Hva er en bivalent i kjemi?

I kjemi er bivalent et eldre begrep for divalent, som betyr et atom eller ion med en valens på to. Valens refererer til antall kovalente bindinger som atomet eller ionet kan danne med andre atomer. Kovalente bindinger dannes gjennom deling av elektroner i det ytterste valensskallet eller bane til et atom, så et bivalent atom eller ion har per definisjon to valenselektroner som det skal dannes bindinger med. Bivalente anioner og kationer - henholdsvis ioner med negative og positive ladninger - er viktige i mange biologiske systemer, inkludert menneskelig metabolisme.

Elektroner kan visualiseres som kretser rundt kjernen til et atom i en rekke skjell, som hver bare kan inneholde et visst antall elektroner før det fylles. Skjellene nærmere kjernen fylles først. Når atomer reagerer med hverandre, har de en tendens til å binde seg på en slik måte at de fyller deres ytterste, eller valens, skall av elektroner. I nesten alle tilfeller består et fullt valensskall av åtte elektroner - den samme valenskonfigurasjonen som elementer i edelgassfamilien, den siste vertikale kolonnen på det periodiske elementet. Tendensen til atomer får eller mister elektroner fra andre atomer for å nå denne stabile valensokteten er kjent som oktettregelen.

Bivalente elementer har to valenselektroner, så den enkleste måten for dem å oppnå et full octetvalensskall er å miste de to ytre elektronene, og la skallet under fylles i stedet. For eksempel når magnesium, som har to valenselektroner, binder seg med oksygen, som har seks valenselektroner, får oksygenatomet de to elektronene fra magnesium for å fylle oktetten. Dette danner forbindelsen MgO, magnesiumoksyd.

I den periodiske tabellen vises kjemiske elementer med samme valenselektronkonfigurasjon i samme gruppe eller vertikal kolonne. Medlemmer av hver gruppe har en tendens til å reagere kjemisk på lignende måte på grunn av deres vanlige antall valenselektroner. Elementer med to valenselektroner finnes i gruppe 2 og inkluderer beryllium, magnesium, kalsium, strontium og barium. Noen overgangsmetaller, som jern og mangan, kan også eksistere i denne formen.

Bivalente ioner er ofte også viktige i kjemi. Når et atom mister sine to valenselektroner, men ikke binder kovalent, blir det et positivt ladet ion, eller kation. På samme måte sies et atom som henter elektroner fra sin nøytrale tilstand å være et anion. For eksempel har sulfid, en bivalent anion, en negativ ladning på to - den har to flere elektroner enn protoner. Magnesium og kalsium, som ofte danner bivalente kationer, har hver en positiv ladning på to.

Kalsium- og magnesiumkationer finnes ofte i hardt vann, vann med høyt mineralinnhold. De spiller også en viktig rolle i biologiske prosesser. Kalsiumkationer, for eksempel, binder seg til proteiner i celler og fungerer som budbringere i signaloverføring - med andre ord, de stimulerer hendelser i cellen. De er også avgjørende som en strukturell komponent i plantecellevegger og for å aktivere muskelkontraksjon hos dyr.