Valensdefinition i kemi

Valens är vanligtvis antalet elektroner som behövs för att fylla det yttersta skalet i en atom. Eftersom det finns undantag, är den mer allmänna definitionen av valens antalet elektroner med vilka en viss atom i allmänhet binds eller antalet bindningar en atom bildar. (Tänk järn, som kan ha en valens av 2 eller en valens av 3.)

Den formella IUPAC-definitionen av valens är det maximala antalet envärda atomer som kan kombineras med en atom. Vanligtvis är definitionen baserad på det maximala antalet väteatomer eller kloratomer. Observera att IUPAC bara definierar ett enda valensvärde (det maximala), medan det är känt att atomer kan visa mer än en valens. Till exempel har koppar vanligtvis en valens av 1 eller 2.

Exempel

En neutral kolatom har 6 elektroner, med en elektronskalskonfiguration på 1s²2s²2p². Kol har en valens på 4 eftersom 4 elektroner kan accepteras för att fylla 2p-kretsloppet.

Vanliga Valences

Atomer av element i huvudgruppen i det periodiska systemet kan visa en valens mellan 1 och 7 (eftersom 8 är en komplett oktett).

• Grupp 1 (I) - Visar vanligtvis en valens av 1. Exempel: Na i NaCl
• Grupp 2 (II) - Typisk valens är 2. Exempel: Mg i MgCl₂
• Grupp 13 (III) - Vanlig valens är 3. Exempel: Al i AlCl₃
• Grupp 14 (IV) - Vanlig valens är 4. Exempel: C i CO (dubbelbindning) eller CH₄ (enskilda obligationer)
• Grupp 15 (V) - Vanliga valenser är 3 och 5. Exempel är N i NH₃ och P i PCl₅
• Grupp 16 (VI) - Typiska valenser är 2 och 6. Exempel: O i H₂O
• Grupp 17 (VII) - Vanliga valenser är 1 och 7. Exempel: Cl i HCl

Valence vs Oxidation State

Det finns två problem med "valence". För det första är definitionen tvetydig. För det andra är det bara ett helt nummer, utan tecken för att ge dig en indikation på om en atom kommer att få en elektron eller förlora sin yttersta. Till exempel är valensen hos både väte och klor 1, men väte förlorar vanligtvis sin elektron för att bli H⁺, medan klor vanligtvis får en extra elektron för att bli Cl^-.

Oxidationstillståndet är en bättre indikator på en atoms elektroniska tillstånd eftersom den har både storleksordning och tecken. Det förstår också att ett elementets atomer kan visa olika oxidationstillstånd beroende på förhållandena. Tecknet är positivt för elektropositiva atomer och negativt för elektronegativa atomer. Det vanligaste oxidationstillståndet för väte är +8. Det vanligaste oxidationstillståndet för klor är -1.

Kortfattad bakgrund

Ordet "valence" beskrevs 1425 från det latinska ordet valentia, vilket betyder styrka eller kapacitet. Begreppet valens utvecklades under andra hälften av 1800-talet för att förklara kemisk bindning och molekylstruktur. Teorin om kemiska valenser föreslogs i ett papper från 1852 av Edward Frankland.