valenza

valenza

Numero di atomi d’idrogeno (o altri atomi monovalenti) con cui un atomo dell’elemento si può combinare. Qualora l’elemento non si combini con l’idrogeno, la sua valenza può essere dedotta dal numero di atomi di elementi monovalenti con cui un suo atomo si combina. La valenza così definita viene anche chiamata valenza formale, per distinguerla dalla valenza elettrochimica o elettrovalenza, che è uguale al numero di cariche elettriche che spettano a ogni atomo dell’elemento nei vari composti. A seconda che gli atomi di un elemento siano provvisti, nei composti, di carica positiva o negativa, si parla di elettrovalenza positiva o negativa. La maggior parte degli elementi presenta diver­si gradi di valenza. Secondo Walther Kossel e Gilbert N. Lewis, tutti gli atomi, quando si combinano per formare un composto, tendono ad assumere una configurazione elettronica dell’orbita esterna corrispondente a quella dei gas inerti. L’elemento che ha tendenza a cedere elettroni, diventando catione, si chiama elettropositivo; quello che ha tendenza ad assumere elettroni si chiama elettronegativo. La tendenza a formare ioni positivi o negativi in generale si chiama elettroaffinità. Composti che risultano costituiti da particelle manifestamente provviste di carica opposta, si chiamano eteropolari; quelli invece per i quali non risulta evidente la distinzione fra le due cariche opposte si chiamano omeopolari. La valenza di un elemento si può definire, secondo Kossel, come il numero di elettroni che esso deve perdere, se elettropositivo, o acquistare, se elettronegativo, per raggiungere la stessa configurazione elettronica di un gas inerte. Lewis ha ammesso che la combinazione chimica è provocata dalla tendenza che hanno gli elettroni extranucleari a distribuirsi fra gli atomi, in modo da formare configurazioni stabili del tipo dei gas inerti; ma, mentre per i composti ionici questo si verifica mediante un trasferimento di elettroni da un elemento elettropositivo a uno elettronegativo, in queste combinazioni si ammette che la saturazione reciproca possa avvenire senza che gli elettroni si trasferiscano da un elemento all’altro. Irvin Langmuir chiamò elettrovalenza il primo tipo di combinazione, covalenza il ­secondo. Il significato fisico del doppietto elettronico è stato spiegato dalla meccanica ondulatoria, grazie alle ricerche di Fritz London e Walter Heitler. Quando due atomi d’idrogeno si avvicinano l’uno all’altro, le atmosfere elettroniche possono fondersi in una sola, e i due elettroni, fisicamente indistinguibili, possono scambiarsi i loro posti e passare da un’orbita all’altra: ciò avviene però soltanto se i due atomi posseggono due elettroni a spin antiparalleli, perché, secondo London, due elettroni a spin paralleli si respingono. Si avrà, quindi, la possibilità di un legame omeopolare solo quando vi sono elettroni a spin non compensati; e il numero di valenze omeopolari che l’atomo può mettere in gioco è dato dal numero di spin non compensati che esso possiede. Mentre i legami elettrovalenti possono essere spiegati senza fare ipotesi particolari sulla struttura dell’atomo, il legame covalente può essere spiegato soltanto in base al principio di esclusione di Pauli. Oltre a questi due tipi di valenza se ne conosce un altro, cioè la valenza di coordinazione, su cui si basa la formazione di composti di ordine superiore. Tale formazione si spiega ammettendo che un atomo, che prende il nome di atomo centrale, sia capace di coordinare intorno a sé un certo numero di atomi, molecole e radicali, per formare uno ione complesso. Questo numero si chiama numero di coordinazione. (*)

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