**เวเลนซ์** หรือ **เวเลนซี** (อังกฤษ: valence or valency) ของธาตุเคมีเป็นการระบุความสามารถของอะตอมในการเกิดเป็นสารประกอบหรือโมเลกุล โดยหลักการเกี่ยวกับเวเลนซีนี้ได้ถูกพัฒนาในครึ่งหลังของคริสต์ศตวรรษที่ 19 และใช้ในการอธิบายโครงสร้างของสารได้ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ แม้ว่าแนวคิดเกี่ยวกับเวเลนซ์จะถูกกล่าวถึงมานานแต่ยังสามารถใช้ได้กับอีกทฤษฎีเกี่ยวกับพันธะเคมี อาทิ ทฤษฎีอะตอมทรงลูกบาศก์ (cubical atom) โครงสร้างลิวอีส (Lewis structures) ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์ (valence bond theory; VBT) ทฤษฎีออร์บิทัลเชิงโมเลกุล (molecular orbital theory; MOT) ทฤษฎีการผลักกันของคู่อิเล็กตรอนวงเวเลนซ์ (valence shell electron pair repulsion theory; VSEPR) รวมถึงทฤษฎีควอนตัมสมัยใหม่ เป็นต้น

คำอธิบาย
--------

ความสามารถในการรวมตัวหรือสัมพรรคภาพ (affinity) ของอะตอมสามารถพิจารณาได้จากจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่รวมตัวกับธาตุนั้น ๆ ตัวอย่าง มีเทน (CH4) อะตอมคาร์บอนมีเวเลนซ์เท่ากับ 4 แอมโมเนีย (NH3) อะตอมไนโตรเจนมีเวเลนซ์เท่ากับ 3 น้ำ (H2O) อะตอมออกซิเจนมีเวเลนซ์เท่ากับ 2 และในไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) อะตอมคลอรีนจะมีเวเลนซ์เท่ากับ 1 ในขณะที่ฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ (PCl5) อะตอมฟอสฟอรัสมีเวเลนซ์เท่ากับ 5 เป็นต้น แผนภาพเวเลนซ์ (valence diagram) เป็นการแสดงการเชื่อมต่ออะตอมต่างๆโดยใช้เส้นเชื่อมระหว่าง 2 อะตอม (บางครั้งเรียกว่า "พันธะ") ตัวอย่างเวเลนซ์ของอะตอมต่าง ๆ แสดงดังตาราง

|  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| สารประกอบ | โพรเพน(C3H8) | อะเซทิลีน(C2H2) | แอมโมเนีย(NH3) | โซเดียมไซยาไนด์NaCN | ไฮโดรเจนซัลไฟด์(H2S) | กรดซัลฟิวริก(H2SO4) | ไดคลอรีนเฮปทอกไซด์(Cl2O7) |
| แผนภาพ |  |  |  |  |  |  |  |
| เวเลนซี่ | คาร์บอน, 4ไฮโดรเจน, 1 | คาร์บอน, 4ไฮโดรเจน, 1 | ไนโตรเจน, 3ไฮโดรเจน, 1 | โซเดียม, 1คาร์บอน, 4 ไนโตรเจน, 3 | กำมะถัน, 2ไฮโดรเจน, 1 | กำมะถัน, 6ออกซิเจน, 2ไฮโดรเจน, 1 | คลอรีน, 7ออกซิเจน, 2 |

แนวคิดเกี่ยวกับเวเลนซ์ใช้ในการอธิบายการเชื่อมต่อของอะตอมในโครงสร้างของสารได้แต่ไม่สามารถบอกรูปร่างหรือรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล และไม่สามารถอธิบายโครงสร้างที่เป็นโครงข่ายขนาดใหญ่ เช่น โครงข่ายโคเวเลนต์และสารประกอบไอออนิกได้

นิยาม
-----

นิยามตามหนังสือเล่มสีทอง (Gold Book) ของสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) ได้ให้นิยามคำว่าเวเลนซ์ว่า "**เวเลนซ์ คือ จำนวนอะตอมยูนิเวเลนซ์ (มีที่มาจากอะตอมไฮโดรเจนหรืออะตอมคลอรีน) สูงสุดที่อาจรวมกับอะตอมหนึ่ง ๆ ของธาตุที่กำลังพิจารณา โดยที่อะตอมของธาตุนั้น ๆ จะสามารถถูกแทนที่ได้**" 

