Εξηγούμε τι είναι σθένος στη χημεία και ποια είναι τα είδη σθένους. Επίσης, παραδείγματα ορισμένων χημικών στοιχείων.
Τι είναι η Βαλένθια;
Σε χημεία, μιλάμε για σθένος για να αναφερθούμε στον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει ένα άτομο ενός δεδομένου χημικού στοιχείου στο τελευταίο επίπεδο του Ενέργεια. Ένας άλλος τρόπος ερμηνείας του σθένους είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που ένα άτομο ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου πρέπει να εγκαταλείψει ή να δεχθεί για να ολοκληρώσει το τελευταίο ενεργειακό του επίπεδο. Αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν ιδιαίτερη σημασία, καθώς είναι υπεύθυνοι για το σχηματισμό χημικών δεσμών, για παράδειγμα, ομοιοπολικούς δεσμούς (συσθενές: μοιράζονται σθένος). Αυτά τα ηλεκτρόνια είναι που παρεμβαίνουν στο χημικές αντιδράσεις.
Ένα άτομο μπορεί να έχει ένα ή περισσότερα σθένη. Για αυτόν τον λόγο αυτή η έννοια (δημιουργήθηκε τον δέκατο ένατο αιώνα για να εξηγήσει τις «συγγένειες» μεταξύ των διαφορετικών άτομα γνωστό) έχει αντικατασταθεί με αυτόν του «αριθμού οξείδωσης», που τελικά αντιπροσωπεύει πρακτικά το ίδιο πράγμα.
Για παράδειγμα, το άτομο υδρογόνου έχει σθένος 1, που σημαίνει ότι μπορεί να μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο στο τελευταίο του κέλυφος. Ο άνθρακας, από την άλλη, έχει σθένος 2 ή 4, δηλαδή μπορεί να δώσει δύο ή τέσσερα ηλεκτρόνια. Ως εκ τούτου, ο αριθμός σθένους αντιπροσωπεύει την ικανότητα του στοιχείου να αποκτά ή να δίνει ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης ή Χημικός δεσμός.
Σε όλη την ιστορία, η έννοια του σθένους επέτρεψε την ανάπτυξη θεωριών σχετικά με τους χημικούς δεσμούς, όπως:
- Δομή Lewis. Είναι μια δισδιάστατη αναπαράσταση του μόρια ή το ιόντων, όπου οι ομοιοπολικοί δεσμοί αντιπροσωπεύονται με παύλες και τα μη κοινά ηλεκτρόνια με τελείες. Εάν υπάρχουν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων στις δομές, αυτά αντιπροσωπεύονται από δύο σημεία.
- Η θεωρία του δεσμού σθένους. Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι το κεντρικό άτομο σε ένα μόριο τείνει να σχηματίζει ζεύγη ηλεκτρονίων, κάτι που εξαρτάται από τους γεωμετρικούς περιορισμούς του μορίου και τη συμμόρφωση με τον κανόνα της οκτάδας (τα ιόντα του χημικά στοιχεία πρέπει να ολοκληρώσουν το τελευταίο ενεργειακό τους επίπεδο με 8 ηλεκτρόνια για να φτάσουν σε μια πιο σταθερή διαμόρφωση).
- Η θεωρία των μοριακών τροχιακών. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα ηλεκτρόνια δεν αποδίδονται σε μεμονωμένους δεσμούς μεταξύ των ατόμων (όπως αναφέρεται στη δομή Lewis), αλλά αυτά τα ηλεκτρόνια κινούνται σε όλο το μόριο υπό την επίδραση των ατομικών πυρήνων.
- Η θεωρία απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων του φλοιού σθένους. Αυτή η θεωρία βασίζεται στην ηλεκτροστατική απώθηση των ηλεκτρονίων σθένους ενός ατόμου, τα οποία απωθούνται αμοιβαία μεταξύ τους μέχρι να φτάσουν σε μια διάταξη στο διάστημα, όπου τελικά δεν απωθούν πλέον το ένα το άλλο και η γεωμετρία του μορίου ορίζεται σε αυτή τη διαμόρφωση.
Τύποι σθένους
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι σθένους:
- Μέγιστο θετικό σθένος. Αντανακλά τη μέγιστη συνδυαστική ικανότητα ενός ατόμου, δηλαδή τον μεγαλύτερο αριθμό ηλεκτρονίων που μπορεί να δώσει. Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, επομένως ένα άτομο που τα παρατά παίρνει θετικό σθένος (+).
- Αρνητική Βαλένθια. Αντιπροσωπεύει την ικανότητα ενός ατόμου να συνδυάζεται με ένα άλλο που έχει θετικό σθένος. Τα άτομα που λαμβάνουν ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό σθένος (-).
Βαλένθια των στοιχείων
Τα γνωστά σθένη ορισμένων στοιχείων του Περιοδικός Πίνακας έχουν ως εξής:
- Υδρογόνο (Η): 1
- Άνθρακας (C): 2, 4
- Νάτριο (Na): 1
- Κάλιο (Κ): 1
- Αλουμίνιο (Al): 3
- Υδράργυρος (Hg): 1, 2
- Ασβέστιο (Ca): 2
- Σίδηρος (Fe): 2, 3
- Μόλυβδος (Pb): 2, 4
- Χρώμιο (Cr): 2, 3, 6
- Μαγγάνιο (Mn): 2, 3, 4, 6, 7
- Χλώριο (Cl): 1, 3, 5, 7
- Οξυγόνο (Ο): 1,2
- Θείο (S): 2, 4, 6
- Άζωτο (Ν): 1, 2, 3, 4, 5
- Αρσενικό (ως): 3, 5
- Βόριο (Β): 3
- Πυρίτιο (Si): 4
- Χρυσός (Au): 1, 3
- Ασήμι (Ag): 1
- Φώσφορος (Ρ): 3, 5
- Ακτίνα (Ra): 2
- Μαγνήσιο (Mg): 2
- Χαλκός (Cu): 1, 2