Articles

Valență (chimie)

etimologia cuvintelor valență (valențe plurale) și valență (valențe plurale) datează din 1425, însemnând „extract, preparat”, din latină valentia „putere, capacitate”, din valoarea anterioară „valoare, valoare”, iar semnificația chimică referitoare la „puterea de combinare a unui element” este înregistrată din 1884, din germană Valenz.

combinațiile de particule finale ale lui William Higgins (1789)

conceptul de valență a fost dezvoltat în a doua jumătate a secolului al 19-lea și a ajutat la explicarea cu succes a structurii moleculare a particulelor compuși.Căutarea cauzelor care stau la baza valenței a dus la teoriile moderne ale legăturii chimice, inclusiv atomul cubic (1902), structurile Lewis (1916), teoria legăturii de valență (1927), orbitalii moleculari (1928), teoria respingerii perechilor de electroni cu coajă de valență (1958) și toate metodele avansate de chimie cuantică.

în 1789, William Higgins a publicat opinii despre ceea ce el a numit combinații de particule „ultime”, care prefigurau conceptul de legături de valență. Dacă, de exemplu, conform lui Higgins, forța dintre particula finală de oxigen și particula finală de azot ar fi 6, atunci puterea forței ar fi împărțită în consecință și, de asemenea, pentru celelalte combinații de particule finale (vezi ilustrația).cu toate acestea, începutul exact al teoriei valențelor chimice poate fi urmărit într-o lucrare din 1852 a lui Edward Frankland, în care a combinat teoria radicală mai veche cu gânduri despre afinitatea chimică pentru a arăta că anumite elemente au tendința de a se combina cu alte elemente pentru a forma compuși care conțin 3, adică., în grupurile cu 3 atomi (de exemplu, NO3, NH3, NI3 etc.) sau 5, adică în grupurile cu 5 atomi (de exemplu, NO5, NH4O, PO5 etc.), echivalente ale elementelor atașate. Potrivit lui, acesta este modul în care afinitățile lor sunt cel mai bine satisfăcute și, urmând aceste exemple și postulate, el declară cât de evident este că

predomină o tendință sau o lege (aici) și că, indiferent care ar fi caracterele atomilor care se unesc, puterea de combinare a elementului atrăgător, dacă mi se permite termenul, este întotdeauna satisfăcută de același număr al acestor atomi.

această „putere de combinare” a fost numită ulterior cuantivalență sau valență (și valență de către chimiștii americani). În 1857 August Kekul a propus valențe fixe pentru multe elemente, cum ar fi 4 Pentru carbon, și le-a folosit pentru a propune formule structurale pentru multe molecule organice, care sunt încă acceptate astăzi.majoritatea chimiștilor din secolul 19 au definit valența unui element ca numărul legăturilor sale fără a distinge diferite tipuri de valență sau de legătură. Cu toate acestea, în 1893 Alfred Werner a descris complexe de coordonare a metalelor de tranziție, cum ar fi Cl3, în care a distins valențele principale și subsidiare (germană: ‘Hauptvalenz’ și ‘Nebenvalenz’), corespunzătoare conceptelor moderne de stare de oxidare și, respectiv, număr de coordonare.

pentru elementele grupului principal, în 1904 Richard Abegg a considerat valențe pozitive și negative (stări de oxidare maxime și minime) și a propus regula lui Abegg în sensul că diferența lor este adesea 8.

electroni și valențăedit

modelul Rutherford al atomului nuclear (1911) a arătat că exteriorul unui atom este ocupat de electroni, ceea ce sugerează că electronii sunt responsabili pentru interacțiunea atomilor și formarea legăturilor chimice. În 1916, Gilbert N. Lewis a explicat valența și legătura chimică în ceea ce privește tendința atomilor (grupului principal) de a obține un octet stabil de 8 electroni cu coajă de valență. Potrivit lui Lewis, legătura covalentă duce la octeți prin împărțirea electronilor, iar legătura ionică duce la octeți prin transferul de electroni de la un atom la altul. Termenul de covalență este atribuit lui Irving Langmuir, care a declarat în 1919 că „numărul de perechi de electroni pe care orice atom dat îl împarte cu atomii adiacenți se numește covalența acelui atom”. Prefixul co-înseamnă „împreună”, astfel încât o legătură co-valentă înseamnă că atomii împărtășesc o valență. Ulterior, acum este mai obișnuit să vorbim despre legături covalente mai degrabă decât despre valență, care a căzut din uz în lucrările de nivel superior din progresele teoriei legăturii chimice, dar este încă utilizat pe scară largă în studiile elementare, unde oferă o introducere euristică a subiectului.

în anii 1930, Linus Pauling a propus că există și legături covalente polare, care sunt intermediare între covalent și ionic și că gradul de caracter ionic depinde de diferența de electronegativitate a celor doi atomi legați.

Pauling a considerat, de asemenea, molecule hipervalente, în care elementele grupului principal au valențe aparente mai mari decât maximul de 4 permis de regula octetului. De exemplu, în molecula de hexafluorură de sulf (SF6), Pauling a considerat că sulful formează 6 legături adevărate cu doi electroni folosind orbitali atomici hibrizi sp3d2, care combină unul S, trei P și doi orbitali D. Cu toate acestea, mai recent, calculele mecanice cuantice asupra acestei molecule și a moleculelor similare au arătat că rolul orbitalilor d în legătură este minim și că molecula SF6 ar trebui descrisă ca având 6 legături covalente polare (parțial ionice) realizate din doar patru orbitali pe sulf (unul s și trei p) în conformitate cu regula octetului, împreună cu șase orbitali pe fluorine. Calcule similare privind moleculele de metal de tranziție arată că rolul orbitalilor p este minor, astfel încât unul S și cinci orbitali d pe metal sunt suficiente pentru a descrie legătura.