Валентность - это, как правило, число электронов, необходимое для заполнения внешней оболочки атома. Поскольку существуют исключения, более общее определение валентности - это число электронов, с которыми данный атом обычно связан, или число связей, которые образует атом. (Представьте себе железо, которое может иметь валентность 2 или 3).

Формальное определение валентности IUPAC - это максимальное количество одновалентных атомов, которые могут соединяться с атомом. Обычно определение основывается на максимальном количестве атомов водорода или хлора.

Обратите внимание, что IUPAC определяет только одно значение валентности (максимум), в то время как известно, что атомы способны отображать более одной валентности (например, медь обычно имеет валентность 1 или 2).

Пример: Нейтральный атом углерода имеет 6 электронов с конфигурацией электронной оболочки 1S² 2S² 2P². Углерод имеет валентность 4, поскольку для заполнения 2p-орбиты могут быть приняты 4 электрона.

Общие валентности

Атомы элементов в основной группе периодической таблицы могут отображать валентность между 1 и 7 (так как 8 - полный октет).

• Группа 1 (I) - обычно показывает валентность 1. Пример: Na в NaCl

• Группа 2 (II). Типичная валентность равна 2. Пример: Mg в MgCl₂.
  

• Группа 13 (III). Обычная валентность равна 3. Пример: Al в AlCl₃
  

• Группа 4 (IV). Обычная валентность равна 4. Пример: C в CO (двойная связь) или CH₄ (одинарные связи)
  

• Группа 5 (V) - обычные валентности 3 и 5. Примерами являются N в NH₃ и P в PH₅
  

• Группа 6 (VI). Типичные валентности 2 и 6. Пример: O в H₂O
  

• Группа 7 (VII). Обычные валентности 1 и 7. Примеры: Cl в HCl

Валентность против состояния окисления

Есть две проблемы с «валентностью».

• Во-первых, определение неоднозначно. Во-вторых, это просто целое число без знака, указывающее на то, получит ли атом электрон или потеряет его наиболее удаленный элемент. Например, валентность как водорода, так и хлора равна 1, но водород обычно теряет свой электрон, чтобы стать H⁺, в то время как хлор обычно получает дополнительный электрон, чтобы стать Cl^-

• Состояние окисления (степень окисления) является лучшим индикатором электронного состояния атома, поскольку оно имеет величину и знак. Также понятно, что атомы элемента могут отображать различные степени окисления в зависимости от условий.

• Знак положителен для электроположительных атомов и отрицателен для электроотрицательных атомов. Наиболее распространенная степень окисления водорода +8. Наиболее распространенная степень окисления для хлора -1.

Краткая история

Слово «валентность» было описано в 1425 году от латинского слова valēns, что означает силу или способность.

Понятие валентности было разработано во второй половине 19-го века для объяснения химической связи и молекулярной структуры. Теория химических валентностей была предложена в 1852 году Эдвардом Франклендом.