sk-healthcare.de cialis cialis fiyat cialis 20 mg cialis cialis fiyat cialis 20 mg Sportwetten https://lawyersbest.netpatibul.com bayan azdırıcı damla lifta cialis viagra vega 100 cialiscialis 20 mg

Walencyjny, czyli jaki?

Z pojęciem powłoki walencyjnej i elektronów walencyjnych spotykamy się od początku naszej nauki chemii i wtedy często dowiadujemy się, że powłoka walencyjna to ostatnia powłoka, a elektrony walencyjne to elektrony na ostatniej powłoce. Bo te biorą udział w reakcjach chemicznych. Potem jednak sprawa się robi się bardziej skomplikowana, bo okazuje się, że w reakcjach chemicznych biorą udział nie tylko elektrony z powłoki ostatniej, ale także z powłok niższych, np z podpowłoki 3d. Myślenie o powłokach elektronowych sprowadza nasze myślenie o budowie atomu do  czasów, gdy budowę wszechświata tłumaczono istnieniem sfer niebieskich. Ponieważ od czasów Kopernika astronomia poszła sporo do przodu i pojęcie sfer niebieskich okazało się herezją, to tak samo powłoki (sfery) elektronowe są herezją. Właściwiej jest więc mówić o poziomach i podpoziomach energetycznych, niż o powłokach i podpowłokach elektronowych. A więc możemy wyróżnić poziom i podpoziomy walencyjne. Ale i w tym artykule kilka razy termin powłoka zostanie użyty. A czy zastanawialiśmy się kiedyś, czym właściwie jest ta walencyjność poziomu? Co znaczy walencyjny? Dziwny ten przymiotnik pojawia się tylko przy mowie o poziomach powłokach walencyjnych czy elektronach walencyjnych. Jak już wspomniałem,  walencyjny często utożsamiany jest z ostatnią powłoką lub elektronami na niej. Takie utożsamienie podaje zresztą słownik języka polskiego PWN:

walencyjny sjp

Czy rzeczywiście słowo walencyjny oznacza po prostu, że coś jest najbardziej na zewnątrz? Czy w takim razie o skórce jabłka powiedzieć, że jest jego powłoką walencyjną, bo jest najbardziej na zewnątrz? Sam miałem zresztą okazję spotkać się z argumentacją, że elektrony walencyjne to elektrony ostatniej powłoki, bo walencyjny oznacza najbardziej na zewnątrz. Czy też w przypadku atomu w takim znaczeniu jest to słowo używane, ale oznacza co innego? Dlaczego więc słowa walencyjny nie używamy szerzej, a konkretnie tylko w odniesieniu do poziomu subatomowego? A może chodzi o coś innego, niż najbardziej na zewnątrz? Skąd w ogóle wzięło się to słowo?

Musimy zdać sobie sprawę z tego, że każda nauka posługuje się jakimiś terminami, czyli odpowiednim nazewnictwem. W miarę rozwoju nauki pojawiają się kolejne terminy, ale stare też ulegają zmianom. Pewne terminy wychodzą z użycia, a inne funkcjonują nadal, ale zastępowane nowymi nazwami. Nawet nazwy pierwiastków ulegały zmianom. I tak po łacinie chlor początkowo nazwano murium, a kwas solny zwano acidum muriaticum – do dziś w niektórych językach można spotkać tę nazwę kwasu solnego, np. w języku angielskim jest muriatic acid jest nazwą zamienną z hydrochloric acid. Z kolei wolfram, zanim został wolframem był zwany tungstenem i ta nazwa do dziś jest obowiązujaca w kilku językach. Zmiany nie omijały i polskich nazw pierwiastków o rodzimych korzeniach: wodoród został wodorem, kwasoród tlenem (od tlenia/tlenienia się), a saletroród został azotem. Z kolei krzemno stało się krzemem. Ale zmiany nie obejmowały tylko nazewnictwa pierwiastków czy związków, co i inne terminy.

I tak nie każdy dziś zdaje sobie sprawę z tego, że gdy do użycia wszedł mol, to pierwszy przymiotnik od niego utworzony w języku polskim brzmiał molarny – utworzony na podobnej zasadzie jak słowo popularny. I tak masę molową zwano dawniej masą molarną, a objętość molową – objętością molarną. Podobnie stężenie molowe zwano dawniej molarnym. Z czasem po prostu przymiotnik ten zyskał bardziej spolszczoną formę: molowy i tak masa molarna stała się masą molową. Z kolei sfery elektronowe stały się powłokami lub warstwami elektronowymi. A co z walencyjnością?

Przez te zmiany w nazewnictwie chyba nawet najstarsi górale z Jawornika (doliny długowieczności) nie pamiętają, że wartościowość zwano dawniej m.i. WALENCYJNOŚCIĄ lub walentnością, a słowo ma swoje źródło w łacińskim valentia. Porównajmy je zresztą ze słowami value i valency w języku angielskim. Do dziś zresztą używane jest czasem słowo: walentny, czyli mający wartość, albo mówi się np. szczepionka X-walentna. A nasi południowi sąsiedzi, z których mowy lubimy się śmiać, m.i. dlatego, że pozbyli się wielu zapożyczeń ze swojego języka, (dlatego teatr to divadlo, a szpital to nemocnice), do dziś używają słowa valence na wartościowość. O dziwo – nie zamienili go na czeski odpowiednik. Nazwa ta zresztą spotykana jest także w południowych językach słowiańskich, więc w tym konkretnym przypadku to język polski jest wyjątkiem, bo nawet nasi wschodni sąsiedzi mają waljentnist. W polskim nazewnictwie wymieniono pochodzący z łaciny rzeczownik na polski odpowiednik, ale nie zrobiono tego samego z przymiotnikiem od niego pochodzącym. Stąd nie każdy wiąże od razu, że powłoka jest walencyjna, bo odnosi się to do udziału w reakcjach elektronów z tej powłoki i WARTOŚCIOWOŚCI pierwiastka. Są to rzeczy ściśle ze sobą związane. A więc walencyjny, bo ma związek z wartościowością, a nie walencyjny, bo najbardziej na zewnątrz. Ponadto w reakcjach chemicznych biorą udział nie tylko elektrony z ostatniej powłoki. W przypadku pierwiastków bloku energetycznego d biorą w nich także udział także elektrony przedostatniego poziomu (powłoki), a więc przedostatnia powłoka ma związek z wartościowością pierwiastka. Widzimy więc przeto, że utożsamienie walencyjny=najbardziej oddalony – jest błędne, bo termin walencyjny nawiązuje do czego innego.

