Ключевое различие между валентностью и степенью окисления заключается в том, что валентность - это максимальное количество электронов, которые атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как степень окисления - это количество электронов, которые атом может потерять или приобрести, чтобы сформироваться. связь с другим атомом.
Термины степень окисления и валентность связаны с валентными электронами атома. Валентные электроны - это электроны, занимающие крайние орбитали атома. Эти электроны имеют слабое притяжение к атомному ядру; таким образом, атомы могут легко удалить или разделить эти электроны с другими атомами. Эта потеря, приобретение или совместное использование электронов приводит к тому, что конкретный атом имеет степень окисления и валентность, и в конечном итоге он образует химическую связь между двумя атомами.
Что такое валентность?
Валентность – это максимальное количество электронов, которое атом теряет, приобретает или разделяет, чтобы стать стабильным. Для металлов и неметаллов правило октета описывает наиболее стабильную форму атома. Здесь, если номер самой внешней оболочки атома заполнен полностью (для этого необходимо восемь электронов), эта электронная конфигурация стабильна. Другими словами, если суборбитали s и p полностью заполнены, имея конфигурацию ns2np6, атом стабилен.
Естественно, такую электронную конфигурацию имеют атомы инертных газов. Следовательно, другие элементы должны либо терять, либо приобретать, либо делиться электронами, чтобы подчиняться правилу октета. Максимальное количество электронов, которое атом должен потерять, получить или разделить в ходе этой стабилизации, определяется валентностью этого атома.
Например, давайте рассмотрим кремний. Электронная конфигурация кремния: 1s22s22p63s2 3p2 Самая внешняя оболочка n=3, и на ней 4 электрона. Следовательно, он должен получить еще четыре электрона, чтобы завершить октет. Как правило, кремний может разделить 4 электрона с другими элементами, чтобы завершить октет. Таким образом, валентность кремния равна 4.
У разных химических элементов валентность разная. Это связано с тем, что электроны заполняются орбиталями в соответствии с энергетическими уровнями этих орбиталей. Однако большинство переходных металлов имеют одинаковую валентность; часто это 2. Но некоторые элементы могут иметь разные валентности, потому что атом может стабилизироваться в различных электронных конфигурациях, удаляя электроны.
Например, в железе (Fe) электронная конфигурация [Ar]3d64s2 Следовательно, валентность железо равно 2 (2 электрона в 4s2). Но иногда валентность железа становится равной 3. Это связано с тем, что 3d5 электронная конфигурация более стабильна, чем 3d6 Таким образом, удаляя еще один электрон вместе с 4s электронами будет больше стабилизировать железо.
Что такое число окисления?
Степень окисления - это количество электронов, которое атом может потерять или приобрести, чтобы образовать связь с другим атомом. Иногда мы используем термины «степень окисления» и «степень окисления» взаимозаменяемо, но между ними есть небольшие различия.
Рисунок 01. Некоторые химические элементы могут иметь разные степени окисления
В большинстве случаев термин степень окисления применяется к координационным комплексам. В координационных комплексах степень окисления представляет собой заряд центрального атома координационного соединения, если все связи вокруг этого атома были ионными связями. Координационные комплексы почти всегда состоят из атомов переходных металлов в центре комплекса. Этот атом металла имеет в своем окружении химические группы, которые мы называем лигандами. Эти лиганды имеют неподеленные электронные пары, которые могут быть общими с атомами металла для образования координационных связей.
После образования координационной связи она подобна ковалентной связи. Это потому, что два атома в координационных связях имеют общую пару электронов, как и ковалентная связь. Однако мы должны рассчитать степень окисления центрального атома металла, рассматривая координационные связи как ионные связи.
В чем разница между валентностью и степенью окисления?
Термины степень окисления и валентность связаны с валентными электронами атома. Ключевое различие между валентностью и степенью окисления заключается в том, что валентность - это максимальное количество электронов, которые атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как степень окисления - это количество электронов, которые атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом. Более того, термин валентность применяется к любому химическому элементу, а термин степень окисления применяется в основном к координационным комплексам.
Ниже на инфографике показана разница между валентностью и степенью окисления.
Резюме – Валентность и степень окисления
И степень окисления, и валентность являются терминами, связанными с валентными электронами атома. Ключевое различие между валентностью и степенью окисления заключается в том, что валентность - это максимальное количество электронов, которые атом может потерять, получить или разделить, чтобы стать стабильным, тогда как степень окисления - это количество электронов, которые атом может потерять или получить, чтобы образовать связь с другим атомом.
