Vi forklarer, hvad valens er i kemi, og hvad er typerne af valens. Også eksempler på nogle kemiske grundstoffer.
Hvad er valencia?
I kemitaler vi om valens for at henvise til antallet af elektroner, som et atom i et givet kemisk grundstof har på dets sidste niveau af Energi. En anden måde at fortolke valens på er som antallet af elektroner, som et atom i et bestemt kemisk grundstof skal opgive eller acceptere for at fuldføre sit sidste energiniveau. Disse elektroner er af særlig relevans, da de er ansvarlige for dannelsen af kemiske bindinger, f.eks. kovalente bindinger (co-valent: de deler valens). Det er disse elektroner, der griber ind i kemiske reaktioner.
Et atom kan have en eller flere valenser. Af denne grund er dette koncept (skabt i det nittende århundrede for at forklare "tilhørsforholdet" mellem de forskellige atomer kendt) er blevet erstattet med "oxidationstal", som endelig repræsenterer praktisk talt det samme.
For eksempel har brintatomet valens 1, hvilket betyder, at det kan dele en elektron i sin sidste skal; kulstof har på den anden side en valens på 2 eller 4, det vil sige, at det kan afgive to eller fire elektroner. Derfor repræsenterer valenstallet elementets evne til at få eller afgive elektroner under en reaktion eller Kemisk binding.
Gennem historien tillod begrebet valens udviklingen af teorier om kemiske bindinger, såsom:
- Lewis struktur. Det er en todimensionel repræsentation af molekyler eller den ioner, hvor kovalente bindinger er repræsenteret ved tankestreger og udelte elektroner med prikker. Hvis der er enlige elektronpar i strukturerne, er de repræsenteret af to punkter.
- Teorien om valensbindingen. Denne teori siger, at det centrale atom i et molekyle har tendens til at danne par af elektroner, hvilket afhænger af molekylets geometriske begrænsninger og overholdelse af oktetreglen (ionerne i kemiske grundstoffer skal fuldføre deres sidste energiniveau med 8 elektroner for at nå en mere stabil konfiguration).
- Teorien om molekylære orbitaler. Ifølge denne teori er elektroner ikke tildelt individuelle bindinger mellem atomer (som angivet i Lewis-strukturen), men disse elektroner bevæger sig gennem hele molekylet under påvirkning af atomkerner.
- Elektronparrepulsionsteorien for valensskallen. Denne teori er baseret på den elektrostatiske frastødning af et atoms valenselektroner, som gensidigt frastøder hinanden, indtil de når et arrangement i rummet, hvor de til sidst ikke længere frastøder hinanden, og molekylets geometri er defineret i denne konfiguration.
Typer af valens
Der er to forskellige typer af valens:
- Maksimal positiv valens. Det afspejler den maksimale kombinatoriske kapacitet af et atom, det vil sige det største antal elektroner, det kan afgive. Elektroner er negativt ladede, så et atom, der afgiver dem, får en positiv valens (+).
- Negative Valencia. Repræsenterer et atoms evne til at kombinere med et andet, der har en positiv valens. Atomer, der modtager elektroner, har en negativ valens (-).
Elementernes Valencia
De kendte valenser af nogle elementer i periodiske system er som følgende:
- Brint (H): 1
- Kulstof (C): 2, 4
- Natrium (Na): 1
- Kalium (K): 1
- Aluminium (Al): 3
- Kviksølv (Hg): 1, 2
- Calcium (Ca): 2
- Jern (Fe): 2, 3
- Bly (Pb): 2, 4
- Chrom (Cr): 2, 3, 6
- Mangan (Mn): 2, 3, 4, 6, 7
- Klor (Cl): 1, 3, 5, 7
- Ilt (O): 1,2
- Svovl (S): 2, 4, 6
- Nitrogen (N): 1, 2, 3, 4, 5
- Arsen (As): 3, 5
- Bor (B): 3
- Silicium (Si): 4
- Guld (Au): 1, 3
- Sølv (Ag): 1
- Fosfor (P): 3, 5
- Radius (Ra): 2
- Magnesium (Mg): 2
- Kobber (Cu): 1, 2