Innhold
Valens er et mål på reaktiviteten til et atom eller molekyl. Du kan utlede valensiteten til mange elementer ved å se på deres posisjoner i den periodiske tabellen, men dette er ikke sant for dem alle. Det er også mulig å beregne valens til et atom eller molekyl ved å merke seg hvordan det kombineres med andre atomer eller molekyler med kjente valenser.
Octet-regelen
Når du bestemmer valens til et atom eller molekyl (et som du ikke kan bruke den periodiske tabellen for å bestemme valens), bruker kjemikere oktettregelen. I henhold til denne regelen kombineres atomer og kjemikalier på en slik måte at de produserer åtte elektroner i det ytre skallet til hvilken som helst forbindelse det er. Et ytre skall med åtte elektroner er fullt, noe som betyr at forbindelsen er stabil.
Når et atom eller molekyl har fra en til fire elektroner i det ytre skallet, har det en positiv valens, noe som betyr at det gir sine frie elektroner. Når antall elektroner er fire, fem, seks eller syv, bestemmer du valensen ved å trekke fra elektronnummeret fra 8. Det er fordi det er lettere for atomet eller molekylet å akseptere elektroner for å oppnå stabilitet. Alle edle gasser - bortsett fra helium - har åtte elektroner i de ytterste skjellene og er kjemisk inerte. Helium er et spesielt tilfelle - det er inert, men det har bare to elektroner i det ytterste skallet.
Den periodiske tabellen
Forskere har ordnet alle elementene som for tiden er kjent i et diagram som kalles periodiske tabeller, og i mange tilfeller kan du bestemme valens ved å se på diagrammet. For eksempel har alle metaller i kolonne 1, inkludert hydrogen og litium, en valens på +1, mens alle de i kolonne 17, inkludert fluor og klor, har en valens på -1. Edelgassene i kolonne 18 har en valens på 0 og er inerte.
Du kan ikke finne valensiteten til kobber, gull eller jern ved å bruke denne metoden fordi de har flere aktive elektronskjell. Dette gjelder for alle overgangsmetaller i kolonnene 3 til 10, de tyngre elementene i kolonnene 11 til 14, lantanidene (elementene 57-71) og aktinidene (elementene 89-103).
Bestemme valens fra kjemiske formler
Du kan bestemme valensen til et overgangselement eller en radikal i en bestemt forbindelse ved å merke hvordan det kombineres med elementer med kjent valens. Denne strategien er basert på oktettregelen, som forteller oss at elementer og radikaler kombineres for å produsere et stabilt ytre skall på åtte elektroner.
Som enkle illustrasjoner av denne strategien, vær oppmerksom på at natrium (Na), med en valens på +1, lett kombineres med klor (Cl), som har en valens på -1, for å danne natriumklorid (NaCl) eller bordsalt. Dette er et eksempel på en ionisk reaksjon der et elektron blir donert av det ene atomet og akseptert av det andre. Det krever imidlertid to natriumatomer å kombinere ionisk med svovel (S) for å danne natriumsulfid (Na2S), et sterkt alkaliserende salt brukt i masseindustrien. Fordi det tar to natriumatomer for å danne denne forbindelsen, må svovelens valens være -2.
For å anvende denne strategien på mer komplekse molekyler, er det viktig å først innse at elementer noen ganger kombineres for å danne reaktive radikaler som ikke har oppnådd et stabilt ytre skall på åtte elektroner. Et eksempel er sulfatradikalen (SO4). Dette er et tetraedrisk molekyl der svovelatomet deler elektron med fire oksygenatomer i det som kalles en kovalent binding. I en slik forbindelse kan du ikke få valen til atomer i radikalet ved å se på formelen. Du kan imidlertid bestemme valens av radikalet av de ioniske forbindelsene det danner. For eksempel kombinerer sulfatradikalet ionisk med hydrogen for å danne svovelsyre (H2SÅ4). Dette molekylet inneholder to hydrogenatomer, hver med en kjent valens på +1, så i dette tilfellet er valensiteten til radikalet -2.
Når du har bestemt valensiteten til radikalet, kan du bruke den til å beregne valensiteten til andre elementer og molekyler den kombineres med. For eksempel er jern (Fe) et overgangsmetall som kan utvise flere valenser. Når det kombineres med sulfatradikalen for å danne jernsulfat, FeSO4, dens valens må være +2, fordi sulfatradikalen, bestemt fra bindingen det danner med hydrogen, er -2.