Las Valencias

Las Valencias
La valencia, también conocida como número de valencia, es una medida de la cantidad de enlaces químicos formados por los átomos de un elemento químico. A través del siglo XX, el concepto de valencia ha evolucionado en un amplio rango de aproximaciones para describir el enlace químico, incluyendo la estructura de Lewis (1916), la teoría del enlace de valencia (1927), la teoría de los orbitales moleculares (1928), la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (1958) y todos los métodos avanzados de química cuántica.



 La Historia de las Valencias
La etimología de la palabra "valencia" proviene de 1543, significando "molde", del latín valentia "fuerza, capacidad", y el significado químico refiriéndose al "poder combinante de un elemento" está registrado desde 1884, del alemán Valenz. En 1890, William Higgins publicó bocetos sobre lo que él llamó combinaciones de partículas "últimas", que esbozaban el concepto de enlaces de valencia. Si, por ejemplo, de acuerdo a Higgins, la fuerza entre la partícula última de oxígeno y la partícula última de nitrógeno era 6, luego la fuerza del enlace debería ser dividida acordemente, y de modo similar para las otras combinaciones de partículas últimas: estas son las de la tabla periódica.

Combinaciones de partículas últimas de William Higgins (1789).

Sin embargo, la incepción no exacta de la teoría de las valencias químicas puede ser rastreada a una publicación de Edward Frankland, en la que combinó las viejas teorías de los radicales libres y "teoría de tipos" con conceptos sobre afinidad química para mostrar que ciertos elementos tienen la tendencia a combinarse con otros elementos para formar compuestos conteniendo 3 equivalentes del átomo unido, por ejemplo, en los grupos de tres átomos (vg. NO₃, NH₃, NI₃, etc.) o 5, por ejemplo en los grupos de cinco átomos (vg. N₂O₅, NH₄O, P₂O₅, etc.) Es en este modo, según Franklin, que sus afinidades están mejor satisfechas. Siguiendo estos ejemplos y postulados, Franklin declaró cuán obvio esto es que:

Una tendencia o ley prevalece (aquí), y que, no importa qué puedan ser los caracteres de los átomos que se unen, el poder combinante de los elementos atrayentes, si me puedo permitir el término, se satisface siempre por el mismo número de estos átomos.

Tpos de Valencias
 
 Valencia positiva máxima:
Es el número positivo que refleja la máxima capacidad de combinación de un átomo. Este número coincide con el Grupo de la Tabla Periódica al cual pertenece. Por ejemplo: el Cloro (Cl) es del Grupo VII A en la tabla, por lo que su valencia positiva máxima es 7.

Valencia negativa solo para el grupo A no para el grupo B:
 Es el número negativo que refleja la capacidad que tiene un átomo de combinarse con otro pero que esté actuando con valencia positiva. Este número negativo se puede determinar contando lo que le falta a la valencia positiva máxima para llegar a 8, pero con signo -.
Por ejemplo: a la valencia máxima positiva del átomo de cloro es 7, por lo que le falta un electrón para cumplir el octeto, entonces su valencia negativa será -1.


La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ha hecho algunos intentos de llegar a una definición desambigua de valencia. La versión actual, adoptada en 1994, es la siguiente:³

La valencia es el máximo número de átomos univalentes (originalmente átomos de hidrógeno o cloro) que pueden combinarse con un átomo del elemento en consideración, o con un fragmento, o para el cual un átomo de este elemento puede ser sustituido.

Esta definición reimpone una valencia única para cada elemento a expensas de despreciar, en muchos casos, una gran parte de su química.La mención del hidrógeno y el cloro es por razones históricas, aunque ambos en la práctica forman compuestos principalmente en los que sus átomos forman un enlace simple. Las excepciones en el caso del hidrógeno incluyen el ion bifluoruro, [HF₂]⁻, y los diversos hidruros de boro tales como el diborano: estos son ejemplos de enlace de tres centros. El cloro forma un número de fluoruro—ClF, ClF₃ y ClF₅—y su valencia, de acuerdo a la definición de la IUPAC, es cinco. El flúor es el elemento para el que el mayor número de átomos se combinan con átomos de otros elementos: es univalente en todos sus compuestos, excepto en el ion [H₂F]⁺. En efecto, la definición IUPAC sólo puede ser resuelta al fijar las valencias del hidrógeno y el flúor como uno, convención que ha sido seguida acá.


