Valența

Valența arată câți atomi de hidrogen poate lega (sau înlocui) un atom al unui element; ea exprimă capacitatea de combinare a atomului. Hidrogenul are valența I și este elementul de referință. Oxigenul are valența II, aluminiul III, iar carbonul IV în $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ și în $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$. Valențele se scriu cu cifre romane. Fierul, cuprul, sulful și azotul au mai multe valențe: fierul are valența II în $\mathrm{FeO}$ și III în $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$; sulful are II în ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$, IV în $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2$ și VI în $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$. Pentru aceste elemente, valența se scrie în numele substanței: „oxid de fier (III)”.

Grupurile de atomi care se păstrează în reacții se numesc radicali și au și ele valență: hidroxil $\mathrm{HO}$ (I), nitrat $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$ (I), sulfat $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ (II), carbonat $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$ (II), fosfat $\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$ (III).

Regula formulei. Într-o formulă cu două părți, produsul dintre indice și valență este același pentru ambele. Pentru a scrie formula, se așază cele două valențe încrucișat ca indici, apoi indicii se reduc la cel mai mic raport întreg. Un radical cu indice mai mare ca $1$ se pune în paranteză.

• Oxizi (element + oxigen): $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{CaO}$, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$, $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, ${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$.
• Acizi (hidrogen + radical acid): $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$, ${\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$.
• Baze (metal + grupări hidroxil $\mathrm{HO}$): $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$, $\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3$.
• Săruri (metal + radical acid): $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3$, $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2(\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{)}_3$, $\mathrm{Fe}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_3$.

Caz în pași: formula sulfatului de aluminiu.

1. Scriem părțile și valențele lor: $\mathrm{Al}$ (III) și $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ (II).
2. Încrucișăm: indicele aluminiului este $2$, iar indicele radicalului este $3$.
3. Radicalul cu indice $3$ se pune în paranteză: $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2(\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4{)}_3$.
4. Verificăm: aluminiul are $2\cdot 3=6$ valențe, iar radicalul sulfat $3\cdot 2=6$; cele două produse sunt egale.

Al doilea caz: valența dintr-o formulă. În ${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$, oxigenul are $5\cdot 2=10$ valențe, deci doi atomi de fosfor au împreună $10$ valențe, iar fiecare are valența $10/2=5$ (V).

Pentru oxidul de magneziu, valențele II și II dau $\mathrm{M}{\mathrm{g}}_2{\mathrm{O}}_2$, care se reduce la $\mathrm{MgO}$. Indicii se reduc la cel mai mic raport întreg, iar coeficienții din fața formulei apar doar la egalarea ecuațiilor chimice.

Greșeli frecvente

• Greșit: Oxidul de aluminiu are formula $\mathrm{AlO}$ deoarece conține cele două elemente.
  Corect: valențele III și II cer raportul $2:3$, deci $\mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3$.
• Greșit: Valența fierului este mereu II.
  Corect: fierul are valența II în $\mathrm{FeO}$ și III în $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$.
• Greșit: Oxidul de magneziu se scrie $\mathrm{M}{\mathrm{g}}_2{\mathrm{O}}_2$, pentru că valențele sunt II și II.
  Corect: indicii se reduc la cel mai mic raport întreg, deci formula este $\mathrm{MgO}$.
• Greșit: Hidroxidul de calciu se scrie $\mathrm{CaO}{\mathrm{H}}_2$.
  Corect: grupa $\mathrm{HO}$ are valența I și se pune în paranteză: $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$.
• Greșit: Sulful are mereu valența II, ca în ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$.
  Corect: în $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$ valența sulfului este VI, deoarece $3\cdot 2=6$.

Înainte și după