Elektrony istnieją na orbitach wokół jądra atomowego. Im wyższa liczba orbit, tym większa odległość elektronów od jądra. Atomy próbują osiągnąć stabilny stan podobny do stanu gazów szlachetnych lub pierwiastków obojętnych na swojej najbardziej zewnętrznej orbicie, przyjmując lub oddając elektrony. Ta właściwość nazywana jest wartościowością atomu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Niektóre pierwiastki różnią się zdolnością łączenia się z innymi pierwiastkami w zależności od charakteru reakcji; ta właściwość nazywana jest wartościowością zmienną. Na przykład żelazo w tlenku żelaza ma wartościowość +2, podczas gdy w tlenku żelaza ma wartościowość +3.
Walencja i wiązanie
Elektrony na orbicie najbliżej jądra są mocniej utrzymywane w porównaniu z elektronami na orbitach zewnętrznych. Atomy dążą do osiągnięcia stanu elektronowego podobnego do stanu gazu obojętnego, któremu są najbliżej w układzie okresowym. Robią to, oddając nadmiar elektronów innemu atomowi lub przyjmując elektrony z innego atomu. Kiedy te elektrony walencyjne są oddawane lub przyjmowane, powstaje wiązanie jonowe między uczestniczącymi atomami. Kiedy atomy dzielą między sobą elektrony walencyjne, powstaje wiązanie kowalencyjne.
Zmienna wartościowość
Niektóre pierwiastki łączą się z innymi atomami, oddając, przyjmując lub dzieląc elektrony w różnych proporcjach w zależności od charakteru reakcji. Na przykład żelazo łączy się z tlenem, tworząc tlenek żelaza, a także tlenek żelaza. W tworzeniu tlenku żelaza żelazo wykazuje wartościowość +2, podczas gdy w tlenku żelaza ma wartościowość +3. Nazywa się to wartościowością zmienną.
Elementy o zmiennej wartościowości
Metale przejściowe nikiel, miedź, cyna i żelazo wykazują zmienną wartościowość. Niemetale, takie jak azot i tlen, również wykazują zmienną wartościowość. Produkty powstałe w wyniku reakcji z różnymi atomami wartościowości różnią się właściwościami. Na przykład w powyższym przykładzie tlenek żelazawy jest niemagnetyczny, podczas gdy tlenek żelazowy ma charakter magnetyczny. Podobnie wodór wykazuje wartościowość +2 w nadtlenku wodoru i wartościowość +1 w przypadku wody; woda utleniona ma charakter silnie kwaśny, natomiast woda jest obojętna.
Reprezentacja zmiennej wartościowości
Przyjętą praktyką jest wskazywanie wartościowości elementu o zmiennej wartościowości za pomocą odpowiedniej cyfry rzymskiej jako indeksu górnego umieszczonego obok symbolu elementu. Na przykład pisanie PVC15 wskazuje, że fosfor ma wartościowość +5 w pięciochlorku fosforu.