4.4-Valency

4.4-Valency Important Formulae

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After successful completion of this topic, you should be able to:

  • Find the valency of elements on the basis of their electronic configuration and relate inertness and reactivity of elements.
  • Calculate the number of electrons distributed in different orbits(shells) according to Bohr and Bury rules and find out valence electrons for different elements.

Valency is a fundamental concept in chemistry that describes the ability of an atom to combine with other atoms. It is determined by the number of electrons in the outermost shell (valence shell) of an atom. Understanding valency is essential for predicting how elements will react and form compounds.

1. Definition of Valency:

Valency is defined as the combining capacity of an atom. It can be understood as the number of electrons an atom can gain, lose, or share to achieve a stable electronic configuration, usually resembling that of the nearest noble gas. Valency can be expressed in terms of:

  • The number of electrons lost or gained.
  • The number of bonds formed with other atoms.

2. Types of Valency:

Valency can be classified into several types:

  • Positive Valency: This occurs when an atom loses electrons. For example, sodium ($\text{Na}$) has a valency of +1 because it loses one electron to form $\text{Na}^+$.
  • Negative Valency: This occurs when an atom gains electrons. For example, chlorine ($\text{Cl}$) has a valency of -1 because it gains one electron to form $\text{Cl}^-$.
  • Zero Valency: Some elements have a valency of zero, indicating that they do not readily combine with other elements. Noble gases like helium ($\text{He}$) and neon ($\text{Ne}$) have a complete outer shell of electrons.
  • Variable Valency: Some elements can exhibit more than one valency. For example, iron ($\text{Fe}$) can have a valency of +2 or +3, depending on the compound it forms.

3. Determining Valency:

To determine the valency of an element, we can follow these guidelines:

  • For main group elements, the valency is typically equal to the number of electrons in the outermost shell.
  • Elements in Group 1 (alkali metals) have a valency of +1, while Group 2 (alkaline earth metals) have a valency of +2.
  • Group 17 elements (halogens) usually have a valency of -1, while Group 16 elements (chalcogens) have a valency of -2.

4. Examples of Valency:

Here are some common elements and their valencies:

  • Hydrogen ($\text{H}$): Valency of +1
  • Carbon ($\text{C}$): Valency of +4 (can form four bonds)
  • Nitrogen ($\text{N}$): Valency of +3 or -3
  • Oxygen ($\text{O}$): Valency of -2
  • Sodium ($\text{Na}$): Valency of +1
  • Chlorine ($\text{Cl}$): Valency of -1

5. Importance of Valency:

Valency is crucial in understanding chemical bonding and the formation of compounds. It helps in predicting how different elements will combine to form chemical formulas. For instance, the valency of magnesium ($\text{Mg}$), which is +2, allows it to combine with two chlorine atoms (valency -1) to form magnesium chloride ($\text{MgCl}_2$).

By knowing the valencies of different elements, chemists can easily write balanced chemical equations, understand reaction mechanisms, and predict the properties of compounds. Valency also plays a key role in determining the stability and reactivity of chemical substances.


DynaBlast, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons

4.4-वैलेन्सी

वैलेन्सी (Valency) किसी तत्व की वह क्षमता है, जिसके द्वारा वह अन्य तत्वों के साथ रासायनिक बंधन बना सकता है। यह किसी तत्व के बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। यदि किसी तत्व का बाहरी खोल (outer shell) पूर्ण है, तो उसकी वैलेन्सी 0 होती है, क्योंकि वह रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है। इसके विपरीत, यदि बाहरी शेल में इलेक्ट्रॉन कम होते हैं तो वह तत्व रासायनिक बंधन बनाने की प्रवृत्ति दिखाता है।

वैलेन्सी की गणना करने के लिए, सबसे पहले हमें यह जानना जरूरी है कि किसी तत्व के बाहरी शेल में कितने इलेक्ट्रॉन हैं। यदि बाहरी शेल में 1, 2 या 3 इलेक्ट्रॉन हैं, तो वह तत्व उन इलेक्ट्रॉनों को खोकर रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग ले सकता है। यदि बाहरी शेल में 4, 5, 6 या 7 इलेक्ट्रॉन हैं, तो वह इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति रखता है। यदि बाहरी शेल में 8 इलेक्ट्रॉन हैं, तो वह तत्व स्थिर रहता है और रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता।

उदाहरण के लिए, अगर किसी तत्व का परमाणु संख्या 8 है, तो इसका मतलब है कि उसका बाहरी शेल पूर्ण है, और उसकी वैलेन्सी 0 होगी। जैसे कि ऑक्सीजन (O) की वैलेन्सी 2 होती है, क्योंकि इसके बाहरी शेल में 6 इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसे 2 इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। इसी प्रकार, हाइड्रोजन (H) की वैलेन्सी 1 होती है, क्योंकि इसके बाहरी शेल में 1 इलेक्ट्रॉन होता है।

वैलेन्सी की गणना करने के लिए निम्नलिखित सूत्र का उपयोग किया जा सकता है:

वैलेन्सी = 8 - (बाहरी शेल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या)

उदाहरण के लिए, कार्बन (C) की वैलेन्सी 4 है। इसका कारण है कि कार्बन का परमाणु संख्या 6 है और इसके बाहरी शेल में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, यह 4 इलेक्ट्रॉन खोने या 4 इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने की क्षमता रखता है।

वैलेन्सी का एक और महत्वपूर्ण पहलू है, जो कनेक्टिविटी के रूप में जाना जाता है। यह बताता है कि एक तत्व कितने अन्य तत्वों से बंध सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन की वैलेन्सी 1 होती है, जिसका मतलब है कि यह केवल एक अन्य तत्व से बंध सकता है। इसी प्रकार, ऑक्सीजन की वैलेन्सी 2 होती है, जो यह दर्शाता है कि यह दो हाइड्रोजन अणुओं के साथ बंध सकता है।

इसके अलावा, कुछ तत्वों की वैलेन्सी परिवर्तनशील होती है। उदाहरण के लिए, लौह (Fe) की वैलेन्सी 2 और 3 हो सकती है, जो यह दर्शाता है कि यह तत्व 2 या 3 इलेक्ट्रॉनों की अदला-बदली कर सकता है।

वैलेन्सी का उपयोग रासायनिक समीकरणों को संतुलित करने में भी किया जाता है। रासायनिक बंधन के समय, यह महत्वपूर्ण होता है कि प्रत्येक तत्व की वैलेन्सी के अनुसार तत्व आपस में बंधें और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा का आदान-प्रदान हो सके।

1. How will you find the valency of Chlorine, Sulphur and Magnesium?

Solution:

Finding the Valency of Chlorine, Sulphur, and Magnesium

Valency is determined by the number of electrons an element can lose, gain, or share to achieve a stable electronic configuration. For Chlorine (Cl), with an atomic number of 17, it has 7 valence electrons and needs 1 more to complete its octet, giving it a valency of -1. Sulphur (S), with an atomic number of 16, has 6 valence electrons and can either gain 2 electrons or share them, resulting in a valency of -2 or +4. Magnesium (Mg), with an atomic number of 12, has 2 valence electrons and tends to lose them, giving it a valency of +2.