Valentnost (hemija)

(преусмерено са Валенца)

Valentnost ili valenc(ij)a je broj koji pokazuje sa koliko atoma vodonika se jedini neki hemijski element. Valencu nekog elementa određuje broj elektrona tog elementa koji učestvuju u stvaranju hemijske veze. Valence elemenata mogu imati vrednost od I do VIII, jer je 8 maksimalan broj elektrona u valentnom energetskom nivou. Valenca elemenata je uvek ceo broj. Ona može biti promenljiva i nepromenljiva. Valenca plemenitih gasova je nula.[1][2] Valence elemenata prve i sedme grupe su I, druge i šeste II, treće i pete III, a četvrte IV.

OpisУреди

Kapacitet kombinovanja, ili afinitet atoma datog elementa određuje se brojem atoma vodonika sa kojima se kombinuje. U metanu, ugljenik ima valencu 4; u amonijaku azot ima valencu 3; u vodi kiseonik ima valencu 2; a u hlorovodoniku hlor ima valencu od 1. Hlor, pošto ima valentnost od jedan, može biti zamenjen vodonikom. Fosfor ima valencu 5 u fosfor pentahloridu, PCl5. Valentni dijagrami jedinjenja predstavljaju povezanost elemenata, s linijama povučenim između dva elementa, koje se ponekad nazivaju i veze, što predstavlja zasićenu valenciju za svaki element.[3] Dve tabele u nastavku prikazuju neke primere različitih jedinjenja, njihove valentne dijagrame i valencije za svaki element jedinjenja.

Jedinjenje H2
Vodonik
CH4
Metan
C3H8
Propan
C2H2
Acetilen
Dijagram        
Valencije
  • Vodonik: 1
  • Ugljenk: 4
  • Vodonik: 1
  • Ugljenik: 4
  • Vodonik: 1
  • Ugljenik: 4
  • Vodonik: 1
Jedinjenje NH3
Amonijak
NaCN
Natrijum cijanid
H2S
Vodonik sulfid
H2SO4
Sumporna kiselina
Cl2O7
Dihlor heptoksid
Dijagram          
Valencije
  • Azot: 3
  • Vodonik: 1
  • Natrijum: 1
  • Ugljenik: 4
  • Azot: 3
  • Sumpor: 2
  • Vodonik: 1
  • Sumpor: 6
  • Kiseonik: 2
  • Vodonik: 1
  • Hlor: 7
  • Kiseonik: 2

Moderne definicijeУреди

Valencija je definisana po IUPAC-u kao:[4]

Maksimalan broj jednovalentnih atoma (izvorno atoma vodonika ili hlora) koji mogu da se kombinuju sa atomom elementa koji se razmatra, ili sa fragmentom, ili za koji atom ovog elementa može biti zamenjen.

Alternativni savremeni opis je:[5]

Broj atoma vodonika koji se mogu kombinovati sa elementom u binarnom hidridu ili dvostruko veći broj atoma kiseonika koji se kombinuju sa elementom u njegovom oksidu ili oksidima.

Ova definicija se razlikuje od IUPAC definicije, jer se za element može reći da ima više od jedne valencije.

Veoma slična moderna definicija data u jednom nedavnom članku definiše valenciju određenog atoma u molekulu kao „broj elektrona koji atom koristi u vezivanju“, sa dve ekvivalentne formule za izračunavanje valencije:[6]

valencija = broj elektrona u valentnoj ljusci slobodnog atoma - broj nevezujućih elektrona atomu u molekulu,
i
valencija = broj veza + formalni naboj.

Istorijski razvojУреди

Etimologija reči valencija (množina valencije) i valenca (množina valence) može se pratiti unazad do 1425, sa značenjem „ekstrakt, priprema”, od latinskog valentia „jačina, kapacitet”, od ranijeg valor „vredi, vrednost”, a hemijsko značanje „moć kombinovanja elemenata” je zabeleženo od 1884, od nemačkog Valenz.[7]

 
Vilijam Higinsove kombinacije ultimatnih čestica (1789)

Koncept valencije razvijen je u drugoj polovini 19. veka i pomogao je da se uspešno objasni molekularna struktura neorganskih i organskih jedinjenja.[3] Potraga za osnovnim uzrocima valencije dovela je do savremenih teorija hemijske veze, uključujući kubni atom (1902), Luisove strukture (1916), teoriju valentnih veza (1927), molekularne orbitale (1928), teoriju odbijanja elektronskih parova valentne ljuske (1958), i sve napredne metode kvantne hemije.

Godine 1789, Vilijam Higins objavio je stavove o onome što je nazvao kombinacijama „krajnjih“ čestica, što je nagoveštavalo koncept valentnih veza.[8] Ako bi, na primer, prema Higinsu, sila između krajnje čestice kiseonika i krajnje čestice azota bila 6, tada bi snaga sile bila podeljena u skladu s tim, a takođe i za ostale kombinacije krajnjih čestica (pogledajte ilustraciju).

Tačan početak, međutim, teorije hemijskih valencija može se pratiti do članka Edvarda Franklanda iz 1852. godine u kojem je kombinovao stariju radikalnu teoriju sa razmišljanjima o hemijskom afinitetu da bi pokazao da određeni elementi imaju tendenciju da se kombinuju sa drugim elementima da formiraju jedinjenja koja sadrže 3, i.e. u grupama sa 3 atoma (npr. NO3, NH3, NI3, itd) ili 5, i.e. u grupama sa 5 atoma (npr. NO5, NH4O, PO5, itd), ekvivalenti od priloženih elemenata. Prema njegovim rečima, ovo je način na koji se njihovi afiniteti najbolje zadovoljavaju, i sledeći ove primere i postulate, izjavljuje koliko je očigledno da[9]

Maksimalne valencije elemenataУреди

Maksimalne valencije za elemente zasnovane su na podacima sa liste oksidacionih stanja elemenata.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Grupa →
↓ Perioda
1 1
H
2
He
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
57
La
  72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89
Ac
  104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
Fl
115
Mc
116
Lv
117
Ts
118
Og
 
  58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
  90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
Maksimalne valencije za elemente zasnovane su na podacima sa liste oksidacionih stanja elemenata.

ReferenceУреди

  1. ^ Pure Appl. Chem. 66: 1175 (1994).
  2. ^ Međunarodna unija za čistu i primenjenu hemiju. "valence". Kompendijum Hemijske Terminologije Internet edition.
  3. 3,0 3,1 Partington, James Riddick (1921). A text-book of inorganic chemistry for university students (1st изд.). OL 7221486M. 
  4. ^ IUPAC Gold Book definition: valence
  5. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  6. ^ Parkin, Gerard (мај 2006). „Valence, Oxidation Number, and Formal Charge: Three Related but Fundamentally Different Concepts”. Journal of Chemical Education. 83 (5): 791. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed083p791. 
  7. ^ Harper, Douglas. „valence”. Online Etymology Dictionary. 
  8. ^ Partington, J.R. (1989). A Short History of Chemistry . Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65977-1. 
  9. ^ Frankland, E. (1852). „On a New Series of Organic Bodies Containing Metals”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 142: 417—444. S2CID 186210604. doi:10.1098/rstl.1852.0020. 

Spoljašnje vezeУреди