Par Kevin Carr – Mis à jour le 24 mars 2022
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Les atomes se connectent via des liaisons chimiques en partageant des électrons, un processus régi par le nombre d’électrons les plus externes de chaque élément. Le nombre d'électrons disponibles pour le partage dans la coque externe est ce que les chimistes appellent la valence.
L'hydrogène, ainsi que tous les éléments du premier groupe du tableau périodique, a une valence de un.
Les électrons de Valence sont les électrons résidant au niveau d'énergie le plus élevé pouvant participer à la liaison chimique. En chimie covalente, ces électrons sont partagés entre les atomes pour satisfaire à la règle de l’octet, qui stipule qu’une configuration stable nécessite généralement huit électrons dans la couche externe. Lorsqu’un atome possède déjà huit électrons, il se comporte comme un gaz rare et reste inerte. Les atomes avec moins de huit électrons partageront ou transféreront des électrons pour compléter leur octet.
L’hydrogène est un cas particulier :son orbitale 1s ne peut accueillir que deux électrons. L’électron unique de cette orbitale est son électron de valence, donc le numéro de valence de l’hydrogène est un. Il peut partager cet électron solitaire avec un autre atome pour remplir sa coquille, ou il peut le perdre pour former un proton (H+) dans des solutions acides. En raison de cette polyvalence, l’hydrogène se lie à de nombreux éléments. Par exemple, quatre atomes d'hydrogène se lient à un atome de carbone (valence quatre) pour former du méthane (CH4), et trois atomes d'hydrogène se combinent avec un atome d'azote (valence cinq) pour produire de l'ammoniac (NH3).
La capacité de l’hydrogène à partager ou à donner son électron de valence lui permet de former des liaisons covalentes et ioniques. Il peut donner son électron à des atomes électronégatifs tels que le fluor ou le chlore, créant ainsi des espèces ioniques comme HCl+. L’hydrogène peut également s’associer à lui-même pour produire des molécules H2. En solution aqueuse, l'hydrogène perd souvent son électron, devenant l'hydron (H+) qui contribue à l'acidité d'une solution.
Les éléments du groupe 1, notamment le lithium, le sodium et le potassium, ont également une valence de un. Les éléments du groupe 2 (béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum) portent une valence de deux. Les métaux de transition (groupes 3 à 12) affichent une plage de valences de un à sept, en fonction de leur configuration électronique et de leur état d'oxydation.
Les atomes du groupe 13 (bore, aluminium) ont une valence maximale de trois. Les atomes du groupe 14 (carbone, silicium, germanium) peuvent atteindre une valence de quatre. Les atomes du groupe 15 (azote, phosphore, arsenic) sont au maximum à cinq. Les atomes du groupe 16 (oxygène, soufre, sélénium) en atteignent jusqu'à six. Les atomes du groupe 17 (fluor, chlore, brome) peuvent atteindre sept. Les gaz rares (groupe 18) possèdent huit électrons de valence mais, parce qu'ils sont déjà stables, sont considérés comme ayant une valence nulle.