อย่างไรก็ตาม มีการนิยามคำว่าเวเลนซ์ในหนังสืออื่น ๆเช่น "**เวเลนซ์ คือ จำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถรวมตัวกับธาตุหนึ่ง ๆ ในสารประกอบธาตุคู่ไฮไดรด์ (binary hydride) หรือสองเท่าของจำนวนอะตอมออกซิเจนที่รวมกับธาตุนั้น ๆ ในสารประกอบออกไซด์ชนิดหนึ่ง ๆ หรือหลายชนิด**" ซึ่งจะเห็นได้ว่านิยามอย่างหลังได้ขยายความอีกนัยหนึ่งว่าเวเลนซ์ของอะตอมธาตุชนิดหนึ่ง ๆ อาจมีได้หลายค่านั่นเอง

เวเลนซ์โดยทั่วไปของธาตุในตารางธาตุ
----------------------------------

สำหรับธาตุหมู่หลัก (main groups) เวเลนซ์ของอะตอมอาจจะเป็นไปได้ตั้งแต่ 1 ถึง 7 ดังตาราง

| หมู่ | เวเลนซ์ 1 | เวเลนซ์ 2 | เวเลนซ์ 3 | เวเลนซ์ 4 | เวเลนซ์ 5 | เวเลนซ์ 6 | เวเลนซ์ 7 | เวเลนซ์โดยทั่วไป |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | NaCl |  |  |  |  |  |  | 1 |
| 2 |  | MgCl2 |  |  |  |  |  | 2 |
| 13 |  |  | BCl3 , AlCl3  Al2O3 |  |  |  |  | 3 |
| 14 |  | CO |  | CH4 |  |  |  | 4 |
| 15 |  | NO | NH3  PH3  As2O3 | NO2 | N2O5  PCl5 |  |  | 3 และ 5 |
| 16 |  | H2O  H2S |  | SO2 |  | SO3 |  | 2 และ 6 |
| 17 | HCl |  |  | ClO2 |  |  | Cl2O7 | 1 และ 7 |

ธาตุในตารางธาตุหลายชนิดโดยเฉพาะธาตุหมู่หลักเราสามารถทำนายเวเลนซีของอะตอมได้จากตำแหน่งในตารางธาตุ เช่น ธาตุหมู่ 1 และ ธาตุหมู่ 17 มีเวเลนซ์โดยทั่วไปเท่ากับ 1 ธาตุหมู่ 2 และธาตุหมู่ 16 มีเวเลนซ์โดยทั่วไปเท่ากับ 2 ธาตุหมู่ 13 และธาตุหมู่ 15 มีเวเลนซ์โดยทั่วไปเท่ากับ 3 เป็นต้น ซึ่งการทำนายนี้เป็นไปตามกฎออกเตต (octet rule) การบอกจำนวนเวเลนซ์โดยทั่วไปมักจะใช้เลขละตินหรือกรีกเป็นคำนำหน้า เช่น ยูนิ-/มอนอ- (uni-/mono-) ไบ-/ได- (bi-/di-) เทอร์-/ไตร- (ter-/tri-) ควอดริ-/เตตระ- (quadri-/tetra-) ควินควิ-/เพนตะ- (quinque-/penta-) แทนเวเลนซ์เท่ากับ 1 2 3 4 และ 5 ตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ซัลเฟตไอออน (SO42-) จัดเป็น ไอออนลบไดเวเลนต์ หรือ ไอออนลบไบเวเลนต์ เป็นต้น

เวเลนซ์และสถานะออกซิเดชัน
-------------------------

เนื่องจากความกำกวมของคำว่าเวเลนซ์ การใช้เลขออกซิเดชันในการอ่านชื่อสารแบบสตอก (Stock nomenclature) ของสารประกอบโคออร์ดิเนชัน (coordination compounds) รวมถึงการใช้สัญกรณ์แลมบ์ดา (lambda notation) ในการอ่านชื่อสารอนินทรีย์ จึงจำเป็นต้องแยกความแตกต่างของคำว่า เวเลนซ์ และ สถานะออกซิเดชัน

