Sisu
Valentsus on aatomi või molekuli reaktsioonivõime mõõt. Saate paljude elementide valentsuse tuletada, vaadates nende positsioone perioodilisustabelis, kuid see pole tõsi nende kõigi kohta. Samuti on võimalik aatomi või molekuli valentsust arvutada, märkides, kuidas see aatomite või molekulide ühendamisel teiste teadaolevate valentsidega aatomite või molekulidega on.
Oktetireegel
Aatomi või molekuli valentsuse määramisel (mille puhul ei saa valentsuse määramiseks kasutada perioodilisi tabeleid) kasutavad keemikud oktetireeglit. Selle reegli kohaselt aatomid ja kemikaalid ühinevad nii, et väliskestast moodustuvad kaheksa elektroni, olenemata sellest, mis ühendit nad moodustavad. Kaheksa elektroniga väliskest on täis, mis tähendab, et ühend on stabiilne.
Kui aatomi või molekuli väliskestal on üks kuni neli elektroni, on sellel positiivne valents, see tähendab, et see annetab oma vabad elektronid. Kui elektronide arv on neli, viis, kuus või seitse, määrate valentsuse, lahutades elektronide arvu 8-st. See on parem, kuna aatomil või molekulil on stabiilsuse saavutamiseks lihtsam elektronid vastu võtta. Kõigil väärisgaasidel - välja arvatud heelium - on nende kõige välimistes kestades kaheksa elektroni ja need on keemiliselt inertsed. Heelium on erijuhtum - see on inertne, kuid selle kõige välimises kestas on ainult kaks elektronit.
Perioodiline tabel
Teadlased on paigutanud kõik praegu teadaolevad elemendid perioodilisustabeliks nimetatud diagrammi ning paljudel juhtudel saate valentsuse kindlaks teha diagrammi vaadates. Näiteks on kõigi 1. veeru metallide, sealhulgas vesiniku ja liitiumi valentsus +1, samal ajal kui kõigi veeru 17 metallide, sealhulgas fluori ja kloori valents on -1. Kolonni 18 väärisgaaside valents on 0 ja nad on inertsed.
Selle meetodi kasutamisel ei leia te vase, kulla või raua valentsust, kuna neil on mitu aktiivset elektronkesta. See kehtib kõigi üleminekmetallide kohta veergudes 3–10, raskemate elementide kohta veergudes 11–14, lantaniidide (elemendid 57–71) ja aktiniidide (elemendid 89–103) suhtes.
Valentsia määramine keemiliste valemite põhjal
Teatud ühendi siirdeelemendi või radikaali valentsuse saab kindlaks teha, märkides, kuidas see ühendab teadaoleva valentsusega elementidega. See strateegia põhineb oktetireeglil, mis ütleb meile, et elemendid ja radikaalid ühinevad, et saada kaheksast elektronist stabiilne väliskest.
Selle strateegia lihtsate näidetena pange tähele, et naatrium (Na), mille valentsus on +1, ühendab kergesti kloori (Cl), mille valents on -1, moodustades naatriumkloriidi (NaCl) või lauasoola. See on näide ioonilisest reaktsioonist, kus üks aatom annetab elektroni ja teine võtab selle vastu. Ioonselt väävliga (S) ühendamiseks kulub kaks naatriumi aatomit, moodustades naatriumsulfiidi (Na2S), tselluloositööstuses kasutatav tugevalt leelistav sool. Kuna selle ühendi moodustamiseks kulub kaks naatriumi aatomit, peab väävli valents olema -2.
Selle strateegia rakendamiseks keerukamate molekulide puhul on oluline kõigepealt mõista, et mõnikord ühendavad elemendid reaktiivseid radikaale, mis pole veel saavutanud kaheksast elektronist koosneva stabiilse väliskesta. Näide on sulfaatradikaal (SO4). See on tetraeedriline molekul, milles väävliaatomil on nelja hapnikuaatomiga elektronid, mida nimetatakse kovalentseks sidemeks. Sellises ühendis ei saa valemiga vaadates tuletada radikaali aatomite valentsust. Selle radikaali valentsuse saab aga kindlaks teha ioonsete ühendite abil, mida see moodustab. Näiteks sulfaatradikaal ühendab iooniliselt vesinikuga väävelhappe (H2Nii4). See molekul sisaldab kahte vesinikuaatomit, mille kummagi valents on +1, seega on radikaali valents sel juhul -2.
Kui olete radikaali valentsuse kindlaks määranud, saate selle abil arvutada teiste elementide ja molekulide valentsust, millega see on ühendatud. Näiteks raud (Fe) on siirdemetall, millel võib olla mitu valentsi. Kui see ühendatakse sulfaatradikaaliga, moodustub raud (II) sulfaat, FeSO4, peab selle valents olema +2, sest sulfaatradikaali valents, mis on määratud sidemest, mille see moodustab vesinikuga, on -2.