Sisältö
Valenssi on atomin tai molekyylin reaktiivisuuden mitta. Voit saada monien elementtien valenssin tarkastelemalla niiden sijaintia jaksotaulukossa, mutta tämä ei pidä paikkaansa kaikkia niitä. Sen avulla on myös mahdollista laskea atomin tai molekyylin valenssi havaitsemalla kuinka se yhdistyy muihin atomiin tai molekyyleihin, joiden valenssit ovat tunnetut.
Oktetisääntö
Kun kemikaalit määrittävät atomin tai molekyylin valenssin (jota varten et voi käyttää jaksollista taulukkoa valenssin määrittämiseksi), kemistit käyttävät oktetisääntöä. Tämän säännön mukaan atomit ja kemikaalit yhdistyvät siten, että ne tuottavat kahdeksan elektronia ulkokuoressa riippumatta siitä, minkä yhdisteen se muodostaa. Ulkokuori, jossa on kahdeksan elektronia, on täynnä, mikä tarkoittaa, että yhdiste on stabiili.
Kun atomilla tai molekyylillä on yhdestä neljään elektronia ulkokuoressaan, sillä on positiivinen valenssi, eli se lahjoittaa vapaat elektronit. Kun elektronien lukumäärä on neljä, viisi, kuusi tai seitsemän, määrität valenssin vähentämällä elektronien lukumäärän kahdeksasta. Että atomin tai molekyylin on helpompi hyväksyä elektronit stabiilisuuden saavuttamiseksi. Kaikilla jalokaasuilla - heliumia lukuun ottamatta - on ulommassa kuoressaan kahdeksan elektronia ja ne ovat kemiallisesti inerttejä. Helium on erityistapaus - se on inertti, mutta sen uloimmassa kuoressa on vain kaksi elektronia.
Jaksollinen taulukko
Tutkijat ovat järjestäneet kaikki tällä hetkellä tunnetut elementit jaksotaulukkoon kutsuttuun kaavioon, ja monissa tapauksissa voit määrittää valenssin tarkastelemalla kaaviota. Esimerkiksi kaikkien sarakkeen 1 metallien, mukaan lukien vety ja litium, valenssi on +1, kun taas kaikkien sarakkeen 17 metallien, fluori ja kloori mukaan lukien, valenssi on -1. Kolonnin 18 jalokaasujen valenssi on 0 ja ne ovat inerttejä.
Et voi löytää kuparin, kullan tai raudan valenssia tällä menetelmällä, koska heillä on useita aktiivisia elektronikuoria. Tämä pätee kaikkiin siirtymämetallien kohtiin sarakkeissa 3–10, raskaampien elementtien sarakkeissa 11–14, lantanideihin (elementit 57–71) ja aktinideihin (elementit 89–103).
Valenssin määrittäminen kemiallisista kaavoista
Voit määrittää siirtymäelementin tai radikaalin valenssin tietyssä yhdisteessä havaitsemalla kuinka se yhdistyy elementteihin, joilla on tunnettu valenssi. Tämä strategia perustuu oktettisääntöön, joka kertoo meille, että elementit ja radikaalit yhdistyvät tuottamaan kahdeksan elektronin stabiilin ulkokuoren.
Yksinkertaisena esimerkkinä tästä strategiasta, huomaa, että natrium (Na), jonka valenssi on +1, yhdistyy helposti klooriin (Cl), jonka valenssi on -1, muodostaen natriumkloridia (NaCl) tai pöytäsuolaa. Tämä on esimerkki ionisesta reaktiosta, jossa yksi atomi luovuttaa elektronin ja toinen hyväksyy sen. Kestää kuitenkin kaksi natriumatomia yhdistyäksesi ionisesti rikin (S) kanssa natriumsulfidin (Na2S), voimakkaasti alkaloiva suola, jota käytetään selluteollisuudessa. Koska tämän yhdisteen muodostamiseen tarvitaan kaksi natriumatomia, rikkin valenssin on oltava -2.
Tämän strategian soveltamiseksi monimutkaisempiin molekyyleihin on ensin ymmärrettävä, että elementit yhdistyvät joskus reaktiivisiksi radikaaleiksi, jotka eivät ole vielä saavuttaneet kahdeksan elektronin stabiilia ulkokuorta. Esimerkki on sulfaattiradikaali (SO4). Tämä on tetraedrinen molekyyli, jossa rikkiatomissa on elektroneja, joissa on neljä happiatomia, ns. Kovalenttisessa sidoksessa. Tällaisessa yhdisteessä et voi johtaa radikaalien atomien valenssia katsomalla kaavaa. Voit kuitenkin määrittää radikaalin valenssin sen muodostamilla ioniyhdisteillä. Esimerkiksi sulfaattiradikaali yhdistyy ionisesti vedyn kanssa muodostaen rikkihappoa (H2NIIN4). Tämä molekyyli sisältää kaksi vetyatomia, joilla molemmilla on tunnettu valenssi +1, joten tässä tapauksessa radikaalin valenssi on -2.
Kun olet määrittänyt radikaalin valenssin, voit käyttää sitä laskeaksesi muiden elementtien ja molekyylien valenssin, joiden kanssa se yhdistyy. Esimerkiksi rauta (Fe) on siirtymämetalli, jolla voi olla useita valensseja. Kun se yhdistyy sulfaattiradikaalin kanssa, jolloin muodostuu rautasulfaatti, FeSO4, sen valenssin on oltava +2, koska sulfaattiradikaalin valenssi, määritettynä sidoksesta, jonka se muodostaa vedyn kanssa, on -2.