Valencia de los elementos químicos

Definición de valencia

La valencia se define como el número de enlaces que un átomo de un elemento químico puede crear al unirse con otros átomos. ¿Qué más debemos saber sobre la valencia de los elementos químicos?

• La valencia de los elementos se expresa en números romanos;
• en el caso de elementos químicos que se combinan en compuestos creando enlaces covalentes, la valencia se puede determinar en base a una fórmula estructural (la valencia de un elemento es igual al número de enlaces creados por un átomo dado de ese elemento en el compuesto);
• la valencia de los elementos en estado elemental es siempre cero;
• para los iones, la valencia de un elemento es igual en número a la carga de ese ion (excluyendo los signos positivo y negativo).

Valencia y estado de oxidación de un elemento químico

Los términos de valencia y estado de oxidación de un elemento a menudo se usan indistintamente. ¿Está esto justificado? Desafortunadamente, tal enfoque de estos conceptos es incorrecto. La razón principal por la que se equivocan es su representación gráfica: ambos términos utilizan números romanos. El estado de oxidación de un elemento que compone una determinada sustancia se define como el número de cargas positivas o negativas que podrían atribuirse a los átomos de ese elemento si las moléculas de esa sustancia tuvieran estructura iónica, es decir, si fueran capaces de descomponerse. en iones. Lo que es importante, el término ‘estado de oxidación’ es convencional, ya que por definición asume la presencia de enlaces iónicos únicamente, lo que no siempre es el caso. Por tanto, mientras que el estado de oxidación determina la carga de un hipotético ion producido por la descomposición de un compuesto químico, la valencia define el número de enlaces que puede formar el elemento. Además, el estado de oxidación toma valores positivos y negativos, a diferencia de la valencia, que siempre es positiva.

¿Cada elemento tiene una sola valencia?

Diferentes elementos químicos no interactúan de la misma manera. En consecuencia, su valencia varía según el elemento con el que forman un enlace. Siempre tenemos que indicar la valencia del elemento en el compuesto si toma más de un valor. Muchos elementos químicos presentan valencia variable. Qué compuesto químico está formado por el elemento, y cuáles son los otros componentes, determina la valencia del elemento. Por ejemplo, uno de esos elementos es el nitrógeno . Su valencia máxima es V. También puede tomar valores inferiores. Por ejemplo, en el ácido trioxonítrico (V) , la valencia del nitrógeno es V, mientras que en el ácido dioxonítrico (III) su valencia es menor e igual a III. Hay más ejemplos de este tipo. La tabla periódica de elementos proporciona una ayuda para determinar la valencia de un elemento químico . Para dar un ejemplo, la valencia de los elementos del grupo I es I y la valencia de los elementos del grupo II es II. El cloro y otros metales del grupo 17, que ocupan el último lugar en la fórmula (p. ej., …Cl), tienen una valencia de I. La tabla periódica también permite determinar la valencia máxima de elementos de los grupos principales en compuestos químicos con oxígeno e hidrógeno.

Determinación de las fórmulas de compuestos químicos a partir de su valencia.

En la naturaleza, los elementos químicos pueden ser más o menos propensos a la interacción para formar compuestos químicos. Con el uso de los símbolos de letras químicas mundialmente reconocidos y la valencia de los elementos individuales, anotamos los compuestos químicos mediante fórmulas. Distinguimos fórmulas estructurales, semiestructurales y moleculares.

Fórmula estructural

Con esta fórmula, podemos mostrar la estructura de una molécula de un compuesto químico específico. Incluye el tipo y la cantidad de átomos, así como todos los enlaces existentes entre ellos.

Fórmula semiestructural

En esta fórmula, creamos una especie de agrupación de elementos: agrupamos el carbono con los hidrógenos por separado de los grupos funcionales. Las fórmulas semiestructurales, en su notación, muestran los enlaces existentes entre los átomos de carbono subsiguientes y los grupos funcionales.

Fórmula molecular

La fórmula más común utilizada para la descripción simbólica de un compuesto químico, por ejemplo, la fórmula molecular del cloruro de sodio (sal común), es NaCl. Incluye el tipo y la cantidad de átomos. Así, cuando conocemos algunas reglas fundamentales relativas a la valencia de los elementos químicos, podemos anotar fácilmente la fórmula molecular y la fórmula estructural de una molécula que consta de dos elementos químicos:

• el primer paso es anotar los símbolos químicos de los elementos que forman el compuesto uno al lado del otro;
• luego, en la esquina superior derecha, con números romanos, escribimos sus valencias, que luego escribimos debajo de los elementos de abajo (¡en cruz!);
• las valencias anotadas forman la relación de masa de los elementos incluidos en el compuesto. Si esta no es la relación más baja, los números deben dividirse por su dividendo común;
• luego se deben escribir los números (en números arábigos) en la esquina inferior derecha de los símbolos químicos de los elementos (no escriba el número uno).

La fórmula estructural de un compuesto químico se crea de manera similar:

• primero escriba los símbolos de las letras de los elementos que forman el compuesto (como el número de átomos del elemento que se determinó anteriormente, según la fórmula molecular);
• por cada símbolo, escriba tantos puntos como la valencia del elemento correspondiente;
• une los puntos escritos entre los átomos (no puede quedar ningún punto); cada enlace representa un enlace químico.

Valencia de elementos químicos determinada ‘a simple vista

¿Es posible definir la valencia de un elemento químico en un compuesto químico ‘a simple vista’? Resulta posible, pero debemos recordar ser un poco cautelosos cuando usamos ese método. Muchos de nosotros asociamos el mundo de la química con frascos que contienen soluciones con una variedad de colores intensos. Tales soluciones se pueden obtener gracias principalmente a los metales que se muestran en el bloque d de la tabla periódica de elementos. La mayoría de estos metales tienen colores intensos que, con cierto grado de probabilidad, pueden indicar la valencia del elemento. Para dar un ejemplo:

• las sales de hierro (II) en soluciones son de color verde pálido y las sales de hierro (III) son amarillas,
• las sales de cobalto (II) son rosas y las sales de cobalto (III) son azules,
• las sales de cromo (II) en solución son azules y las sales de cromo (III) tienen un color violeta.