Valencije, kemijske formule i imenovanje kemijskih spojeva
Valencija
Sposobnost atoma nekoga elementa da se veže s određenim brojem atoma nekoga drugog elementa nazivamo valencija. Naziv valencija dolazi od latinske riječi valere, što znači vrijediti. Valencije se označuju rimskim brojevima: I, II, III, IV, V, VI, VII. Uobičajeno se pišu iznad simbola kemijskoga elementa u spoju.
Uvodnu formulu u objašnjenje valencija možemo prikazati pomoću 1. riješenog primjera.
1. riješeni primjer
Proučite modele sljedećih molekula; klorovodika, HCl, vode, H2O, amonijaka, NH3, i metana, CH4. Je li u navedenim molekulama atom klora, atom kisika, atom dušika i atom ugljika povezan s jednakim ili različitim brojem atoma vodika?
Molekula klorovodika, HCl, građena je od jednog atoma klora i jednog atoma vodika.
Molekula vode, H2O, građena je od dva atoma vodika i jednog atoma kisika.
U molekuli amonijaka, NH3, tri su atoma vodika vezana na jedan atom dušika.
U molekuli metana, CH4, četiri atoma vodika vezana su na jedan atom ugljika.
Možemo li na temelju broja atoma vodika vezanih na atom klora, kisika, dušika i ugljika u molekuli klorovodika, vode, amonijaka i metana zaključiti koliko je valentan pojedini element (klor, kisik, dušik i ugljik) u tim spojevima?
Zaključak
Atom vodika uvijek ima valenciju jedan – atom vodika uvijek je jednovalentan. Valencije ostalih elemenata određuju se prema tome koliko atoma vodika vežu njegovi atomi. Na temelju toga možemo zaključiti da je klor u molekuli klorovodika, HCl, jednovalentan, jer se veže samo s jednim atomom vodika. U molekuli vode, H2O, dva su atoma vodika vezana na atom kisika pa je kisik dvovalentan. U molekuli amonijaka, NH3, dušik je trovalentan, jer se veže s tri atoma vodika, dok je ugljik u metanu, CH4, četverovalentan budući da se veže s četiri atoma vodika.
2. riješeni primjer
Ako su poznate valencije elemenata, kemijske formule mogu se sastaviti na sljedeći način:
- korak: napišite simbole elemenata [latex]Al[/latex] i [latex]O[/latex]
- korak: napišite iznad simbola elemenata valencije: [latex]{\overset{\textrm{III}}{\textrm{Al}}}[/latex] [latex]{\overset{\textrm{II}}{\textrm{O}}}[/latex]
- korak: nađite najmanji zajednički nazivnik za valencije III i II, a to je 6
- korak: najmanji zajednički nazivnik podijelite valencijom elemenata i dobiveni broj atoma elementa zapišite kao indeks:
| [latex]{\overset{\textrm{III}}{\text{\textrm{Al} }}}[/latex] | [latex]6:3=2\longrightarrow Al_2[/latex] |
| [latex]{\overset{\textrm{II}}{\text{\textrm{O} }}}[/latex] | [latex]6:2=3\longrightarrow O_3[/latex] |
U spojevima koji se sastoje od atoma dvaju elemenata zbroj valencija atoma jednog elementa mora biti jednak zbroju valencija atoma drugog elementa.
5. korak: napišite kemijsku formulu spoja, a to je [latex]Al_2O_3[/latex]
Neki elementi imaju istu valenciju u svim spojevima (kažemo stalnu valenciju), a neki elementi grade spojeve u kojima njihova valencija nije ista (kažemo da imaju promjenjivu valenciju). U 1. tablici navedeni su elementi sa stalnom valencijom.
| jednovalentni | dvovalentni | trovalentni |
| vodik, H | kisik, O | aluminij, Al |
| natrij, Na | kalcij, Ca | |
| kalij, K | magnezij, Mg | |
| litij, Li | barij, Ba | |
| fluor, F | cink, Zn |
| elementi glavnih skupina periodnog sustava elemenata | valencija |
|
elementi 1. skupine (H, Li, Na, K, Rb, Cs i Fr) |
jednovalentni |
|
elementi 2. skupine (Be, Mg, Ca, Sr, Ba i Ra) |
dvovalentni |
|
elementi 13. skupine (B, Al, Ga, In i Tl) |
u pravilu trovalentni |
|
elementi 14. skupine (C, Si, Ge, Sn i Pb) |
u pravilu su četverovalentni (ali neki mogu biti i dvovalentni) |
|
elementi 15. skupine (N, P, As, Sb i Bi) |
u pravilu su tro- i peterovalentni |
|
elementi 16. skupine (O, S, Se, Te i Po) |
u pravilu dvovalentni (svi osim kisika mogu biti još i četvero- i šesterovalentni) |
|
elementi 17. skupine (F, Cl, Br, I i At) |
u pravilu su jednovalentni (svi osim fluora mogu biti još i tro-, petero- i sedmerovalentni) |
|
* elementi 18. skupine (He, Ne, Ar, Kr, Xe i Rn) u pravilu ne grade kemijske spojeve |
|