 Metales

ELEMENTO	SÍMBOLO	VALENCIA
Litio	Li	1
Sodio	Na	1
Potasio	K	1
Rubidio	Rb	1
Cesio	Cs	1
Francio	Fr	1
Berilio	Be	2
Magnesio	Mg	2
Calcio	Ca	2
Estroncio	Sr	2
Bario	Ba	2
Radio	Ra	2
Cinc	Zn	2
Cadmio	Cd	2
Cobre	Cu	1 , 2
Mercurio	Hg	1 , 2
Aluminio	Al	3
Oro	Au	1 , 3
Hierro	Fe	2 , 3
Cobalto	Co	2 , 3
Níquel	Ni	2 , 3
Estaño	Sn	2 , 4
Plomo	Pb	2 , 4
Platino	Pt	2 , 4
Iridio	Ir	2 , 4
Cromo	Cr	2 , 3 , 6
Manganeso	Mn	2 , 3 , 4 , 6 , 7

No Metales

ELEMENTO	SÍMBOLO	VALENCIA
Hidrógeno	H	- 1 , 1
Fluor	F	- 1
Cloro	Cl	- 1 , 1 , 3 , 5 , 7
Bromo	Br	- 1 , 1 , 3 , 5 , 7
Yodo	I	- 1 , 1 , 3 , 5 , 7
Oxigeno	O	- 2 , 2
Azufre	S	- 2 , 2 , 4 , 6
Selenio	Se	- 2 , 2 , 4 , 6
Telurio	Te	- 2 , 2 , 4 , 6
Nitrógeno	N	- 3 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5
Fósforo	P	- 3 , 1 , 3 , 5
Arsénio	As	- 3 , 3 , 5
Antimonio	Sb	- 3 , 3 , 5
Boro	B	- 3 , 3
Bismuto	Bi	- 3 , 3 , 5
Carbono	C	- 4 , 2 , 4
Silicio	Si	- 4 , 4

Indique el número de óxidos básicos y óxidos ácidos respectivamente en la siguiente tabla:

a) Fe₂O₃
b) CO
c) SO₃
d) CuO
e) NO₂
f) Na₂O
g) MgO

Solución:
Comenzaremos diciendo que el óxido se forma con la combinación quimica del oxígeno con otro elemento químico:

Oxígeno + Elemento Químico → Óxido

Existen dos tipos de óxidos:

• Óxidos básicos: Combinación química del oxígeno con un metal
• Óxidos ácidos: Combinación química del oxígeno con un no metal

Hasta el momento hemos repasado la teoría y vemos que no es nada del otro mundo. Vayamos al ejercicio y definamos si cada uno de los elementos que acompañan al oxígeno es metal o no metal.
a) Fe₂O₃ : El elemento que acompaña al oxígeno es el hierro (Fe), es un metal. Por lo tanto es un óxido básico.

Oxígeno + Elemento Metálico → Óxido Básico

b) CO : El elemento que acompaña al oxígeno es el carbono (C), es un no metal. Por lo tanto es un óxido ácido.

Oxígeno + Elemento No Metálico → Óxido Ácido

Igualmente para los demás:
c) SO₃ : El azufre (S) es un no metal, entonces es un óxido ácido
d) CuO: El cobre (Cu) es un metal, entonces es un óxido básico
e) NO₂ : El nitrógeno (N), es un no metal, entonces es un óxido ácido
f) Na₂O : El sodio (Na) es un metal, entonces es un óxido básico
g) MgO : El magnesio (Mg) es un metal, entonces es un óxido básico

Ejercicio 2:

Se disponen de los siguientes óxidos básicos: Na₂O , BaO , Li₂O , PbO₂
¿Qué nombres están bien formulados según la nomenclatura tradicional?

a) Na₂O : óxido sódico
b) BaO : óxido barioso
c) Li₂O : monóxido litoso
d) PbO₂ : óxido plúmbico

Solución:
Para nombrar un óxido básico (óxido metálico), según la nomenclatura tradicional se emplean sufijos de acuerdo al numero de oxidación del metal. Usaremos la siguiente tabla:

Comencemos¡¡
a) Na₂O : El sodio (Na) tiene valencia única

Valencia (Na) : 1

Según la tabla anterior, corresponde al caso de valencia única (fila 1)
Su nomenclatura sería: Óxido sódico
b) BaO : El bario (Ba) tiene valencia única

Valencia (Ba) : 2

De la tabla correspondería al caso de valencia única (fila 1)
Su nomenclatura sería: Óxido bárico
c) Li₂O : El litio (Li) tiene valencia única

Valencia (Li) : 1

Según la tabla anterior, corresponde al caso de valencia única (fila 1)
Su nomenclatura sería: Óxido lítico
d) PbO₂ : El plomo (Pb) tiene dos valencias

Valencia (Pb) : 2 , 4

Sabemos que la formulación general del óxido es:

• Para valencia (Pb) : 2  → Pb₂O₂ → PbO
• Para valencia (Pb) : 4 → Pb₂O₄ → PbO₂

En nuestro caso correspondería al plomo con valencia = 4 (mayor valencia)
De la tabla correspondería al caso con 2 valencias (valencia mayor, fila 3)
Su nomenclatura sería: Óxido plúmbico