Skoro walencyjny≠najbardziej oddalony, to oznacza, że jeśli atom. np sodu pozbędzie się swojego elektronu z powłoki wartościowości (walencyjnej) i utworzy kation Na+, to powłoka L nie staje się jego powłoką walencyjną jako ostatnia – bo ta nie bierze udziału w reakcjach chemicznych sodu. Kation sodu jest rdzeniem atomowym, a rdzeń atomowy nie bierze udziału w reakcjach chemicznych. Dlatego wyróżniamy rdzeń i poziomy walencyjne, czyli wartościowości. Jak widzimy zabieg wymiany terminu na bardziej polski odpowiednik zaowocował tym, że nie wiążemy automatycznie rzeczownika z przymiotnikiem. A to skutkuje tym, że czasem można spotkać kontrowersje wokół tego, które poziomy energetyczne i które elektrony zaliczyć do walencyjnych? Tu jestem ciekaw, czy nasi sąsiedzi mają podobne dylematy edukacyjne, skoro do dziś mają walentność.

Jeśli nawiązaliśmy do wartościowości, to kolejnym problemem jest wyjaśnić, czym zatem jest wartościowość? Wielu chemików mogłoby zauważyć, że tego pojęcia prawie nie używa. Bo rzeczywiście rzadko jest w praktyce potrzebne. Ale jest tradycyjnym elementem w edukacji chemicznej, i – często mamy zagwozdkę, czym ona jest? Często mówimy np. że pierwiastek jest dwuwartościowy, ale czym jest sama wartościowość? Pod tym pojęciem rozumiemy liczbę wiązań (jonowych lub kowalencyjnych), którą dany atom tworzy z innymi atomami (1). Ot, w cząsteczce CO2 atom węgla jest czterowartościowy, bo tworzy 4 wiązania z atomami tlenu.

A jednak pomimo tej w miarę prostej definicji pojecie sprawia wiele problemów. A jak to odnieść do związków kompleksowych? Poza związkiem z wartością łacińskie valentia oznacza także pojemność. Jeśli przyjrzymy się cząsteczkom ułożonym w szeregu: HF, H2O, NH3, CH4 to widzimy, że każdy atom ma jakąś pojemność – może połączyć z pewną liczbą atomów wodoru, tak aż się nasyci. I do tego też nawiązuje definicja IUPAC (2): maksymalna liczba jednowartościowych atomów (pierwotnie atomów wodoru lub chloru) z którą może się związać atom rozważanego pierwiastka lub rozważany fragment cząsteczki, lub liczba tych atomów, na którą można wymienić atom danego pierwiastka. Z definicji tej wynika, że atom węgla w cząsteczce CO2 jest czterowartościowy (czteropojemnościowy?), bo atomy tlenu można zastąpić 4 atomami wodoru lub chloru.

Równoległa definicja  (3) mówi, że to liczba atomów wodoru, z którą wiąże się atom rozważanego pierwiastka w związku z wodorem, lub podwojona liczba atomów tlenu, z którą się wiąże się atom rozważanego pierwiastka w tlenku. I tak w przypadku CO2 znowu otrzymamy IV.

I kolejne definicje:

(4) Liczba elektronów na poziomach walencyjnych pomniejszona o liczbę elektronów niewiążących.

(5) Liczba wiązań powiększona o ładunek formalny atomu.

W przypadku CO2 za każdym razem otrzymamy, że atom węgla jest czterowartościowy – ma pojemność 4 atomów wodoru itd. Ale sytuacja komplikuje się już w tak prostych przypadkach, jak HNO3 czy NH4+. Atom azotu tworzy bowiem maksymalnie 4 wiązania. I zgodnie z pierwszą koncepcją jest czterowartościowy w cząsteczce HNO3 czy jonie NH4+. Ale już wg kolejnych definicji jest pięciowartościowy nie tylko w cząsteczce HNO3, ale nawet w jonie NH4+. Można spotkać stwierdzenie, z którym się zresztą zgadzam, że azot ma maksymalną wartościowość 4, a 5, to jego maksymalny stopień utlenienia. Zresztą liczba V w nazwie kwas azotowy(V) nie oznacza wartościowości, jak często myślimy, tylko właśnie stopień utlenienia. Z tego też powodu powodu podajemy liczbę 0 w nazwie pantakarbonylku żelaza(0) – bo zero odnosi się do stopnia utlenienia, a nie do wartościowości. Sami widzimy, że pojęcie wartościowości jest bardziej zawiłe, niż poziom walencyjny, który tej wartościowości dotyczy.

Zwróćmy też uwagę na słowa walencyjny i kowalencyjny. O atomie węgla w cząsteczce CO2 możemy powiedzieć, że jest czterowartościowy, albo czterowalencyjny/czterowalentny. I w sumie na tym można ten krótki artykuł zakończyć 🙂

Print Friendly, PDF & Email

Kategorie: Artykuły chemiczne,Chemia

Pozostaw odpowiedź

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.