Концепцията за валентността на елемент в съединение. Валентни възможности на атомите на химичните елементи

Химическата формула отразява състава (структурата) на химично съединение или просто вещество. Например, H 2 O - два водородни атома са свързани с кислороден атом. Химичните формули също съдържат известна информация за структурата на веществото: например Fe (OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - тези формули показват някои стабилни групи (OH, SO 4), които са част от веществото - неговите молекула, формула или структурна единица (PU или CE).

Молекулярна формулапоказва броя на атомите на всеки елемент в молекулата. Молекулната формула описва само вещества с молекулярна структура (газове, течности и някои твърди вещества). Съставът на вещество с атомна или йонна структура може да бъде описан само със символите на формулните единици.

Формулови единиципоказват най-простото съотношение между броя на атомите на различните елементи в дадено вещество. Например, формулната единица на бензола е  CH, молекулната формула е  C 6 H 6.

Структурна (графична) формулапоказва реда на свързване на атомите в молекула (както и в PU и CE) и броя на връзките между атомите.

Разглеждането на такива формули доведе до идеята за валентности(valentia - сила) - като за способността на атом от даден елемент да прикрепя към себе си определен брой други атоми. Могат да се разграничат три вида валентност: стехиометрична (включително степента на окисление), структурна и електронна.

Стехиометрична валентност.Количествен подход към дефиницията на валентността стана възможен след установяването на понятието "еквивалент" и дефинирането му според закона за еквивалентите. Въз основа на тези концепции можете да представите идея за стехиометрична валентносте броят на еквивалентите, които могат да бъдат прикрепени към себе си даден атом, или - броят на еквивалентите в атома. Еквивалентите се определят от броя на водородните атоми, тогава V stx всъщност означава броя на водородните атоми (или еквивалентни частици), с които този атом взаимодейства.

V stx = Z B или V stx =. (1.1)

Например, в SO 3 ( S = +6), Z B (S) е 6 V stx (S) = 6.

Водородният еквивалент е 1, следователно за елементите в съединенията по-долу ZB (Cl) = 1, ZB (O) = 2, ZB (N) = 3 и ZB (C) = 4. Числовата стойност на стехиометричната валентност обикновено се обозначава с римски цифри:

I I I II III I IV I

HCl, H2O, NH3, CH4.

В случаите, когато елементът не се свързва с водород, валентността на желания елемент се определя от елемента, чиято валентност е известна. Най-често се намира чрез кислород, тъй като валентността му в съединенията обикновено е две. Например във връзките:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Когато се определя стехиометричната валентност на елемент с помощта на формулата на бинарно съединение, трябва да се помни, че общата валентност на всички атоми на един елемент трябва да бъде равна на общата валентност на всички атоми на другия елемент.

Познавайки валентността на елементите, можете да съставите химичната формула на веществото. При съставянето на химични формули може да се следва следната процедура:

1. Напишете до химичните символи на елементите, които изграждат съединението: KO AlCl AlO;

2. Горни символи химични елементизапишете тяхната валентност:

I II III I III II

3. Използвайки формулираното по-горе правило, определете най-малкото общо кратно на числата, изразяващи стехиометричната валентност на двата елемента (съответно 2, 3 и 6).

Като се раздели най-малкото общо кратно на валентността на съответния елемент, се намират индексите:

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3.

Пример 1.Начертайте формулата на хлорния оксид, като знаете, че хлорът в него е седемвалентен, а кислородът е двувалентен.

Решение.Намираме най-малкото кратно на числата 2 и 7 - това е 14. Разделяйки най-малкото общо кратно на стехиометричната валентност на съответния елемент, намираме индексите: за хлорни атоми 14/7 = 2, за кислородни атоми 14/2 = 7.

Формулата на оксида е Cl 2 O 7.

Окислително състояниесъщо така характеризира състава на веществото и е равна на стехиометричната валентност със знак плюс (за метал или повече електроположителен елемент в молекула) или минус.

