Valenssi (kemia)

Valenssi eli atomiarvo on alkuaineen atomin muodostamien kemiallisten sidosten lukumäärä. Termiä ei enää juuri käytetä, vaan sen tilalle on tullut samantapainen mutta monipuolisempi hapetusluvun käsite. Valenssi on tavallisesti yhtä suuri kuin hapetusluvun itseisarvo. Valenssi ja hapetusluku voivat joissakin yhteyksissä tarkoittaa samaa, jolloin valenssi voi olla myös negatiivinen.

Esimerkkejä
Vetyatomi muodostaa yhdisteissään yhden sidoksen, joten sen valenssi on 1 (tai roomalaisin numeroin I). Tällaista alkuainetta sanotaan yhdenarvoiseksi. Happi on useimmiten kahdenarvoinen alkuaine kuten vesimolekyylissä (H2O). Typen tyypillinen valenssi on 3. Typpi voi muodostaa esimerkiksi kolme yksinkertaista kovalenttista sidosta kuten ammoniakissa (NH3) tai yhden kolmoissidoksen kuten typpimolekyylissä (N2). Hiilen valenssi on yleensä 4. Nämä valenssit ovat yhtä suuria kuin atomin valenssikuoren eli uloimman elektronikuoren täyttämiseen tarvittavien elektronien lukumäärä. Jaksollisen järjestelmän ensimmäisen ryhmän alkuaineiden eli alkalimetallien valenssi on 1. Toisessa ryhmässä eli maa-alkalimetalleissa valenssi on 2. Halogeenien valenssi on orgaanisissa yhdisteissä yleensä 1, mutta epäorgaanisissa yhdisteissä valenssit vaihtelevat.

Historia
Valenssin käsite otettiin käyttöön 1860-luvulla. Tarkoituksena oli yleistää yhdisteiden kaavoista sääntöjä, joiden mukaan alkuaineet sitoutuvat. Monet kemistit ajattelivat aluksi, että valenssi on alkuaineen pysyvä ominaisuus, kuten atomipaino. Ajatus sopi orgaaniseen kemiaan, mutta epäorgaanisessa kemiassa se tuotti ongelmia.

Yksikäsitteisen valenssin aikaansaamiseksi yhdisteille keksittiin monenlaisia rakenteita: Friedrich August Kekulé (1829–1896) kirjoitti rikkihapolle rakennekaavan H–O–O–S–O–O–H, joka antoi rikille halutun valenssin 2. Todellisuudessa kaikki happiatomit ovat sitoutuneet rikin kanssa. T. E. Thorpe ehdotti, että VOCl2 esiintyisi kaksoismolekyylinä muodossa (VOCl2)2, jotta sille voitaisiin piirtää valenssia 3 vastaava rakenne. Kun fosforin havaittiin olevan klooriyhdisteissä kolmenarvoinen (PCl3) tai viidenarvoinen (PCl5), Kekulé esitti, että fosforipentakloridi olisi fosforitrikloridin ja kloorimolekyylin heikko yhdiste (PCl3·Cl2). Ajatus sai tukea siitä, että höyrystynyt fosforipentakloridi hajosi näiksi yhdisteiksi. Toisaalta Thorpe valmisti fosforipentafluoridia (PF5) vuonna 1876, mutta se ei hajonnutkaan fosforitrifluoridiksi ja fluorimolekyyliksi. Kekulé jäi lopulta lähes yksinään kannattamaan muuttumatonta valenssia. Valenssin moniarvoisuus oli yleisesti hyväksytty kemiassa 1800-luvun loppuun mennessä.

Lähde:

IUPAC:n määritelmä
Kemian järjestö IUPAC:n vuonna 1994 julkaisemassa määritelmässä valenssi on atomin muodostamien sidosten suurin mahdollinen määrä. Alkuaineella on tällöin yksikäsitteinen valenssi, mutta tämä luku ei läheskään aina kuvaa kattavasti alkuaineelle ominaista sitoutumista.

Aiheesta muualla
IUPAC:n määritelmä valenssista (englanniksi)

Kemialliset ominaisuudet