València

Agrupació de valències químiques

En química, la valència, també coneguda com número de valència, és una mida de la cantitat de enllaços químics formats pels àtoms d'un element químic. Durant el sigle XX, el concepte de valència ha evolucionat en un ampli ranc d'aproximacions per a descriure l'enllaç químic, incloent estructura de Lewis (1916), la teoria de l'enllaç de valència (1927), la teoria dels orbitals moleculars (1928), la teoria de repulsió de pars electrònics de la capa de valència (1958) i tots els métodos alvançats de química quàntica.

Història

La etimologia de la paraula "valència" prové de l'any 1425, significant "extracte, preparació", del llatí valentia "força, capacitat", i el significat químic referint-se al "poder combinant d'un element" està registrat des de 1884, de l'alemà Valenz.

En l'any 1789, William Higgins va publicar esbossos sobre lo que ell va nomenar combinacions de partícules "últimes", que esbossaven el concepte de enllaços de valència. Si, per eixemple, d'acort en Higgins, la força entre la partícula última d'oxigen i la partícula última de nitrogen era 6, despuix la força de l'enllaç hauria de ser dividida acortment, i de modo paregut per a les atres combinacions de partícules últimes:

No obstant, l'incepció no exacta de la teoria de les valències químiques pot ser rastrejada en una publicació de Edward Frankland, en la que va combinar les velles teories dels radicals lliures i "teoria de tipos" en conceptes sobre afinitat química per a mostrar que certs elements tenen la tendència a combinar-se en atres elements per a formar composts contenint 3 equivalents de l'àtom unit, per eixemple, en els grups de tres àtoms (vg. NO₃, NH₃, NI₃, etc.) o 5, per eixemple en els grups de cinc àtoms (vg. NO₅, NH₄O, PO₅, etc.) És en este modo, segons Franklin, que les seues afinitats estan millor satisfetes. Seguint estos eixemples i postulats, Franklin va declarar quant obvi açò és que:

Una tendència o llei prevalix (ací), i que, no importa que puguen ser els caràcters dels àtoms que s'unixen, el poder combinant dels elements atraents, si em puc permetre el terme, se satisfà sempre pel mateix número d'estos àtoms.

Este "poder combinant" fon denominat posteriorment cuantivalència o valència.

Vista general

El concepte fon desenrollat a mig del sigle XIX, en un intent per racionalisar la formula química de composts químics diferents. En l'any 1919, Irving Langmuir, va prendre prestat el terme per a explicar el model de àtom cúbic de Gilbert N. Lewis al enunciar que "el número de parells de electrons que qualsevol àtom donat compartix en l'àtom adjacent és denominat la covalència de l'àtom." El prefix co- significa "junt", aixina que un enllaç co-valent significa que els àtoms compartixen valència. d'ací, si un àtom, per eixemple, té una valència +1, significa que va perdre un electró, i un atre en una valència de -1, significa que té un electró adicional. Despuix, un enllaç entre estos dos àtoms resultaria perqué es complementarien o compartirien les seues tendències en el balanç de la valència. Subsegüentment, ara és més comú parlar de enllaç covalent en conte de "valència", que ha caigut en desús del nivell més alt de treball, en els alvanços en la teoria de l'enllaç químic, pero encara és usat àmpliament en estudis elementals a on proveïx una introducció heurística a la matèria.

Definició del "número d'enllaços"

Es creïa originàriament que el número d'enllaços formats per un element donat era una propietat química fixa i, en efecte, en molts cassos, és una bona aproximació. Per eixemple, en molts dels seus composts, el carbono forma quatre enllaços, el oxigen dos i el hidrogen u. No obstant, pronte es va fer aparent que, per a molts elements, la valència podria variar entre composts diferents. Un dels primers eixemples en ser identificat era el fòsfor, que algunes vegades es comporta com si tinguera una valència de tres, i atres com si tinguera una valència de cinc. Un método sobre este problema és especificar la valència per a cada compost individual: encara que elimina molt de la generalitat del concepte, açò ha donat orige a l'idea de número d'oxidació (usat en la nomenclatura Estoc i a la notació lambda en la nomenclatura IUPAC de química inorgànica.

Definició IUPAC

La Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) ha fet alguns intents d'arribar a una definició desambigua de valència. La versió actual, adoptada en l'any 1994, és la següent:

El màxim número d'àtoms univalents (originàriament àtoms de hidrogen o clor) que poden combinar-se en un àtom de l'element en consideració, o en un fragment, o per al qual un àtom d'este element pot ser substituït.

Esta definició reimpon una valència única per a cada element a costa de despreciar, en molts cassos, una gran part de la seua química.La menció de l'hidrogen i el clor és per raons històriques, encara que abdós en la pràctica formen composts principalment en els que els seus àtoms formen un enllaç simple. Les excepcions en el cas de l'hidrogen inclouen el ió bifluorur, [HF₂]^-, i els diversos hidrurs de bor com ara el diborà: estos són eixemples de enllaç de tres centres. El clor forma un número de fluorur—ClF, ClF₃ i ClF₅—I el seu valència, d'acort en la definició de la IUPAC, és cinc. El flúor és l'element per al que el número més gran d'àtoms es combinen en àtoms d'atres elements: és univalent en tots els seus composts, excepte en l'ió [H₂F]⁺. En efecte, la definició IUPAC a soles pot ser resolta al fixar les valències de l'hidrogen i el flúor com u, convenció que ha segut seguida ací.

Valències dels elements

Les valències de la majoria dels elements es basen en el fluorur més alt conegut.

Atres crítiques al concepte de valència

• La valència d'un element no sempre és igual al seu estat d'oxidació més alt: les excepcions inclouen al ruteni, osmi i xenó, que tenen valències de sis (hexafluorurs), pero que poden formar composts en oxigen en l'estat d'oxidació +8, i clor, que té una valència de cinc, pero un estat d'oxidació màxim de +7 (en els perclorats).
• El concepte de "combinació" no pot ser igualat en el número d'enllaços formats per un àtom. En el fluorur de liti (que té l'estructura del NaCl, cada àtom de liti està rodejat per sis àtoms de flúor, mentres que la valència del liti és universalment presa com u, com sugerix la fòrmula LiF. En la fase gaseosa, el LiF existix com a molècules discretes diatòmiques com les valències sugeririen.

Referències

• Alan J. Rocke (1984). El atomismo químico en el siglo XIX: From Dalton to Cannizzaro. Ohio State University Press
• Harper, Douglas. «valence». Online Etymology Dictionary
• Partington, James Riddick (1 de enero de 1989). A Short History of Chemistry (en anglés). Courier Corporation. ISBN 978-0-486-65977-0

Bibliografia

• 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
• Franklin, E. (1852). Phil. Trans., vol. cxlii, 417
• Magnusson, Eric (1990). «Moléculas hipercoordinadas de elementos de segunda fila: ¿funciones d u orbitales d?». J. Am. Chem. Soc. 112 (22): 7940-7951. doi:10.1021/ja00178a014
• Parkin, Gerard (May 2006). «Valencia, Número de Oxidación y Carga Formal: Tres conceptos relacionados pero fundamentalmente diferentes». Journal of Chemical Education 83 (5): 791. ISSN 0021-9584

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre València.

• Taules de valencies (Castellà)