Valência de elementos químicos

Definição de valência

A valência é definida como o número de ligações que um átomo de um elemento químico pode criar ligando-se a outros átomos. O que mais devemos saber sobre a valência dos elementos químicos?

• A valência dos elementos é expressa em algarismos romanos;
• no caso de elementos químicos que se combinam em compostos por meio de ligações covalentes, a valência pode ser determinada a partir de uma fórmula estrutural (a valência de um elemento é igual ao número de ligações criadas por um determinado átomo desse elemento no composto);
• a valência dos elementos no estado elementar é sempre zero;
• para íons, a valência de um elemento é igual em número à carga desse íon (excluindo sinais positivos e negativos).

Valência e estado de oxidação de um elemento químico

Os termos de valência e estado de oxidação de um elemento são frequentemente usados de forma intercambiável. Isso é justificado? Infelizmente, tal abordagem a esses conceitos é incorreta. A principal razão pela qual eles estão errados é sua representação gráfica: ambos os termos usam algarismos romanos. O estado de oxidação de um elemento que compõe uma determinada substância é definido como o número de cargas positivas ou negativas que poderiam ser atribuídas aos átomos desse elemento se as moléculas dessa substância tivessem uma estrutura iônica, ou seja, se fossem capazes de se decompor em íons. O que é importante, o termo ‘estado de oxidação’ é convencional, pois por definição assume apenas a presença de ligações iônicas, o que nem sempre é o caso. Portanto, enquanto o estado de oxidação determina a carga de um íon hipotético produzido pela decomposição de um composto químico, a valência define o número de ligações que o elemento pode formar. Além disso, o estado de oxidação assume valores positivos e negativos, ao contrário da valência, que é sempre positiva.

Cada elemento tem apenas uma valência?

Diferentes elementos químicos não interagem da mesma maneira. Consequentemente, sua valência varia de acordo com o elemento com o qual eles formam um vínculo. Sempre temos que indicar a valência do elemento no composto se ele assumir mais de um valor. Muitos elementos químicos apresentam valência variável. Qual composto químico é formado pelo elemento, e quais são os outros componentes, determina a valência do elemento. Por exemplo, um desses elementos é o nitrogênio . Sua valência máxima é V. Também pode assumir valores menores. Por exemplo, no ácido trioxonítrico(V) , a valência do nitrogênio é V, enquanto no ácido dioxonítrico(III) sua valência é menor e igual a III. Existem mais exemplos desse tipo. Uma ajuda na determinação da valência de um elemento químico é fornecida pela tabela periódica dos elementos . Para dar um exemplo, a valência dos elementos do grupo I é I, e a valência dos elementos do grupo II é II. Cloro e outros metais do grupo 17, que vêm em último lugar na fórmula (por exemplo, …Cl), têm uma valência de I. A tabela periódica também permite determinar a valência máxima de elementos dos grupos principais em compostos químicos com oxigênio e hidrogênio.

Determinando as fórmulas de compostos químicos usando sua valência

Na natureza, os elementos químicos podem ser mais ou menos propensos à interação para formar compostos químicos. Com o uso de símbolos de letras químicas globalmente reconhecidos e a valência de elementos individuais, anotamos os compostos químicos usando fórmulas. Distinguimos fórmulas estruturais, semi-estruturais e moleculares.

Fórmula estrutural

Com esta fórmula, podemos mostrar a estrutura de uma molécula de um composto químico específico. Inclui o tipo e a quantidade de átomos, bem como todas as ligações existentes entre eles.

Fórmula semi-estrutural

Nesta fórmula, criamos uma espécie de agrupamento de elementos: agrupamos o carbono com os hidrogênios separadamente dos grupos funcionais. As fórmulas semiestruturais, em sua notação, mostram as ligações existentes entre átomos de carbono subsequentes e grupos funcionais.

Fórmula molecular

A fórmula mais comum usada para descrição simbólica de um composto químico, por exemplo, a fórmula molecular do cloreto de sódio (sal comum), é o NaCl. Inclui o tipo e a quantidade de átomos. Assim, quando conhecemos algumas regras fundamentais relativas à valência dos elementos químicos, podemos facilmente anotar a fórmula molecular e a fórmula estrutural de uma molécula composta por dois elementos químicos:

• o primeiro passo é anotar os símbolos químicos dos elementos que formam o composto um ao lado do outro;
• a seguir, no canto superior direito, com algarismos romanos, escrevemos suas valências, que depois escrevemos sob os elementos abaixo (em cruz!);
• as valências observadas formam a razão de massa dos elementos incluídos no composto. Se este não for o menor índice, os números devem ser divididos pelo seu dividendo ordinário;
• então os números devem ser escritos (em algarismos arábicos) no canto inferior direito dos símbolos químicos dos elementos (não escreva o número um).

A fórmula estrutural de um composto químico é criada de maneira semelhante:

• primeiro escreva os símbolos das letras dos elementos que formam o composto (como o número de átomos do elemento que foi determinado anteriormente, com base na fórmula molecular);
• ao lado de cada símbolo, escreva tantos pontos quanto for a valência do elemento correspondente;
• ligue os pontos escritos entre os átomos (não pode sobrar nenhum ponto); cada elo representa uma ligação química.

Valência de elementos químicos determinados ‘a olho nu

É possível definir a valência de um elemento químico em um composto químico ‘a olho nu’? Acontece que é possível, mas devemos nos lembrar de ser um pouco cautelosos ao usar esse método. Muitos de nós associamos o mundo da química a frascos contendo soluções com uma variedade de cores intensas. Tais soluções podem ser obtidas principalmente graças aos metais que são mostrados no bloco d da tabela periódica dos elementos. A maioria desses metais possui cores intensas que, com certa probabilidade, podem indicar a valência do elemento. Para dar um exemplo:

• sais de ferro(II) em soluções são verdes claros e sais de ferro(III) são amarelos,
• sais de cobalto (II) são rosa e sais de cobalto (III) são azuis,
• sais de cromo (II) em soluções são azuis e sais de cromo (III) têm uma cor violeta.