 = ± V stx. (1.2)

w се дефинира чрез V stx, следователно чрез еквивалента, а това означава, че w (H) = ± 1; освен това, емпирично, можем да намерим w от всички други елементи в различни връзки... По-специално, важно е редица елементи винаги или почти винаги да имат постоянни степени на окисление.

Полезно е да запомните следните правила за определяне на степените на окисление.

1. w (Н) = ± 1 (. W = +1 в Н 2 О, НCl;. W = –1 в NaH, CaH 2);

2. Ф(флуор) във всички съединения има w = –1, други халогени с метали, водород и други по-електроположителни елементи също имат w = –1.

3. Кислородът в конвенционалните съединения има. w = –2 (изключения - водороден пероксид и неговите производни - Н 2 О 2 или BaO 2, при които кислородът има степен на окисление –1, както и кислороден флуорид OF 2, при който степента на окисление на кислорода е +2) .

4. Алкалните (Li - Fr) и алкалоземните (Ca - Ra) метали винаги имат степен на окисление, равна на номера на групата, тоест съответно +1 и +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La и лантаноиди (с изключение на Ce) - w = +3.

6. Най-високото окислително състояние на елемент е равно на груповия номер на периодичната система, а най-ниското = (номер на групата - 8). Например, най-високото w (S) = +6 в SO 3, най-ниското w = -2 в H 2 S.

7. Окислителни състояния прости веществавзето равно на нула.

8. Окислителните състояния на йоните са равни на техните заряди.

9. Окислителните състояния на елементите в съединението се компенсират взаимно, така че тяхната сума за всички атоми в една молекула или неутрална формулна единица е нула, а за йон - неговият заряд. Това може да се използва за определяне на неизвестни степени на окисление от известни и за формулиране на многоелементни съединения.

Пример 2.Определете степента на окисление на хрома в солта K 2 CrO 4 и в Cr 2 O 7 2 - йона.

Решение.Приемаме w (K) = +1; w (O) = -2. За структурната единица K 2 CrO 4 имаме:

2 . (+1) + X + 4 . (-2) = 0, следователно X = w (Cr) = +6.

За йона Cr 2 O 7 2 - имаме: 2 . X + 7 . (-2) = -2, X = w (Cr) = +6.

Тоест степента на окисление на хрома е една и съща и в двата случая.

Пример 3.Определете степента на окисление на фосфора в съединенията P 2 O 3 и PH 3.

Решение.В съединението P 2 O 3 w (O) = -2. Изхождайки от факта, че алгебричната сума от степените на окисление на молекулата трябва да бъде равна на нула, намираме степента на окисление на фосфора: 2. X + 3. (-2) = 0, следователно X = w (P) = +3.

В съединението PH 3 w (H) = +1, следователно X + 3. (+ 1) = 0. X = w (P) = -3.

Пример 4.Запишете оксидните формули, които могат да бъдат получени от термичното разлагане на следните хидроксиди:

H2Si03; Fe(OH)3; H3AsO4; H2WO4; Cu (OH) 2.

Решение. H 2 SiO 3 -определете степента на окисление на силиция: w (H) = + 1, w (O) = -2, следователно: 2. (+1) + X + 3. (-2) = 0.w (Si) = X = +4. Ние съставяме формулата оксид-SiO 2.

Fe (OH) 3 - зарядът на хидроксо групата е -1, следователно w (Fe) = +3 и формулата на съответния оксид е Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 - степен на окисление на арсен в киселина: 3. (+1) + X + 4. (-2) = 0. X = w (As) = +5. По този начин формулата на оксида е As 2 O 5.

H 2 WO 4 -w (W) в киселина е +6, така че формулата на съответния оксид е WO 3.

Cu (OH) 2 - тъй като има две хидроксо групи, зарядът на които е -1, следователно w (Cu) = +2 и формулата на оксида е -CuO.

Повечето елементи имат няколко степени на окисление.

Помислете как с помощта на таблицата D.I. Менделеев, могат да се определят основните степени на окисление на елементите.

