Nous expliquons ce qu'est la valence en chimie et quels sont les types de valence. Aussi, des exemples de certains éléments chimiques.
Qu'est-ce que Valence?
Dans chimie, on parle de valence pour désigner le nombre d'électrons qu'un atome d'un élément chimique donné possède à son dernier niveau de énergie. Une autre façon d'interpréter la valence est le nombre d'électrons qu'un atome d'un certain élément chimique doit abandonner ou accepter pour compléter son dernier niveau d'énergie. Ces électrons sont d'une importance particulière, car ils sont responsables de la formation de liaisons chimiques, par exemple, des liaisons covalentes (covalent : ils partagent la valence). Ce sont ces électrons qui interviennent dans le réactions chimiques.
Un atome peut avoir une ou plusieurs valences. C'est pourquoi ce concept (créé au XIXe siècle pour expliquer les « affinités » entre les différentes atomes connu) a été remplacé par celui de "nombre d'oxydation", qui représente finalement pratiquement la même chose.
Par exemple, l'atome d'hydrogène a la valence 1, ce qui signifie qu'il peut partager un électron dans sa dernière couche ; le carbone, quant à lui, a une valence de 2 ou 4, c'est-à-dire qu'il peut céder deux ou quatre électrons. Par conséquent, le nombre de valence représente la capacité de l'élément à gagner ou à céder des électrons au cours d'une réaction ou Liaison chimique.
Tout au long de l'histoire, le concept de valence a permis le développement de théories concernant les liaisons chimiques, telles que :
- structure de Lewis. Il s'agit d'une représentation en deux dimensions de la molécules ou la ions, où les liaisons covalentes sont représentées par des tirets et les électrons non partagés par des points. S'il y a des paires d'électrons isolés dans les structures, elles sont représentées par deux points.
- La théorie de la liaison de valence. Cette théorie stipule que l'atome central d'une molécule a tendance à former des paires d'électrons, ce qui dépend des limitations géométriques de la molécule et du respect de la règle de l'octet (les ions de la éléments chimiques doivent compléter leur dernier niveau d'énergie avec 8 électrons pour atteindre une configuration plus stable).
- La théorie des orbitales moléculaires. Selon cette théorie, les électrons ne sont pas affectés à des liaisons individuelles entre les atomes (comme indiqué dans la structure de Lewis), mais ces électrons se déplacent dans toute la molécule sous l'influence des noyaux atomiques.
- La théorie de la répulsion des paires d'électrons de la couche de valence. Cette théorie est basée sur la répulsion électrostatique des électrons de valence d'un atome, qui se repoussent mutuellement jusqu'à atteindre un arrangement dans l'espace, où finalement ils ne se repoussent plus et la géométrie de la molécule est définie dans cette configuration.
Types de valence
Il existe deux types de valence différents :
- Valence positive maximale. Il reflète la capacité combinatoire maximale d'un atome, c'est-à-dire le plus grand nombre d'électrons qu'il peut céder. Les électrons sont chargés négativement, donc un atome qui les cède obtient une valence positive (+).
- Négatif Valence. Représente la capacité d'un atome à se combiner avec un autre qui a une valence positive. Les atomes qui reçoivent des électrons ont une valence négative (-).
Valence des éléments
Les valences connues de certains éléments du table périodique sont les suivants:
- Hydrogène (H): 1
- Carbone (C) : 2, 4
- Sodium (Na) : 1
- Potassium (K): 1
- Aluminium (Al): 3
- Mercure (Hg): 1, 2
- Calcium (Ca): 2
- Fer (Fe): 2, 3
- Plomb (Pb): 2, 4
- Chrome (Cr): 2, 3, 6
- Manganèse (Mn) : 2, 3, 4, 6, 7
- Chlore (Cl): 1, 3, 5, 7
- Oxygène (O): 1,2
- Soufre (S) : 2, 4, 6
- Azote (N): 1, 2, 3, 4, 5
- Arsenic (As): 3, 5
- Bore (B): 3
- Silicium (Si): 4
- Or (Au) : 1, 3
- Argent (Ag) : 1
- Phosphore (P): 3, 5
- Rayon (Ra) : 2
- Magnésium (Mg): 2
- Cuivre (Cu): 1, 2