desno|mini|300px|Kod metana (CH4), vodik je jednovalentan a ugljik četverovalentan.

Valencija (kasnolat. valentia – snaga, sposobnost), u kemiji, je svojstvo atoma pojedinog kemijskog elementa da se spaja s određenim brojem atoma nekoga drugog elementa u kemijski spoj ili formulsku jedinku. Atom koji se uvijek spaja samo s jednim atomom drugog elementa naziva se jednovalentnim, pa se i za element koji sadrži takve atome kaže da je jednovalentan. Takvi su elementi na primjer vodik i klor, pa su se valencije ostalih elemenata određene brojem atoma jednovalentnog elementa s kojim se spaja jedan atom tog elementa. Prema tomu bi u spojevima HF, H2O, BCl3 i SiCl4 fluor bio jednovalentan, kisik dvovalentan, bor trovalentan i silicij četverovalentan. Međutim, za većinu elemenata takva stehiometrijska valencija nije stalna veličina, nego ovisi o broju elektrona koje je atom elementa angažirao kako bi se povezao s drugim atomima. Tako je na primjer dušik u dušikovu monoksidu (NO) dvovalentan, kao i kisik, a u dušikovu dioksidu (NO2) četverovalentan. Valenciju pišemo kao rimski broj iznad simbola elementa. Valencija brojčano odgovara nabojnom broju iona u ionskoj vezi.

Valencije atoma po skupinama: jednovalentni – atomi 1. i 17. skupine, dvovalentni – atomi 2. i 16. skupine te cink, trovalentni – atomi 13. i 15. skupine, četverovalentni – atomi 14. skupine, viševalentni – atomi ostalih skupina.

Oksidacijski brojevi atoma

Umjesto pojma valencija, u suvremenoj se kemiji znatno više rabi pojam oksidacijskoga broja (oksidacijskoga stupnja). To je formalna veličina koja opisuje oksidacijsko stanje atoma, a određuje se kao broj elementarnih naboja koji bi ostali na promatranom atomu ako bi se elektronski parovi svih veza u bilo kojoj kemijskoj jedinki pripisali elektronajnegativnijem atomu,(elektronegativnost). Oksidacijski broj može biti pozitivan (predznak + se izostavlja), negativan i nula, a piše se iznad simbola atoma rimskim brojem. Pri imenovanju kemijskih spojeva oksidacijski se broj piše odmah iza naziva elementa, u okrugloj zagradi, npr. željezov (II) sulfat za FeSO4. Ako element ima samo jedno oksidacijsko stanje, oksidacijski se broj u njegovim spojevima ne piše; takav je na primjer aluminij, kojemu je oksidacijski broj uvijek III.

Oksidacijski se broj određuje prema dogovorenim pravilima: oksidacijski broj atoma ili molekule elementa u elementarnom stanju uvijek je jednak nuli; oksidacijski broj vodika uvijek je I, osim u metalnim hidridima, u kojima je –I; oksidacijski broj kisika uvijek je –II, osim u peroksidima, u kojima je –I, a samo je u spoju s fluorom I; oksidacijski broj svih jednoatomnih iona (gradivne čestice ionskih spojeva) jednak je naboju iona, na primjer oksidacijski broj kalcija u ionu Ca2+ je II, a klora u kloridnom ionu Cl– je –I; zbroj oksidacijskih brojeva svih atoma u neutralnoj molekuli ili formulskoj jedinki mora biti jednak nuli; zbroj oksidacijskih brojeva atoma u višeatomnim ionima mora biti jednak naboju iona; u kovalentnim spojevima oksidacijski broj nekog atoma jednak je zamišljenomu naboju koji ostaje na tom atomu kada se zajednički elektronski parovi dodijele elektronegativnijem atomu; oksidacijski broj fluora (najelektronegativniji element) uvijek je –I; oksidacijski broj alkalijskih elemenata uvijek je I, a zemnoalkalijskih II.

Poznavanje oksidacijskoga broja nužno je pri rješavanju kemijskih jednadžbi koje opisuju redoks reakcije.

Primjeri

Kemijski spoj Jednakost VALENCIJA Oksidacijski broj Klorovodik HCl H=1   Cl=1 H=+1   Cl=−1 Perklorna kiselina* HClO4 H=1   Cl=7   O=2 H=+1   Cl=+7   O=−2 Natrijev hidrid NaH Na=1   H=1 Na=+1   H=−1 Željezov(II) oksid** FeO Fe=2   O=2 Fe=+2   O=−2 Željezov(III) oksid** Fe2O3 Fe=3   O=2 Fe=+3   O=−2

(*) Ion perklorata (ClO4−) ima valenciju 1.

(**) Željezov oksid se pojavljuje kao kristal, a ne kao tipična molekula.

Postoje primjeri gdje se brojčana vrijednost valencije i oksidacijskog broja razlikuju zbog vrste kemijske veze između atoma:

Kemijski spoj Jednakost VALENCIJA Oksidacijski broj Klor Cl2 Cl=1 Cl=0 Vodikov peroksid H2O2 H=1   O=2 H=+1   O=−1 Etin (acetilen) C2H2 C=4   H=1 C=−1   H=+1 Živin(I) klorid Hg2Cl2 Hg=2   Cl=1 Hg=+1   Cl=−1

Postoje primjeri gdje se brojčana vrijednost valencije i oksidacijskog broja razlikuju zbog polariteta kemijske veze između atoma. Tako na primjer kod diklormetana CH2Cl2, ugljik ima valenciju 4 dok je oksidacijski broj 0.

Izvori

Kategorija:Kemijska svojstva