Валентность – это обычно количество электронов, необходимое для заполнения внешней оболочки атома. Поскольку существуют исключения, более общее определение валентности – это количество электронов, с которыми данный атом обычно связывается, или количество связей, образующихся у атома. (Подумайте о железе, которое может иметь валентность 2 или валентность 3.)
Формальное определение валентности ИЮПАК – это максимальное количество одновалентных атомов, которые может сочетаться с атомом. Обычно определение основывается на максимальном количестве атомов водорода или хлора. Обратите внимание, что IUPAC определяет только одно значение валентности (максимум), в то время как известно, что атомы способны отображать более одной валентности. Например, медь обычно имеет валентность 1 или 2.
Пример
Нейтральный атом углерода имеет 6 электронов с конфигурацией электронной оболочки 1s 2 2s 2 2p 2 . Углерод имеет валентность 4, поскольку 4 электрона могут быть приняты для заполнения 2p-орбитали.
Общие валентности
Атомы элементов в основной группе периодической таблицы может иметь валентность от 1 до 7 (поскольку 8 – полный октет).
- Группа 1 (I) – Обычно отображается валентность 1. Пример: Na в NaCl
- Группа 2 (II) – Типичная валентность 2. Пример: Mg в MgCl 2
- Группа 13 (III) – Обычная валентность равна 3. Пример: Al в AlCl 3
- Группа 14 (IV) – Обычная валентность равна 4. Пример: C в CO (двойная связь) или CH 4 (одинарные связи)
- Группа 15 (V) – Обычные валентности равны 3 и 5. Примеры: N в NH 3 и P в PCl 5
- Группа 16 (VI) – Типичные валентности 2 и 6. Пример: O в H 2 O
- Группа 17 (VII) – обычные валентности – 1 и 7. Примеры: Cl в HCl
Валентность и состояние окисления
Есть две проблемы с ч “валентность”. Во-первых, определение неоднозначное. Во-вторых, это просто целое число без знака, указывающего на то, получит ли атом электрон или потеряет свой крайний (е) электрон (ы). Например, валентность и водорода, и хлора равна 1, но водород обычно теряет свой электрон, чтобы стать H + , а хлор обычно получает дополнительный электрон, чтобы стать Cl – .
Степень окисления – лучший индикатор электронного состояния атома, потому что она имеет как величину, так и знак. Кроме того, понятно, что атомы элемента могут иметь разные степени окисления в зависимости от условий. Знак положительный для электроположительных атомов и отрицательный для электроотрицательных атомов. Наиболее распространенная степень окисления водорода +8. Наиболее распространенная степень окисления хлора – -1.
Краткая история
Слово «валентность» было описано в 1425 г. латинское слово valentia , что означает сила или способность. Концепция валентности была разработана во второй половине 19 века для объяснения химической связи и молекулярной структуры. Теория химических валентностей была предложена в статье Эдварда Франкленда 1852 года.