La valenza è una misura della reattività di un atomo o di una molecola. Puoi ricavare la valenza di molti elementi osservando le loro posizioni nella tavola periodica, ma questo non è vero per tutti. È anche possibile calcolare la valenza di un atomo o di una molecola osservando come si combina con altri atomi o molecole con valenze note.
La regola dell'ottetto
Quando si determina la valenza di un atomo o di una molecola (uno per che non è possibile utilizzare la tavola periodica per determinare la valenza), i chimici usano la regola dell'ottetto. Secondo questa regola, atomi e sostanze chimiche si combinano in modo tale da produrre otto elettroni nel guscio esterno di qualunque composto si formino. Un guscio esterno con otto elettroni è pieno, il che significa che il composto è stabile.
Quando un atomo o una molecola ha da uno a quattro elettroni nel suo guscio esterno, ha una valenza positiva, il che significa che dona i suoi elettroni liberi . Quando il numero di elettroni è quattro, cinque, sei o sette, si determina la valenza sottraendo il numero di elettroni da 8. Questo perché è più facile per l'atomo o la molecola accettare gli elettroni per raggiungere la stabilità. Tutti i gas nobili - tranne l'elio - hanno otto elettroni nei loro gusci più esterni e sono chimicamente inerti. L'elio è un caso speciale - è inerte, ma ha solo due elettroni nel suo guscio più esterno.
La tavola periodica
Gli scienziati hanno sistemato tutti gli elementi che sono attualmente noti in un grafico chiamato tavola periodica e, in molti casi, è possibile determinare la valenza osservando il grafico. Ad esempio, tutti i metalli nella colonna 1, compresi idrogeno e litio, hanno una valenza di +1, mentre tutti quelli nella colonna 17, inclusi fluoro e cloro, hanno una valenza di -1. I gas nobili nella colonna 18 hanno una valenza di 0 e sono inerti.
Non puoi trovare la valenza di rame, oro o ferro usando questo metodo perché hanno più gusci di elettroni attivi. Questo vale per tutti i metalli di transizione nelle colonne da 3 a 10, gli elementi più pesanti nelle colonne da 11 a 14, i lantanidi (elementi 57-71) e gli attinidi (elementi 89-103).
Determinazione della valenza dalle formule chimiche
Puoi determinare la valenza di un elemento di transizione o di un radicale in un particolare composto osservando come si combina con elementi con valenza nota. Questa strategia si basa sulla regola dell'ottetto, che ci dice che elementi e radicali si combinano in modo da produrre un guscio esterno stabile di otto elettroni.
Come semplici illustrazioni di questa strategia, si noti che il sodio (Na), con una valenza di +1, si combina facilmente con il cloro (Cl), che ha una valenza di -1, per formare cloruro di sodio (NaCl) o sale da tavola. Questo è un esempio di reazione ionica in cui un elettrone viene donato da un atomo e accettato dall'altro. Tuttavia, sono necessari due atomi di sodio per combinarsi ionicamente con lo zolfo (S) per formare solfuro di sodio (Na 2S), un sale fortemente alcalinizzante utilizzato nell'industria della pasta. Poiché per formare questo composto occorrono due atomi di sodio, la valenza dello zolfo deve essere -2. Per applicare questa strategia a molecole più complesse, è importante innanzitutto capire che gli elementi a volte si combinano per formare radicali reattivi che non ha ancora raggiunto un guscio esterno stabile di otto elettroni. Un esempio è il radicale solfato (SO 4). Questa è una molecola tetraedrica in cui l'atomo di zolfo condivide gli elettroni con quattro atomi di ossigeno in quello che viene chiamato un legame covalente. In tale composto, non è possibile derivare la valenza degli atomi nel radicale osservando la formula. È possibile, tuttavia, determinare la valenza del radicale da parte dei composti ionici che forma. Ad esempio, il radicale solfato si combina ionicamente con l'idrogeno per formare acido solforico (H 2SO 4). Questa molecola contiene due atomi di idrogeno, ciascuno con una valenza nota di +1, quindi in questo caso la valenza del radicale è -2. Dopo aver determinato la valenza del radicale, puoi usarla per calcolare la valenza di altri elementi e molecole con cui si combina. Ad esempio, il ferro (Fe) è un metallo di transizione che può mostrare più valenze. Quando si combina con il radicale solfato per formare solfato ferroso, FeSO 4, la sua valenza deve essere +2, poiché la valenza del radicale solfato, determinata dal legame che forma con l'idrogeno, è -2.
