ההבדל העיקרי בין ערכיות למספר חמצון הוא שערך הוא המספר המרבי של אלקטרונים שאטום יכול לאבד, לצבור או לחלוק כדי להפוך ליציב, בעוד שמספר החמצון הוא מספר האלקטרונים שאטום יכול לאבד או לצבור כדי ליצור קשר עם אטום אחר.
המונחים מספר חמצון וערכיות קשורים לאלקטרוני הערכיות של אטום. אלקטרונים ערכיים הם האלקטרונים התופסים את האורביטלים החיצוניים ביותר של אטום. לאלקטרונים אלו יש משיכה חלשה לגרעין האטום; לפיכך, אטומים יכולים בקלות להסיר או לחלוק אלקטרונים אלה עם אטומים אחרים. אובדן, רווח או שיתוף אלקטרונים זה גורם לאטום מסוים להיות בעל מספר חמצון וערכיות, ובסופו של דבר הוא יוצר קשר כימי בין שני האטומים.
מה זה Valency?
Valency הוא המספר המרבי של אלקטרונים שאטום מאבד, מרוויח או חולק כדי להפוך ליציב. עבור מתכות ולא מתכות, כלל האוקטט מתאר את הצורה היציבה ביותר של אטום. כאן, אם המספר של הקליפה החיצונית ביותר של אטום מתמלא לחלוטין (צריך שמונה אלקטרונים להשלמה זו), תצורת האלקטרונים הזו יציבה. במילים אחרות, אם תת-אורביטלים s ו-p מלאים לחלוטין עם תצורת ns2np6, האטום יציב.
באופן טבעי, לאטומי גז אצילים יש את תצורת האלקטרונים הזו. לכן, אלמנטים אחרים צריכים לאבד, לצבור או לחלוק אלקטרונים כדי לציית לכלל האוקטט. המספר המרבי של אלקטרונים שאטום צריך כדי לאבד או לצבור או להשתתף בייצוב זה הוא הערכיות של אותו אטום.
לדוגמה, הבה נבחן את הסיליקון. תצורת האלקטרונים של סיליקון היא 1s22s22p63s2 3p2 הקליפה החיצונית ביותר היא n=3, ויש לה 4 אלקטרונים.לכן, הוא צריך להשיג ארבעה אלקטרונים נוספים כדי להשלים את האוקטט. באופן כללי, סיליקון יכול לחלוק 4 אלקטרונים עם אלמנטים אחרים כדי להשלים את השמינייה. לפיכך, ערכיות הסיליקון היא 4.
עבור יסודות כימיים שונים, הערכיות שונה. הסיבה לכך היא שהאלקטרונים מתמלאים אל האורביטלים בהתאם לרמות האנרגיה של אותם אורביטלים. עם זאת, לרוב מתכות המעבר יש ערכיות זהה; לעתים קרובות זה 2. אבל, ליסודות מסוימים יכולים להיות בעלי ערכיות הבדלים מכיוון שהאטום יכול להתייצב בתצורות אלקטרונים שונות על ידי הסרת אלקטרונים.
לדוגמה, בברזל (Fe), תצורת האלקטרונים היא [Ar]3d64s2 לכן, הערך של ברזל הוא 2 (2 אלקטרונים ב-4 שניות2). אבל לפעמים, ערכיות הברזל הופכת ל-3. הסיבה לכך היא שתצורת האלקטרון 3d5 יציבה יותר מ-3d6 לפיכך, הסרת אלקטרון אחד נוסף יחד עם אלקטרונים של 4 שניות ייצוב ברזל יותר.
מהו מספר חמצון?
מספר החמצון הוא מספר האלקטרונים שאטום יכול לאבד או לצבור כדי ליצור קשר עם אטום אחר. לפעמים, אנו משתמשים במונחים מצב חמצון ומספר חמצון לסירוגין, אך יש ביניהם הבדלים קלים.
איור 01: אלמנטים כימיים מסוימים יכולים להראות מספרי חמצון שונים
רוב הפעמים, המונח מספר חמצון מיושם עבור מתחמי קואורדינציה. במתחמי קואורדינציה, מספר החמצון הוא המטען של האטום המרכזי של תרכובת תיאום אם כל הקשרים מסביב לאטום זה היו קשרים יוניים. מתחמי קואורדינציה מורכבים כמעט תמיד מאטומי מתכת מעבר במרכז המכלול. לאטום המתכת הזה יש קבוצות כימיות בסביבתו, שאנו קוראים להן כליגנדים. לליגנדים אלה יש זוגות אלקטרונים בודדים שניתן לחלוק עם אטומי מתכת ליצירת קשרי קואורדינציה.
לאחר היווצרות קשר הקואורדינציה, הוא דומה לקשר קוולנטי. זה בגלל ששני האטומים בקשרי התיאום חולקים זוג אלקטרונים, בדיוק כמו קשר קוולנטי. עם זאת, עלינו לחשב את מספר החמצון של אטום המתכת המרכזי בהתחשב בקשרי התיאום כקשרים יוניים.
מה ההבדל בין ערך ומספר חמצון?
המונחים מספר חמצון וערכיות קשורים לאלקטרוני הערכיות של אטום. ההבדל העיקרי בין ערכיות למספר חמצון הוא שערך הוא המספר המרבי של אלקטרונים שאטום יכול לאבד, לצבור או לחלוק כדי להפוך ליציב ואילו מספר החמצון הוא מספר האלקטרונים שאטום יכול לאבד או לצבור כדי ליצור קשר עם אטום אחר. יתרה מכך, המונח ערכיות מיושם עבור כל יסוד כימי, אך המונח מספר חמצון מיושם בעיקר לגבי מתחמי קואורדינציה.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין ערכיות ומספר חמצון.
סיכום – ערך מול מספר חמצון
גם מספר החמצון וגם הערכיות הם מונחים הקשורים לאלקטרוני הערכיות של אטום. ההבדל העיקרי בין ערכיות למספר חמצון הוא שערך הוא המספר המרבי של אלקטרונים שאטום יכול לאבד, לצבור או לחלוק כדי להפוך ליציב ואילו מספר החמצון הוא מספר האלקטרונים שאטום יכול לאבד או לצבור כדי ליצור קשר עם אטום אחר.
