Wartościowość: Cecha pierwiastków chemicznych

Pojęcie wartościowości w odniesieniu do pierwiastków jest nieprecyzyjne, dlatego jest często zastępowane pojęciem stopnia utlenienia lub liczby koordynacyjnej. Wartościowość nie uwzględnia bowiem otoczenia chemicznego danego atomu. Przykładowo atom azotu jest trójwartościowy N^III zarówno w cząsteczce amoniaku (NH₃), jak i w kwasie azotawym (H-O-N=O). Jednak stopnie utlenienia atomu azotu w tych związkach wynoszą odpowiednio −III i +III, co oznacza, że atom ten, albo przyjmuje 3 elektrony, albo oddaje 3 elektrony z powłoki walencyjnej. Szczególne trudności pojęcie to powoduje w chemii koordynacyjnej, chemii metaloorganicznej i chemii supramolekularnej, gdzie często występują inne oddziaływania między atomami niż wiązania kowalencyjne czy jonowe.

Większość pierwiastków posiada kilka możliwych wartościowości, tj. może przyjmować różną wartościowość w różnych związkach chemicznych np. w tlenku węgla (C=O) i dwutlenku węgla (O=C=O) atom węgla jest odpowiednio dwu- i czterowartościowy. Wartościowość pierwiastków grup głównych w układzie okresowym jest równa numerowi grupy, przy czym możliwe są również niższe wartościowości jako liczby parzyste w grupach o numerach parzystych i wartościowości nieparzyste w grupach o numerach nieparzystych. W warunkach tlenowych najtrwalsze są zwykle związki o najwyższej możliwej wartościowości, choć są liczne wyjątki od tej reguły (np. ołów^II jest trwalszy i występuje bardziej powszechnie niż ołów^IV lub chlorowce mające zwykle wartościowość I).

Pojęcie wartościowości może być natomiast stosowane z powodzeniem do złożonych jonów kompleksowych i anionów kwasów tlenowych.

Poniższe pierwiastki i ich wartościowości są wymienione kolejno grupami układu okresowego. Pogrubiona wartościowość oznacza, że występuje najczęściej.

I grupa

Wszystkie pierwiastki mają wartościowość I.

II grupa

Wszystkie pierwiastki mają wartościowość II.

III grupa

Skand - III; Itr - III

Lantanowce:

Lantan - III; Cer - III, IV; Prazeodym - III, IV; Neodym - III; Promet - III; Samar - II, III; Europ - II, III; Gadolin - III; Terb - III, IV (rzadko); Dysproz - III; Holm - III; Erb - III; Tul - III; Iterb - II, III; Lutet - III

Aktynowce:

Aktyn - III; Tor - IV; Protaktyn - IV, V; Uran - III, IV, V, VI; Neptun - III, IV, V, VI, VII; Pluton - III, IV, V, VI; Ameryk - III, IV, V, VI; Kiur - III, IV; Berkel - III, IV; Kaliforn - II (rzadko), III, IV; Einstein - II (rzadko), III; Ferm - II (rzadko), III; Mendelew - II, III; Nobel - II, III; Lorens - III

IV grupa

Tytan - III, IV; Cyrkon - IV; Hafn - IV; Rutherford - IV

V grupa

Wanad - II, III, IV, V; Niob - II, IV, V'; Tantal - II, IV, V'; Dubn - V

VI grupa

Chrom - II, III, VI; Molibden - II (rzadko), III, IV, V, VI; Wolfram - II (rzadko), III (rzadko), IV, V, VI; Seaborg - VI

VII grupa

Mangan - II, III, IV, VI, VII; Technet - II (rzadko), IV, VII; Ren - II (rzadko), III, IV, VI, VII; Bohr - VII

VIII grupa

Żelazo - II, III, VI (rzadko); Ruten - II, III, IV, VI, VIII (rzadko); Osm - III, IV, VI, VIII; Has - VIII

IX grupa

Kobalt - II, III; Rod - II (rzadko), III, IV, V (rzadko), VI (rzadko); Iryd - II (rzadko), III, IV, V (rzadko), VI (rzadko); Meitner - nie zbadano

X grupa

Nikiel - II, III; Pallad - II, IV; Platyna - II, IV, VI (rzadko); Darmsztadt - nie zbadano

XI grupa

Miedź - I, II, III (rzadko); Srebro - I, II (rzadko), III (rzadko); Złoto - I, III; Roentgen - nie zbadano

XII grupa

Cynk - II; Kadm - II; Rtęć - I, II; Copernicium - nie zbadano

XIII grupa

Bor - III; Glin - III; Gal - III; Ind - I, III; Tal - I, III; Ununtrium - nie zbadano

XIV grupa

Węgiel - II (rzadko), IV; Krzem - IV; German - II (rzadko), IV; Cyna - II, IV; Ołów - II, IV; Ununquadium - nie zbadano

XV grupa

Azot - I, II, III, IV, V; Fosfor - III, V; Arsen - III, V; Antymon - III, V; Bizmut - III, V; Ununpentium - nie zbadano

XVI grupa

Tlen - II; Siarka - II, IV, VI; Selen - II, IV, VI; Tellur - II, IV, VI; Polon - II, IV, VI; Ununhexium - nie zbadano

XVII grupa

Fluor - I; Chlor - I, III, V, VII; Brom - I, III, V, VII; Jod - I, III, V, VII; Astat - I, III, V, VII; Ununseptium - nie zbadano

XVIII grupa

Hel - 0; Neon - 0; Argon - 0; krypton - II; ksenon - II, IV, VI, VIII; radon - II; Ununoctium - nie zbadano

• wartościowość I: OH, NH₄, NO₂, NO₃, ClO, ClO₂, ClO₃, ClO₄, HCO₃, HSO₄, H₂PO₄
• wartościowość II: SO₃, SO₄, CO₃, SiO₃, HPO₄
• wartościowość III: BO₃, PO₃, PO₄
• wartościowość IV: SiO₄, P₂O₇

• rzędowość