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Valence (chimie)

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La valence d'un element chimique est le nombre maximal de liaisons covalentes ou ioniques qu'il peut former en fonction de sa configuration electronique . Dans une molecule ou un ion , la valence d'un atome est le nombre de liaisons covalentes que cet atome a formees. Dans un ion monoatomique , sa valence est sa charge, on parle alors d'electrovalence. Un element univalent est ainsi un element qui formera des molecules en formant une seule liaison covalente ou des ions monocharges ; a contrario , les elements bivalents, trivalents ou tetravalents s'associeront avec respectivement deux, trois ou quatre atomes d'un element univalent pour former des molecules, comme dans le methane (CH 4 ) ou le carbone , a valence quadruple, est lie a quatre atomes d'hydrogene .

La couche de valence est la derniere couche electronique (ou couche exterieure) d'un atome et la ou les sous-couches en cours de remplissage.

Nomenclature et repartition des valences des elements [ modifier | modifier le code ]

Le tableau periodique des elements , directement lie a leur configuration electronique , indique la valence unique ou principale des differents elements, mais de nombreux elements peuvent presenter d'autres valences que celle indiquee par le tableau.

  • valence 0 : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ;
  • valence I (element univalent ou monovalent ) : H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Cu, Ag, Au, F, Cl, Br, I ;
  • valence II (element bivalent ou divalent ) : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd, Pt, Hg, Sn , Pb, O, Se, Te, C ;
  • valence III (element trivalent ) : B, Al, Au, Fe, Co, Ni, Cr, Mn, Cl, Br, I, Ga, In, Tl, N , P, As, Sb, Bi, Po ;
  • valence IV (element tetravalent ) : C, Si, Ge, Sn, Pb, S, Se, Te, Pt, Ir, Mn ;
  • valence V (element pentavalent ) : Bi, Sb, As, I, Br, Cl, P ;
  • valence VI (element hexavalent ) : Te, Se, S, Mn, Cr ;
  • valence VII (element heptavalent ) : Mn, Cl, Br, I.

Principe [ modifier | modifier le code ]

Un atome augmente sa stabilite lorsque sa couche d' electrons exterieure ( couche de valence ) est complete, c'est-a-dire qu'elle contient le nombre maximum d'electrons qu'elle peut contenir. Pour cela, il peut s'associer dans des liaisons avec d'autres atomes, soit en cedant soit en acquerant des electrons ; s'il en cede c'est pour que la couche externe soit la couche inferieure toujours complete. (Voir aussi la regle de l'octet .)

Exemples elementaires :

  • les gaz nobles ( He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn ), ont une couche de valence naturellement complete, et ne s'unissent donc pas a d'autres atomes : leur valence est 0. Pour cette raison, on les trouve dans la nature sous la forme de gaz monoatomiques  ;
  • un atome d'hydrogene H ne peut former qu'une seule liaison avec un autre atome quel qu'il soit. Sa valence est donc 1, c'est un element univalent ou monovalent . Ainsi, dans la molecule de dihydrogene H 2 , deux atomes H sont lies par une liaison covalente  ;
  • l'atome d' oxygene O a la capacite de s'associer a deux atomes, sa valence est donc 2 : c'est un element bivalent ou divalent . Dans la molecule d'eau , H 2 O , l'atome d'oxygene forme deux liaisons covalentes, une avec chaque atome d' hydrogene . Chacun de ces derniers, conformement a leur monovalence, ne forme qu'une liaison ;
  • un atome de carbone C est tetravalent , et peut former jusqu'a quatre liaisons. Ainsi dans la molecule de methane CH 4 , le carbone porte quatre atomes d'hydrogene.

Valence des atomes dans les molecules [ modifier | modifier le code ]

Dans le cadre d'une molecule , la valence d'un atome est par definition le nombre de liaisons que cet atome a forme. Par exemple, bien que la valence du carbone, en tant qu'element, soit 4, dans le cas d'un carbene (R 2 C:), la valence du carbone est de 2.

Plusieurs elements existent dans des degres d'oxydation differents. Dans le cas des elements non-metalliques , les etats d'oxydation sont lies a la valence. Ainsi, le phosphore possede les etats d' oxydation + III et + V (il peut mettre en jeu trois ou cinq electrons dans des liaisons covalentes polarisees ). D'une facon analogue, on parle de phosphore pentavalent (cinq liaisons) et de phosphore trivalent (trois liaisons).

Cas des liaisons multiples

Une liaison peut etre double , triple ou quadruple . Par exemple dans le cas du dioxyde de carbone , CO 2 , chacun des deux atomes d'oxygene forme une double liaison covalente avec le carbone central. La formule de la molecule est : O=C=O. Dans cette derniere, le carbone est tetravalent (deux liaisons doubles) et l'oxygene divalent (une liaison double).

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]