valens (kemisk begreb)

Begrebet valens blev brugt første gang i 1868 af den tyske kemiker Hermann Wichelhaus (1842-1927), men valensbegrebets fædre var dog snarere E. Frankland og A. Kekulé. Historisk set var begrebet en systematisering af J. Daltons lov om de multiple proportioner fra begyndelsen af 1800-tallet.

Efter opdagelsen af elektronen i 1897 blev et atoms valens forklaret ved dets evne til enten at afgive eller optage elektroner, og begrebet er således tæt knyttet til et atoms oxidationstrin. Sammenhængen mellem et atoms valens og antallet af såkaldte valenselektroner blev yderligere systematiseret ved fremkomsten af oktetreglen i 1916.

En endnu bedre forståelse af begrebet opnåedes, da man vha. kvantemekanikken i 1920'erne fik en forklaring på atomernes elektronkonfiguration. Et atoms valens blev således knyttet til antallet af elektroner i den yderste skal, valensskallen. Alle eller nogle af elektronerne i denne skal kunne indgå i den kemiske binding, ved at disse elektroner enten blev delt med andre atomer i en covalent binding (se kemisk binding) eller afgivet til/optaget af et andet atom i en ionbinding.

Man har i mange år vidst, at atomer kan optræde med forskellig valens i forskellige sammenhænge. Eksempelvis er nitrogen trivalent i ammoniak, NH₃, men pentavalent (valens 5) i salpetersyre, HNO₃, en flertydighed, som kan forstås ud fra nitrogens elektronstruktur og placering i det periodiske system. Man har imidlertid også fundet en del kemiske forbindelser, fx med såkaldte flercenterbindinger, hvor et atoms valens ikke længere er helt veldefineret, og hvor det kan være nødvendigt enten at regne med ikke-heltallig valens eller med, at fx hydrogen optræder med forskellig valens i samme molekyle (eksempelvis i diboran, B₂H₆).

I den kvantekemiske beskrivelse af den kemiske binding, navnlig i en samlet beskrivelse af alle elektroner i et molekyle (mangeelektronbillede), mister begrebet valens sin relevans og udgør en lidt for simplificeret betragtningsmåde. Man kan således sige, at valens er et begreb, som er på retur i kemien, men som dog stadig har sin værdi, når man skal forstå nogle af de basale empiriske forhold i bindinger mellem atomer i molekyler, der ikke er for komplicerede.

• kemi (de kemiske grundlove)
• atom
• oxidationstrin
• oktetreglen
• kvantemekanik
• kemisk binding