We leggen uit wat valentie is in de chemie en wat de soorten valentie zijn. Ook voorbeelden van enkele chemische elementen.
Wat is valencia?
In chemie, spreken we van valentie om te verwijzen naar het aantal elektronen dat een atoom van een bepaald chemisch element heeft op het laatste niveau van Energie. Een andere manier om valentie te interpreteren is als het aantal elektronen dat een atoom van een bepaald chemisch element moet opgeven of accepteren om zijn laatste energieniveau te voltooien. Deze elektronen zijn van bijzonder belang, omdat ze verantwoordelijk zijn voor de vorming van chemische bindingen, bijvoorbeeld covalente bindingen (covalent: ze delen valentie). Het zijn deze elektronen die ingrijpen in de chemische reacties.
Een atoom kan een of meer valenties hebben. Om deze reden is dit concept (gemaakt in de negentiende eeuw om de "affiniteiten" tussen de verschillende atomen bekend) is vervangen door dat van "oxidatiegetal", dat uiteindelijk praktisch hetzelfde voorstelt.
Het waterstofatoom heeft bijvoorbeeld valentie 1, wat betekent dat het een elektron in zijn laatste schil kan delen; koolstof daarentegen heeft een valentie van 2 of 4, dat wil zeggen dat het twee of vier elektronen kan afstaan. Daarom vertegenwoordigt het valentiegetal het vermogen van het element om elektronen te krijgen of op te geven tijdens een reactie of Chemische binding.
Door de geschiedenis heen heeft het concept van valentie de ontwikkeling mogelijk gemaakt van theorieën over chemische bindingen, zoals:
- Lewis-structuur. Het is een tweedimensionale weergave van de moleculen of de ionen, waar covalente bindingen worden weergegeven door streepjes en ongedeelde elektronen door punten. Als er eenzame elektronenparen in de structuren zijn, worden deze weergegeven door twee punten.
- De theorie van de valentieband. Deze theorie stelt dat het centrale atoom in een molecuul de neiging heeft elektronenparen te vormen, wat afhangt van geometrische beperkingen van het molecuul en naleving van de octetregel (de ionen van de chemische elementen hun laatste energieniveau met 8 elektronen moeten voltooien om een stabielere configuratie te bereiken).
- De theorie van moleculaire orbitalen. Volgens deze theorie worden elektronen niet toegewezen aan individuele bindingen tussen atomen (zoals vermeld in de Lewis-structuur), maar bewegen deze elektronen onder invloed van atoomkernen door het molecuul.
- De afstotingstheorie van het elektronenpaar van de valentieschil. Deze theorie is gebaseerd op de elektrostatische afstoting van de valentie-elektronen van een atoom, die elkaar wederzijds afstoten totdat ze een opstelling in de ruimte bereiken, waar ze elkaar uiteindelijk niet meer afstoten en de geometrie van het molecuul in deze configuratie wordt gedefinieerd.
Soorten valentie
Er zijn twee verschillende soorten valentie:
- Maximale positieve valentie. Het weerspiegelt de maximale combinatorische capaciteit van een atoom, dat wil zeggen, het grootste aantal elektronen dat het kan opgeven. Elektronen zijn negatief geladen, dus een atoom dat ze opgeeft krijgt een positieve valentie (+).
- Negatief Valencia. Vertegenwoordigt het vermogen van een atoom om te combineren met een ander met een positieve valentie. Atomen die elektronen ontvangen hebben een negatieve valentie (-).
Valencia van de elementen
De bekende valenties van sommige elementen van de periodiek systeem zijn als volgt:
- Waterstof (H): 1
- Koolstof (C): 2, 4
- Natrium (Na): 1
- Kalium (K): 1
- Aluminium (Al): 3
- Mercurius (Hg): 1, 2
- Calcium (Ca): 2
- IJzer (Fe): 2, 3
- Lood (Pb): 2, 4
- Chroom (Cr): 2, 3, 6
- Mangaan (Mn): 2, 3, 4, 6, 7
- Chloor (Cl): 1, 3, 5, 7
- Zuurstof (O): 1,2
- Zwavel (S): 2, 4, 6
- Stikstof (N): 1, 2, 3, 4, 5
- Arseen (als): 3, 5
- Borium (B): 3
- Silicium (Si): 4
- Goud (Au): 1, 3
- Zilver (Ag): 1
- Fosfor (P): 3, 5
- Straal (Ra): 2
- Magnesium (Mg): 2
- Koper (Cu): 1, 2