește chimic cu elemente de valență cunoscută. În acest caz, se urmează regula octetului, în care elementele și radicalii se combină și încearcă să obțină opt electroni în învelișul cel mai exterior pentru a deveni stabile.

De exemplu, să luăm în considerare compusul NaCl. Știm că valența Sodiului (Na) este +1, iar a Clorului (Cl) este -1. Atât sodiul, cât și clorul trebuie să câștige un electron și, respectiv, să piardă un electron pentru a obține orbita exterioară stabilă. Prin urmare, sodiul donează un electron, iar clorul acceptă același electron. Acesta este modul în care se determină valența. Este și exemplul clasic de reacție ionică.

Învățați aici în detaliu despre modelul atomic al lui Thomson.

Diferența dintre valență și numărul de oxidare

Capacitatea de combinare a unui atom se numește valență. Astfel, este numărul de electroni de valență pe care un atom trebuie să-i câștige sau să-i piardă de pe orbita sa cea mai exterioară. Numărul de oxidare este sarcina pe care o poate purta un atom.

De exemplu, azotul are valența 3, dar numărul său de oxidare poate varia între -3 și +5. Numărul de oxidare este o sarcină presupusă a unui anumit atom într-o moleculă sau ion. El ajută la determinarea capacității unui atom de a câștiga sau pierde electroni în cadrul unei anumite specii.

Valența primelor 20 de elemente

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Element	Simbol	Numărul atomic	Valența
Hidrogen	H	1	1
Heliu	He	2	0
Litiu	Li	3	1
Beriliu	Be	4	2
Boron	B	5	3
Carbon	C	6	4
Nitrogen	N	7	3
Oxigen	O	8	2
Fluor	F	9	1
Neon	Ne	10	0
Sodiu	Na	11	1
Magneziu	Mg	12	2
Aluminiu	Al	13	3
Siliciu	Si	14	4
Fosfor	P	15	3
Sulfur	S	16	2
Clor	Cl	17	1
Argon	Ar	18	0
Potasiu	K	19	1
Calciu	Ca	20	2

Învățați conceptul de izotopi și izobare.

O întrebare rezolvată pentru dumneavoastră

Întrebare: Determinați valențele neonului, fosforului, sulfului.

Răspuns: „Ce este un izotop? Neonul=0, Fosforul= 3, Sulful= 2. Explicație:

• Numărul atomic al neonului=10
  Configurația electronică a neonului= 2, 8
  Din acest motiv, valența =0 (Este deja în aranjamentul octat sau în stare stabilă)
• Numărul atomic al fosforului=15
  Configurația electronică a fosforului= 2, 8, 5
  Din acest motiv, valența= 8-5=3
• Numărul atomic al sulfului =16
  Configurația electronică a sulfului = 2, 8, 6
  Din acest motiv, valența= 8-6=2

.