Стабилни степени на окисление елементи от основните подгрупиможе да се определи според следните правила:

1. Елементите от групи I-III имат само степени на окисление - положителни и равни по размер на номерата на групата (с изключение на талий, който има w = +1 и +3).

За елементи от групи IV-VI, освен положително състояние на окисление, съответстващо на номера на групата, и отрицателно, равно на разликата между числото 8 и номера на групата, има и междинни степени на окисление, обикновено различни от всяко други с 2 единици. За група IV степените на окисление са съответно +4, +2, -2, -4; за елементи от V група, съответно -3, -1 +3 +5; а за VI група - +6, +4, -2.

3. Елементите от VII група имат всички степени на окисление от +7 до -1, различаващи се с две единици, т.е. + 7, + 5, +3, +1 и -1. В групата на халогените се отделя флуор, който няма положителни степени на окисление и в съединения с други елементи съществува само в едно окислително състояние -1. (Има няколко съединения на халогените с равномерни степени на окисление: ClO, ClO 2 и др.)

Елементи странични подгрупиняма проста връзка между стабилните степени на окисление и номера на групата. За някои елементи от страничните подгрупи трябва просто да се запомнят стабилните степени на окисление. Тези елементи включват:

Cr (+3 и +6), Mn (+7, +6, +4 и +2), Fe, Co и Ni (+3 и +2), Cu (+2 и +1), Ag (+1 ), Au (+3 и +1), Zn и Cd (+2), Hg (+2 и +1).

За да се съставят формули за три- и многоелементни съединения по степени на окисление, е необходимо да се знаят степените на окисление на всички елементи. В този случай броят на атомите на елементите във формулата се определя от условието, че сумата от степените на окисление на всички атоми е равна на заряда на формулната единица (молекула, йон). Например, ако е известно, че незаредена формулна единица съдържа K, Cr и O атоми със степени на окисление, равни съответно на +1, +6 и -2, тогава това условие ще бъде изпълнено от формулите K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 и много други; подобно на този йон със заряд -2, съдържащ Cr +6 и O - 2, ще съответства на формулите CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 -, и т.н.

3. Електронна валентност V - броят на химичните връзки, образувани от даден атом.

Например, в молекула H 2 O 2 H ¾ O

V stx (O) = 1, V c.h. (O) = 2, V (О) = 2

Тоест има химични съединения, в които стехиометричната и електронната валентност не съвпадат; те включват, например, комплексни съединения.

Координацията и електронните валентности са разгледани по-подробно в темите "Химическа връзка" и "Комплексни съединения".

Като се имат предвид формулите на различни съединения, е лесно да се види това брой атомиедин и същи елемент в молекулите на различни вещества не е един и същ. Например HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 и др. Броят на водородните атоми в тези съединения варира от 1 до 4. Това е характерно не само за водорода.

Как да познаете кой индекс да поставите до обозначението на химичен елемент?Как са съставени формулите на веществото? Това е лесно да се направи, когато знаете валентността на елементите, които съставляват молекулата на дадено вещество.

– това е свойство на атома на този елементприкрепете, задръжте или сменете химична реакцияопределен брой атоми на друг елемент. За валентна единица се приема валентността на водородния атом. Следователно, понякога определението за валентност се формулира, както следва: валентност – това е свойството на атом от даден елемент да добавя или замества определен брой водородни атоми.

Ако един водороден атом е прикрепен към един атом на даден елемент, тогава елементът е едновалентен, ако два – двувалентни ии т.н. Водородните съединения не са известни за всички елементи, но почти всички елементи образуват съединения с кислород О. Кислородът се счита за постоянно двувалентен.

Постоянна валентност:

аз – H, Na, Li, K, Rb, Cs
II – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
III – B, Al, Ga, In

Но какво да направите, ако елементът не се комбинира с водород? След това валентността необходим елементопределя се от валентността на познат елемент. Най-често се открива с помощта на валентността на кислорода, тъй като в съединенията валентността му винаги е 2. Например,няма да е трудно да се намери валентността на елементите в следните съединения: Na 2 O (валентност Na – 1, О – 2), Al 2 O 3 (валентност Al – 3, О – 2).

