Wartościowość

Wartościowość – cecha pierwiastków chemicznych oraz jonów określająca liczbę wiązań chemicznych, którymi dany pierwiastek bądź jon może łączyć się z innymi.

Pojęcie wartościowości w odniesieniu do pierwiastków jest nieprecyzyjne, dlatego jest często zastępowane pojęciem stopnia utlenienia lub liczby koordynacyjnej. Wartościowość nie uwzględnia bowiem otoczenia chemicznego danego atomu. Przykładowo atom azotu jest trójwartościowy N^III zarówno w cząsteczce amoniaku (NH₃), jak i w kwasie azotawym (H-O-N=O). Jednak stopnie utlenienia atomu azotu w tych związkach wynoszą odpowiednio −III i III, co oznacza, że atom ten, albo przyjmuje 3 elektrony, albo oddaje 3 elektrony z powłoki walencyjnej. Szczególne trudności pojęcie to powoduje w chemii koordynacyjnej, chemii metaloorganicznej i chemii supramolekularnej, gdzie często występują inne oddziaływania między atomami niż wiązania kowalencyjne czy jonowe.

Większość pierwiastków posiada kilka możliwych wartościowości, tj. może przyjmować różną wartościowość w różnych związkach chemicznych np. w tlenku węgla (C=O) i dwutlenku węgla (O=C=O) atom węgla jest odpowiednio dwu- i czterowartościowy. Wartościowość pierwiastków grup głównych w układzie okresowym jest równa numerowi grupy, przy czym możliwe są również niższe wartościowości jako liczby parzyste w grupach o numerach parzystych i wartościowości nieparzyste w grupach o numerach nieparzystych. W warunkach tlenowych najtrwalsze są zwykle związki o najwyższej możliwej wartościowości, choć są liczne wyjątki od tej reguły (np. ołów^II jest trwalszy i występuje bardziej powszechnie niż ołów^IV lub chlorowce mające zwykle wartościowość I).

Pojęcie wartościowości może być natomiast stosowane z powodzeniem do złożonych jonów kompleksowych i anionów kwasów tlenowych.

Wartościowości pierwiastków chemicznych

Poniższe pierwiastki i ich wartościowości są wymienione kolejno grupami układu okresowego. Pogrubiona wartościowość oznacza, że występuje najczęściej.

I grupa

Wszystkie pierwiastki mają wartościowość I.

II grupa

Wszystkie pierwiastki mają wartościowość II.

III grupa

Skand – III; Itr – III

Lantanowce:

Lantan – III; Cer – III, IV; Prazeodym – III, IV; Neodym – III; Promet – III; Samar – II, III; Europ – II, III; Gadolin – III; Terb – III, IV (rzadko); Dysproz – III; Holm – III; Erb – III; Tul – III; Iterb – II, III; Lutet – III

Aktynowce:

Aktyn – III; Tor – IV; Protaktyn – IV, V; Uran – III, IV, V, VI; Neptun – III, IV, V, VI, VII; Pluton – III, IV, V, VI; Ameryk – III, IV, V, VI; Kiur – III, IV; Berkel – III, IV; Kaliforn – II (rzadko), III, IV; Einstein – II (rzadko), III; Ferm – II (rzadko), III; Mendelew – II, III; Nobel – II, III; Lorens – III

IV grupa

Tytan – III, IV; Cyrkon – IV; Hafn – IV; Rutherford – IV

V grupa

Wanad – II, III, IV, V; Niob – II, IV, V'; Tantal – II, IV, V'; Dubn – V

VI grupa

Chrom – II, III, VI; Molibden – II (rzadko), III, IV, V, VI; Wolfram – II (rzadko), III (rzadko), IV, V, VI; Seaborg – VI

VII grupa

Mangan – II, III, IV, VI, VII; Technet – II (rzadko), IV, VII; Ren – II (rzadko), III, IV, VI, VII; Bohr – VII

VIII grupa

Żelazo – II, III, VI (rzadko); Ruten – II, III, IV, VI, VIII (rzadko); Osm – III, IV, VI, VIII; Has – VIII

IX grupa

Kobalt – II, III; Rod – II (rzadko), III, IV, V (rzadko), VI (rzadko); Iryd – II (rzadko), III, IV, V (rzadko), VI (rzadko); Meitner – nie zbadano

X grupa

Nikiel – II, III; Pallad – II, IV; Platyna – II, IV, VI (rzadko); Darmsztadt – nie zbadano

XI grupa

Miedź – I, II, III (rzadko); Srebro – I, II (rzadko), III (rzadko); Złoto – I, III; Roentgen – nie zbadano

XII grupa

Cynk – II; Kadm – II; Rtęć – I, II; Copernicium – nie zbadano

XIII grupa

Bor – III; Glin – III; Gal – III; Ind – I, III; Tal – I, III; Ununtrium – nie zbadano

XIV grupa

Węgiel – II (rzadko), IV; Krzem – IV; German – II (rzadko), IV; Cyna – II, IV; Ołów – II, IV; Flerovium – nie zbadano

XV grupa

Azot – I, II, III, IV, V; Fosfor – III, V; Arsen – III, V; Antymon – III, V; Bizmut – III, V; Ununpentium – nie zbadano

XVI grupa

Tlen – II; Siarka – II, IV, VI; Selen – II, IV, VI; Tellur – II, IV, VI; Polon – II, IV, VI; Livermorium – nie zbadano

XVII grupa

Fluor – I; Chlor – I, III, V, VII; Brom – I, III, V, VII; Jod – I, III, V, VII; Astat – I, III, V, VII; Ununseptium – nie zbadano

XVIII grupa

Hel – 0; Neon – 0; Argon – 0; krypton – II; ksenon – II, IV, VI, VIII; radon – II; Ununoctium – nie zbadano

Wartościowości wybranych jonów

• wartościowość I: OH, NH₄, NO₂, NO₃, ClO, ClO₂, ClO₃, ClO₄, HCO₃, HSO₄, H₂PO₄
• wartościowość II: SO₃, SO₄, CO₃, SiO₃, HPO₄
• wartościowość III: BO₃, PO₃, PO₄
• wartościowość IV: SiO₄, P₂O₇

Zobacz też

• rzędowość