Definizione di valenza in chimica

La valenza è in genere il numero di elettroni necessari per riempire il guscio più esterno di un atomo. Poiché esistono eccezioni, la definizione più generale di valenza è il numero di elettroni con cui un dato atomo generalmente lega o il numero di legami che un atomo forma. (Pensa al ferro, che può avere una valenza di 2 o una valenza di 3.)

La definizione formale di valenza IUPAC è il numero massimo di atomi univalenti che possono combinarsi con un atomo. Di solito, la definizione si basa sul numero massimo di atomi di idrogeno o atomi di cloro. Nota IUPAC definisce solo un singolo valore di valenza (il massimo), mentre gli atomi sono noti per essere in grado di visualizzare più di una valenza. Ad esempio, il rame porta comunemente una valenza di 1 o 2.

Esempio

Un atomo di carbonio neutro ha 6 elettroni, con una configurazione a guscio di elettroni di 1 s²2s²2p². Il carbonio ha una valenza di 4 poiché si possono accettare 4 elettroni per riempire l'orbitale 2p.

Valenze comuni

Gli atomi di elementi nel gruppo principale della tavola periodica possono mostrare una valenza tra 1 e 7 (poiché 8 è un ottetto completo).

• Gruppo 1 (I) - Solitamente visualizza una valenza di 1. Esempio: Na in NaCl
• Gruppo 2 (II) - Valenza tipica è 2. Esempio: Mg in MgCl₂
• Gruppo 13 (III) - La valenza abituale è 3. Esempio: Al in AlCl₃
• Gruppo 14 (IV) - La valenza abituale è 4. Esempio: C in CO (doppio legame) o CH₄ (obbligazioni singole)
• Gruppo 15 (V) - Le valenze usuali sono 3 e 5. Gli esempi sono N in NH₃ e P in PCl₅
• Gruppo 16 (VI) - Le valenze tipiche sono 2 e 6. Esempio: O in H₂O
• Gruppo 17 (VII) - Le valenze usuali sono 1 e 7. Esempi: Cl in HCl

Valence vs Oxidation State

Ci sono due problemi con "valenza". Innanzitutto, la definizione è ambigua. In secondo luogo, è solo un numero intero, senza un segno per darti un'indicazione se un atomo guadagnerà un elettrone o perderà quello più esterno. Ad esempio, la valenza di idrogeno e cloro è 1, ma l'idrogeno di solito perde il suo elettrone per diventare H⁺, mentre il cloro di solito guadagna un elettrone aggiuntivo per diventare Cl^-.

Lo stato di ossidazione è un indicatore migliore dello stato elettronico di un atomo perché ha sia grandezza che segno. Inoltre, è inteso che gli atomi di un elemento possono mostrare diversi stati di ossidazione a seconda delle condizioni. Il segno è positivo per gli atomi elettropositivi e negativo per gli atomi elettronegativi. Lo stato di ossidazione più comune dell'idrogeno è +8. Lo stato di ossidazione più comune per il cloro è -1.

Breve storia

La parola "valenza" fu descritta nel 1425 dalla parola latina valentia, il che significa forza o capacità. Il concetto di valenza fu sviluppato nella seconda metà del XIX secolo per spiegare il legame chimico e la struttura molecolare. La teoria delle valenze chimiche fu proposta in un articolo del 1852 da Edward Frankland.