Indhold
Valency er et mål på et atom eller molekyls reaktivitet. Du kan udlede valensiteten af mange elementer ved at se på deres positioner i den periodiske tabel, men dette er ikke sandt for dem alle. Det er også muligt at beregne valensen af et atom eller molekyle ved at bemærke, hvordan det kombineres med andre atomer eller molekyler med kendte valenser.
Oktetreglen
Når man bestemmer valensen af et atom eller molekyle (et, som man ikke kan bruge den periodiske tabel til at bestemme valens), bruger kemikere oktetreglen. I henhold til denne regel kombineres atomer og kemikalier på en sådan måde, at de producerer otte elektroner i den ydre skal af uanset hvilken forbindelse det er, de danner. En ydre skal med otte elektroner er fuld, hvilket betyder, at forbindelsen er stabil.
Når et atom eller molekyle har fra en til fire elektroner i sin ydre skal, har det en positiv valens, hvilket betyder, at det donerer sine frie elektroner. Når antallet af elektroner er fire, fem, seks eller syv, bestemmer du valensen ved at trække elektronnummeret fra 8. Det er fordi det er lettere for atomet eller molekylet at acceptere elektroner for at opnå stabilitet. Alle ædelgasser - undtagen helium - har otte elektroner i deres yderste skaller og er kemisk inerte. Helium er et specielt tilfælde - det er inert, men det har kun to elektroner i det yderste skall.
Den periodiske tabel
Forskere har arrangeret alle de elementer, der i øjeblikket er kendt i et diagram, der kaldes den periodiske tabel, og i mange tilfælde kan du bestemme valens ved at se på diagrammet. For eksempel har alle metaller i søjle 1, herunder brint og lithium, en valens på +1, mens alle de i søjle 17, inklusive fluor og chlor, har en valens på -1. Ædelgasserne i søjle 18 har en valens på 0 og er inerte.
Du kan ikke finde valensen af kobber, guld eller jern ved hjælp af denne metode, fordi de har flere aktive elektronskaller. Dette gælder for alle overgangsmetaller i søjler 3 til 10, de tungere elementer i søjler 11 til 14, lanthaniderne (elementer 57-71) og aktiniderne (elementer 89-103).
Bestemmelse af valencen fra kemiske formler
Du kan bestemme valensen af et overgangselement eller en gruppe i en bestemt forbindelse ved at bemærke, hvordan det kombineres med elementer med kendt valency. Denne strategi er baseret på octetreglen, der fortæller os, at elementer og radikaler kombineres for at frembringe en stabil ydre skal på otte elektroner.
Som enkle illustrationer af denne strategi skal du bemærke, at natrium (Na), med en valens på +1, let kombineres med chlor (Cl), som har en valens på -1, til dannelse af natriumchlorid (NaCI) eller bordsalt. Dette er et eksempel på en ionisk reaktion, hvor et elektron doneres af det ene atom og accepteres af det andet. Det kræver imidlertid to natriumatomer at kombinere ionisk med svovl (S) for at danne natriumsulfid (Na2S), et stærkt alkaliserende salt, der anvendes i papirmasseindustrien. Fordi det kræver to natriumatomer at danne denne forbindelse, skal svovlens valens være -2.
For at anvende denne strategi på mere komplekse molekyler er det vigtigt først at indse, at elementer undertiden kombineres for at danne reaktive radikaler, som endnu ikke har opnået en stabil ydre skal af otte elektroner. Et eksempel er sulfatradikalet (SO4). Dette er et tetrahedralt molekyle, hvor svovlatomet deler elektroner med fire oxygenatomer i det, der kaldes en kovalent binding. I en sådan forbindelse kan du ikke udnytte atomernes valens i radikalet ved at se på formlen. Du kan dog bestemme valens af radikalet med de ioniske forbindelser, det danner. F.eks. Kombinerer sulfatradikalet ionisk med brint til dannelse af svovlsyre (H2SÅ4). Dette molekyle indeholder to hydrogenatomer, hver med en kendt valens på +1, så i dette tilfælde er valensiteten af radikalet -2.
Når du har bestemt valencen for radikalet, kan du bruge den til at beregne valensen af andre elementer og molekyler, som den kombineres med. For eksempel er jern (Fe) et overgangsmetal, der kan udvise flere valenser. Når det kombineres med sulfatradikalet til dannelse af jernsulfat, FeSO4, dens valens skal være +2, fordi sulfatradikalen, som bestemmes ud fra bindingen, det danner med brint, er -2.