Variabel valens:Hvordan elementer ændrer deres ladningstilstande i kemi

Af David Stewart • Opdateret 24. marts 2022

Elektroner kredser om en atomkerne i diskrete energiniveauer. De yderste elektroner - kendt som valenselektroner - bestemmer, hvordan et atom interagerer med andre. Atomer stræber efter at nå en stabil konfiguration svarende til den nærmeste ædelgas, typisk ved at donere, acceptere eller dele disse elektroner. Denne adfærd omtales som et atoms valens.

TL;DR

Variabel valens beskriver et elements evne til at udvise forskellige ladningstilstande afhængigt af reaktionen. For eksempel danner jern FeO med en +2 valens og Fe2O3 med en +3 valens.

Valens og binding

Når et atom donerer eller accepterer valenselektroner, skaber det ofte en ionbinding. Omvendt, når atomer deler disse elektroner, dannes en kovalent binding. Begge typer bindinger er centrale for kemiske forbindelsers struktur og egenskaber.

Variabel Valency

Nogle elementer klæber ikke til en enkelt valens. Deres oxidationstilstande varierer med det kemiske miljø, hvilket påvirker egenskaberne af de resulterende forbindelser. Jerns skift fra +2 i ferrooxid (FeO) til +3 i ferrioxid (Fe2O3) eksemplificerer dette fænomen. Den magnetiske opførsel af disse oxider adskiller sig tilsvarende.

Elementer, der udviser variabel valens

• Overgangsmetaller:jern (Fe), nikkel (Ni), kobber (Cu), tin (Sn)
• Ikke-metaller:nitrogen (N), oxygen (O), brint (H)

Eksempler omfatter hydrogenperoxid (H2O2), hvor brint har en +2 valens, versus vand (H2O), hvor hydrogen er +1. Nitrogen forekommer i ammonium (NH4+), hvor det har en -3 valens, og i lattergas (N2O), hvor det er +1.

Repræsenterer variabel valens

Kemikere angiver et grundstofs oxidationstilstand med et romertal i hævet ved siden af dets symbol. For eksempel P ^V Cl5 angiver, at fosfor er i tilstanden +5 i fosforpentachlorid.

Data hentet fra International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) og standardlærebøger om uorganisk kemi.