Co je to chemie v chemii?

V chemii, bivalent je starší termín pro divalent, znamenat atom nebo ion s valencí dva. Valence se týká počtu kovalentních vazeb, které atom nebo iont mohou tvořit s jinými atomy. Kovalentní vazby se vytvářejí sdílením elektronů v nejvzdálenějším valenčním plášti nebo na oběžné dráze atomu, takže bivalentní atom nebo iont má podle definice dva valenční elektrony, s nimiž tvoří vazby. Bivalentní anionty a kationty - ionty se zápornými a kladnými náboji - jsou důležité v mnoha biologických systémech, včetně lidského metabolismu.

Elektrony mohou být vizualizovány jako obíhající jádro atomu v řadě nábojů, z nichž každý může držet pouze určitý počet elektronů, než je naplněn. Mušle blíže k jádru jsou vyplněny první. Když atomy spolu navzájem reagují, mají tendenci se navazovat tak, aby vyplňovaly jejich nejvzdálenější nebo valenční obal elektronů. Téměř v každém případě se celá valenční skořepina skládá z osmi elektronů - stejné valenční konfigurace jako prvky v rodině vzácných plynů, poslední vertikální sloupec v periodické tabulce prvků. Tendence atomů získávat nebo ztrácet elektrony z jiných atomů dosáhnout tohoto stabilního valenčního oktetu je známa jako oktetové pravidlo.

Bivalentní prvky mají dva valenční elektrony, takže nejjednodušší způsob, jak dosáhnout plné oktetové valenční skořápky, je ztratit tyto dva vnější elektrony a místo toho skořápku nechat naplněnou. Například, když se hořčík, který má dva valenční elektrony, spojí s kyslíkem, který má šest valenčních elektronů, atom kyslíku získá oba elektrony z hořčíku, aby vyplnil oktet. Tím se vytvoří sloučenina MgO, oxid hořečnatý.

V periodické tabulce jsou chemické prvky se stejnou konfigurací valenčního elektronu zobrazeny ve stejné skupině nebo ve svislém sloupci. Členové každé skupiny mají tendenci chemicky reagovat podobným způsobem kvůli jejich společnému počtu valenčních elektronů. Prvky se dvěma valenčními elektrony se nacházejí ve skupině 2 a zahrnují berylium, hořčík, vápník, stroncium a baryum. V této formě mohou také existovat některé přechodné kovy, jako je železo a mangan.

Bivalentní ionty jsou často důležité také v chemii. Když atom ztratí dva valenční elektrony, ale nekovalentně se naváže, stane se pozitivně nabitým iontem nebo kationtem. Podobně atom, který získává elektrony ze svého neutrálního stavu, je považován za anion. Například sulfid, bivalentní anion, má záporný náboj dvou - má dva další elektrony než protony. Hořčík a vápník, které běžně tvoří dvojmocné kationty, mají každý kladný náboj dvou.

Kationty vápníku a hořčíku se často vyskytují v tvrdé vodě, ve vodě s vysokým obsahem minerálů. Hrají také hlavní roli v biologických procesech. Například kationty vápníku se váží na proteiny v buňkách a působí jako posly při přenosu signálu - jinými slovy stimulují události v buňce. Jsou také zásadní jako strukturální složka buněčných stěn rostlin a při aktivaci svalové kontrakce u zvířat.