Valencia, formulas desarrolladas.

Se ha definido el equivalente gramo de un elemento, como la masa de dicho elemento que se combina con 8 g de oxígeno para formar un compuesto oxigenado binario, formado por dos elementos. En muchos casos, un mismo elemento, forma dos o más compuestos oxigenados binarios, por lo tanto posee dos o más valores para su equivalente gramo.

En todos los casos, el valor del o los, equivalentes-gramo de un elemento, resultan ser submúltiplos enteros y pequeños del átomo-gramo correspondiente.

Se denomina valencia (o cuantivalencia) de un elemento, al o los números que resultan de dividir el átomo gramo del elemento por sus diversos equivalentes-gramo. Cuando los átomos de los elementos se combinan entre sí, para dar origen a sustancias simples o compuestas, dichos átomos quedan unidos o relacionados por ciertos tipos de unión que llamaremos uniones químicas. El número de uniones químicas que pueden producirse entre átomos del mismo, o de distintos elementos, está íntimamente relacionado con la valencia del elemento.

Al producirse la formación de una sustancia, los átomos se combinan entre si hasta que sus valencias queden mutuamente saturadas. Es decir que una vez formada la sustancia, no pueden quedar valencias libres. Como norma general, que tiene sus excepciones, diremos que al formarse sustancias compuestas de naturaleza inorgánica, los átomos saturan sus valencias con los átomos de distinta clase.  La valencia de los elementos que se conocen, está perfectamente estudiada. Damos a continuación una tabla de las valencias de los elementos más comunes.

Valencia de los elementos más comunes.

Elemento                                                      Valencia

                                                                                                                  Aluminio                                                             3

                                                                                                                   Azufre                                                            2,4 y 6

                                                                                                                    Bario                                                                    2

         Bromo                                                              1,3,5 y 7

    Calcio                                                                      2

     Carbono                                                                   4

      Cinc                                                                           2

       Cloro                                                                  1,3,5 y 7

   Cobre                                                                   1 y 2

                                                                                                                     Fluor                                                                      1

  Fosforo                                                               3 y 5

    Hidrogeno                                                                    1

     Hierro                                                                    2 y 3

           Magnesio                                                                         2

         Mercurio                                                                    1 y 2

        Nitrógeno                                                                  3 y 5

        Oxigeno                                                                           2

             Plata                                                                                   1

            Plomo                                                                          2 y 4

                                                                                                                     Potasio                                                                              1

                                                                                                                      Sodio                                                                            1

               Yodo                                                                          1,5 y 7

 

El concepto de valencia, relacionado con el concepto de unión química, nos permitirá escribir las llamadas formulas desarrolladas.

La unión entre dos átomos se representa por un guion o segmento de recta. A su vez, en ningún caso, de un átomo podrán partir más uniones químicas, o menos uniones químicas, que las que corresponden a su valencia. Si suponemos que el hidrogeno ( monovalente ) se combina con el oxígeno (bivalente) para formar agua, tendremos la siguiente representación,

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En la siguiente figura, el óxido de aluminio se produce por unión de aluminio, trivalente, con oxígeno y el azufre actuando con su máxima valencia se combina con oxígeno e hidrogeno produciendo ácido sulfúrico,

 

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Las formulas en las cuales no se indican la manera según la cual se unen los átomos son llamados formulas empíricas o formulas brutas.

Damos a continuación una tabla de algunas sustancias, con sus fórmulas empíricas y desarrolladas.

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Un átomo tiende siempre a saturarse, es decir, a unirse con otro átomo igual o distinto con un grupo de átomos para formar una molécula completa. Esta propiedad pertenece también a cierto grupo de átomos que forman moléculas incompletas y que se llaman radicales. La valencia es, pues, la capacidad de combinación de los átomos o los radicales.

Se toma como unidad de referencia el átomo de hidrogeno que se considera como monovalente. Si el elemento no da combinación con el hidrogeno se analizan sus combinaciones con otros elementos de valencia conocida, por ejemplo el cloro o el oxígeno, el cloro es monovalente y el oxígeno es bivalente, como se indica en la siguiente figura,

 

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No es lo mismo valencia que afinidad, la afinidad indica energía de combinación, la valencia, capacidad de de saturación. El cloro tiene mucha afinidad porque se combina con gran velocidad, no obstante que su valencia es 1, el nitrógeno trivalente tiene muy poca afinidad.

No se debe confundir valencia con atomicidad, esta indica el número de átomos contenidos en la molécula, el hidrogeno es monovalente, su molécula es diatónica.

Variación de la valencia.

La valencia de un átomo es un número que expresa cuantos átomos de hidrogeno u otros otros elementos equivalentes al hidrogeno pueden unirse con un átomo del elemento en cuestión.

Peso atómico = Peso equivalente x Valencia

Valencia = Peso atómico / Peso equivalente

Ejemplo, se conocen dos óxidos de cobre, uno de los cuales 31.78 g de cobre están combinados con 8 g de oxígeno, mientras que en el otro 63.56 g de cobre están unidos a 8 g de oxígeno, por lo tanto el peso equivalente de cobre es 31.78 en el primer caso y 63.56 g en el segundo.

En forma semejante un elemento puede tener 3 o más equivalentes de acuerdo con el número de compuestos diferentes que puede formar con otro elemento dado. Pero cualquier elemento puede tener solamente un peso atómico y de acuerdo con la anterior relación, se ve que tales elementos deben tener más de un valor para la valencia. Se dice que estos elementos poseen valencia variable.

Se entiende por equivalente el peso de un elemento que corresponde a un átomo de H que reacciona.

 

Eduardo Ghershman, 3.6.2014

 

Referencias

Galileo

Temas de química.

 

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