Valenzdefinition in der Chemie

Valenz ist typischerweise die Anzahl der Elektronen, die benötigt werden, um die äußerste Hülle eines Atoms zu füllen. Da es Ausnahmen gibt, ist die allgemeinere Definition der Valenz die Anzahl der Elektronen, mit denen ein bestimmtes Atom im Allgemeinen bindet, oder die Anzahl der Bindungen, die ein Atom bildet. (Denken Sie an Eisen, das eine Wertigkeit von 2 oder 3 haben kann.)

Die formale IUPAC-Definition von Valenz ist die maximale Anzahl von einwertigen Atomen, die sich mit einem Atom verbinden können. Normalerweise basiert die Definition auf der maximalen Anzahl von Wasserstoff- oder Chloratomen. Beachten Sie, dass die IUPAC nur einen einzigen Wert (das Maximum) definiert, während Atome bekanntermaßen mehr als eine Wertigkeit anzeigen können. Beispielsweise hat Kupfer üblicherweise eine Wertigkeit von 1 oder 2.

Beispiel

Ein neutrales Kohlenstoffatom hat 6 Elektronen mit einer Elektronenhüllenkonfiguration von 1s²2s²2p². Kohlenstoff hat eine Wertigkeit von 4, da 4 Elektronen akzeptiert werden können, um das 2p-Orbital zu füllen.

Gemeinsame Valences

Atome von Elementen in der Hauptgruppe des Periodensystems können eine Wertigkeit zwischen 1 und 7 aufweisen (da 8 ein vollständiges Oktett ist)..

• Gruppe 1 (I) - Zeigt normalerweise eine Wertigkeit von 1 an. Beispiel: Na in NaCl
• Gruppe 2 (II) - Typische Wertigkeit ist 2. Beispiel: Mg in MgCl₂
• Gruppe 13 (III) - Übliche Wertigkeit ist 3. Beispiel: Al in AlCl₃
• Gruppe 14 (IV) - Übliche Wertigkeit ist 4. Beispiel: C in CO (Doppelbindung) oder CH₄ (Einfachbindungen)
• Gruppe 15 (V) - Übliche Werte sind 3 und 5. Beispiele sind N in NH₃ und P in PCl₅
• Gruppe 16 (VI) - Typische Valenzen sind 2 und 6. Beispiel: O in H₂Ö
• Gruppe 17 (VII) - Übliche Valenzen sind 1 und 7. Beispiele: Cl in HCl

Valenz vs. Oxidationszustand

Es gibt zwei Probleme mit "Valenz". Erstens ist die Definition nicht eindeutig. Zweitens ist es nur eine ganze Zahl ohne Vorzeichen, die angibt, ob ein Atom ein Elektron gewinnt oder sein äußerstes Atom verliert. Zum Beispiel ist die Wertigkeit von Wasserstoff und Chlor gleich 1, doch Wasserstoff verliert normalerweise sein Elektron, um zu H zu werden⁺, während Chlor normalerweise ein zusätzliches Elektron gewinnt, um Cl zu werden^-.

Der Oxidationszustand ist ein besserer Indikator für den elektronischen Zustand eines Atoms, da er sowohl Größe als auch Vorzeichen hat. Es versteht sich auch, dass die Atome eines Elements je nach den Bedingungen unterschiedliche Oxidationsstufen aufweisen können. Das Vorzeichen ist positiv für elektropositive Atome und negativ für elektronegative Atome. Die häufigste Oxidationsstufe von Wasserstoff ist +8. Die häufigste Oxidationsstufe für Chlor ist -1.

Kurze Geschichte

Das Wort "Valenz" wurde 1425 aus dem lateinischen Wort beschrieben valentia, was bedeutet, Stärke oder Kapazität. Das Konzept der Valenz wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelt, um chemische Bindungen und molekulare Strukturen zu erklären. Die Theorie der chemischen Valenzen wurde 1852 von Edward Frankland vorgestellt.