สถานะออกซิเดชันนั้นพิจารณาการสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนเมื่ออะตอมเกิดพันธะเคมี โดยพิจารณาประจุได้จากการประมาณแบบไอออนิก (ionic apprximation) ซึ่งพิจารณาการมีส่วนร่วมของแต่ละอะตอมในออร์บิทัลเชิงโมเลกุล (MO) หรือพิจารณาได้จากค่าอิเล็กโตรเนกาทิวิตีแบบอัลเลน (Allen's electronegativity) ซึ่งสถานะออกซิเดชันของอะตอมอาจจะมีค่าเป็นบวกหรือลบ และอาจเป็นจำนวนเต็มหรือไม่ก็ได้ ในขณะที่เวเลนซ์เป็นค่าจำนวนเต็มบวกเท่านั้น 

### ตัวอย่างสารประกอบที่เวเลนซ์มีค่าตรงกับค่าสัมบูรณ์ของสถานะออกซิเดชัน

| สารประกอบ | สูตร | เวเลนซ์ | สถานะออกซิเดชัน |
| --- | --- | --- | --- |
| ไฮโดรเจนคลอไรด์ | HCl | H = 1   Cl = 1 | H = +1   Cl = −1 |
| กรดเพอร์คลอริก | HClO4 | H = 1   Cl = 7   O = 2 | H = +1   Cl = +7   O = −2 |
| โซเดียมไฮไดรด์ | NaH | Na = 1   H = 1 | Na = +1   H = −1 |
| เฟอร์รัสออกไซด์ | FeO | Fe = 2   O = 2 | Fe = +2   O = −2 |
| เฟอร์ริกออกไซด์ | Fe2O3 | Fe = 3   O = 2 | Fe = + 3   O = −2 |

### ตัวอย่างสารประกอบที่เวเลนซ์มีค่าไม่ตรงกับค่าสัมบูรณ์ของสถานะออกซิเดชัน

| สารประกอบ | สูตร | เวเลนซ์ | สถานะออกซิเดชัน |
| --- | --- | --- | --- |
| คลอรีน | Cl2 | Cl = 1 | Cl = 0 |
| ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ | H2O2 | H = 1   O = 2 | H = +1   O = −1 |
| อะเซทิลีน | C2H2 | C = 4   H = 1 | C = −1   H = +1 |
| เมอร์คิวรี(I)คลอไรด์ | Hg2Cl2 | Hg = 2   Cl = 1 | Hg = +1   Cl = −1 |

เวเลนซ์อาจจะแตกต่างจากค่าสัมบูรณ์ของสถานะออกซิเดชันเนื่องจากความแตกต่างของสภาพขั้วของโมเลกุล เช่น ไดคลอโรมีเทน (CH2Cl2) คาร์บอนมีเวเลนซ์เท่ากับ 4 แต่มีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ 0 เป็นต้น

ดูเพิ่ม
-------

* สถานะออกซิเดชัน
* เวเลนซ์อิเล็กตรอน
* โมเลกุลไฮเพอร์เวเลนต์

อ้างอิง
-------

1. ↑  Partington, James Riddick (1921). **A text-book of inorganic chemistry for university students** (1st ed.)
2. ↑  **IUPAC Compendium of Chemical Terminology**, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).ISBN 0-9678550-9-8.
3. ↑  Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). **Chemistry of the Elements** (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
4. ↑  Clugston, M.; Flemming, R. (2000). Advanced Chemistry. Oxford University Press. pp. 214–215. ISBN 978-0199146338.
5. ↑  **Nomenclature of Inorganic Chemistry** (IUPAC Recommendations 2005)
6. ↑  Karen, Pavel; McArdle, Patrick; Takats, Josef (2014). **Toward a comprehensive definition of oxidation state (IUPAC Technical Report)**. Pure and Applied Chemistry 86 (6).