Põhiline erinevus valentsi ja oksüdatsiooniarvu vahel on see, et valentsus on maksimaalne elektronide arv, mida aatom võib stabiilseks muutumiseks kaotada, juurde saada või jagada, samas kui oksüdatsiooniarv on elektronide arv, mille aatom võib moodustada või kaotada. side teise aatomiga.
Terminad oksüdatsiooniarv ja valents on seotud aatomi valentselektronidega. Valentselektronid on elektronid, mis hõivavad aatomi äärepoolseimad orbitaalid. Nendel elektronidel on nõrk külgetõmme aatomituuma suhtes; seega saavad aatomid neid elektrone kergesti eemaldada või teiste aatomitega jagada. See elektronide kadu, suurenemine või jagamine põhjustab konkreetse aatomi oksüdatsiooninumbri ja valentsi ning lõpuks moodustab see kahe aatomi vahel keemilise sideme.
Mis on valents?
Valents on maksimaalne elektronide arv, mille aatom kaotab, suurendab või jagab, et muutuda stabiilseks. Metallide ja mittemetallide puhul kirjeldab okteti reegel aatomi kõige stabiilsemat vormi. Siin, kui aatomi välimise kesta arv on täielikult täidetud (selleks on vaja kaheksa elektroni), on see elektronide konfiguratsioon stabiilne. Teisisõnu, kui alamorbitaalid s ja p on täielikult täidetud ns2np6 konfiguratsiooniga, on aatom stabiilne.
Loomulikult on väärisgaasi aatomitel selline elektronkonfiguratsioon. Seetõttu peavad teised elemendid oktetireegli järgimiseks elektrone kas kaotama, võitma või jagama. Maksimaalne elektronide arv, mida aatom peab selle stabiliseerimise käigus kaotama, juurde saama või jagama, on selle aatomi valents.
Võtkem näiteks räni. Räni elektronide konfiguratsioon on 1s22s22p63s2 3p2 Kõige välimine kest on n=3 ja sellel on 4 elektroni. Seetõttu peaks see okteti lõpuleviimiseks hankima veel neli elektroni. Üldiselt võib räni okteti täiendamiseks teiste elementidega jagada 4 elektroni. Seega on räni valentsus 4.
Erinevate keemiliste elementide valents on erinev. Selle põhjuseks on asjaolu, et elektronid täidetakse orbitaalideni vastav alt nende orbitaalide energiatasemetele. Enamikul siirdemetallidel on aga sama valents; sageli on see 2. Kuid mõnel elemendil võib olla erinev valents, kuna aatom võib elektronide eemaldamisega stabiliseerida erinevates elektronkonfiguratsioonides.
Näiteks rauas (Fe) on elektronide konfiguratsioon [Ar]3d64s2 Seetõttu on raud on 2 (2 elektroni 4s2). Kuid mõnikord muutub raua valents 3-ks. Põhjus on selles, et 3d5 elektronide konfiguratsioon on stabiilsem kui 3d6 Seega eemaldatakse veel üks elektron koos 4s elektronidega stabiliseerivad rauda rohkem.
Mis on oksüdatsiooniarv?
Oksüdatsiooniarv on elektronide arv, mille aatom võib kaotada või juurde võtta, et moodustada side teise aatomiga. Mõnikord kasutame termineid oksüdatsiooniaste ja oksüdatsiooniarv vaheldumisi, kuid neil on väikesed erinevused.
Joonis 01: Mõned keemilised elemendid võivad näidata erinevaid oksüdatsiooninumbreid
Enamasti kasutatakse terminit oksüdatsiooniarv koordinatsioonikomplekside kohta. Koordinatsioonikompleksides on oksüdatsiooniarv koordinatsiooniühendi keskse aatomi laeng, kui kõik selle aatomi ümber olevad sidemed olid ioonsidemed. Koordinatsioonikompleksid koosnevad peaaegu alati siirdemetalli aatomitest kompleksi keskel. Selle metalliaatomi ümbruses on keemilised rühmad, mida me nimetame ligandideks. Nendel ligandidel on üksikud elektronide paarid, mida saab koordinatsioonisidemete moodustamiseks jagada metalliaatomitega.
Pärast koordinatsioonisideme moodustumist sarnaneb see kovalentse sidemega. Selle põhjuseks on asjaolu, et koordinatsioonisidemete kaks aatomit jagavad elektronide paari, nagu kovalentne side. Siiski peame arvutama keskse metalli aatomi oksüdatsiooniarvu, võttes koordinatsioonisidemeid ioonsete sidemetena.
Mis vahe on valentsil ja oksüdatsiooninumbril?
Terminad oksüdatsiooniarv ja valents on seotud aatomi valentselektronidega. Peamine erinevus valentsi ja oksüdatsiooninumbri vahel on see, et valents on maksimaalne elektronide arv, mida aatom võib kaotada, omandada või jagada, et muutuda stabiilseks, samas kui oksüdatsiooniarv on elektronide arv, mille aatom võib kaotada või omandada, et luua side teise aatomiga. Lisaks kasutatakse terminit valents mis tahes keemilise elemendi kohta, kuid terminit oksüdatsiooniarv kasutatakse peamiselt koordinatsioonikomplekside kohta.
Allpool toodud infograafik võtab kokku erinevuse valentsi ja oksüdatsiooninumbri vahel.
Kokkuvõte – valents vs oksüdatsiooniarv
Nii oksüdatsiooniarv kui ka valentsus on terminid, mis on seotud aatomi valentselektronidega. Peamine erinevus valentsi ja oksüdatsiooninumbri vahel on see, et valents on maksimaalne elektronide arv, mida aatom võib kaotada, omandada või jagada, et muutuda stabiilseks, samas kui oksüdatsiooniarv on elektronide arv, mille aatom võib kaotada või omandada, et luua side teise aatomiga.