Химическата формула на дадено вещество може да се състави само като се знае валентността на елементите. Например, лесно е да се формулират формули за съединения като CaO, BaO, CO, тъй като броят на атомите в молекулите е еднакъв, тъй като валентностите на елементите са равни.

А ако валентностите са различни? Кога да действаме в този случай? Трябва да се помни следващото правило: във формулата на всяко химично съединение, произведението на валентността на един елемент от броя на неговите атоми в една молекула е равно на произведението на валентността на броя на атомите на друг елемент. Например, ако е известно, че валентността на Mn в съединение е 7, а О – 2, тогава формулата на съединението ще изглежда така Mn 2 O 7.

Как получихме формулата?

Помислете за алгоритъм за съставяне на валентни формули за тези, състоящи се от два химични елемента.

Има правило, че броят на валентностите в един химичен елемент е равен на броя на валентностите в друг... Нека разгледаме примера за образуването на молекула, състояща се от манган и кислород.
Ще съставим в съответствие с алгоритъма:

1. Записваме символите на химичните елементи до тях:

Мн О

2. Поставяме числата на тяхната валентност върху химичните елементи (валентността на химичен елемент може да се намери в периодичната таблица на Менделев, за манган – 7, близо до кислород – 2.

3. Намерете най-малкото общо кратно (най-малкото число, което се дели равномерно на 7 и 2). Това число е 14. Разделяме го на валентностите на елементите 14: 7 = 2, 14: 2 = 7, 2 и 7 ще бъдат индекси съответно за фосфор и кислород. Заместващи индекси.

Познавайки валентността на един химичен елемент, следвайки правилото: валентността на един елемент × броя на неговите атоми в молекулата = валентността на друг елемент × броя на атомите на този (друг) елемент, можете да определите валентността на другият.

Mn2O7 (7 2 = 2 7).

2x = 14,

х = 7.

Концепцията за валентност е въведена в химията преди структурата на атома да стане известна. Сега е установено, че това свойство на елемента е свързано с броя на външните електрони. За много елементи максималната валентност е резултат от позицията на тези елементи в периодичната таблица.

В уроците по химия вече се запознахте с концепцията за валентността на химичните елементи. Събрахме всички на едно място полезна информацияотносно този въпрос. Използвайте го, когато се подготвяте за GIA и USE.

Валентност и химичен анализ

Валентност- способността на атомите на химичните елементи да влизат в химични съединения с атоми на други елементи. С други думи, това е способността на атома да образува определен брой химични връзки с други атоми.

От латински думата "валентност" се превежда като "сила, способност". Много правилно име, нали?

Понятието "валентност" е едно от основните понятия в химията. Той е въведен още преди учените да познаят структурата на атома (през 1853 г.). Следователно, в хода на изучаването на структурата на атома, той претърпя някои промени.

И така, от гледна точка на електронната теория, валентността е пряко свързана с броя на външните електрони на атома на елемента. Това означава, че под "валентност" се разбира броят на електронните двойки, чрез които един атом е свързан с други атоми.

Знаейки това, учените успяха да опишат естеството на химическата връзка. Състои се във факта, че двойка атоми на вещество разделя помежду си двойка валентни електрони.

Може да попитате как химиците от 19-ти век са били в състояние да опишат валентността, дори когато са вярвали, че частиците не могат да бъдат по-фини от атом? Това не означава, че е било толкова лесно – разчитаха на химичен анализ.

от химичен анализучени от миналото определиха състава на химично съединение: колко атома различни елементисе съдържа в молекулата на въпросното вещество. За да направите това, беше необходимо да се определи каква е точната маса на всеки елемент в проба от чисто (без примеси) вещество.

Вярно е, че този метод не е без недостатъци. Защото да се определи По подобен начинвалентността на елемент е възможна само в неговата проста връзкас винаги едновалентен водород (хидрид) или винаги двувалентен кислород (оксид). Например, валентността на азота в NH3 е III, тъй като един водороден атом е свързан с три азотни атома. И валентността на въглерода в метана (CH 4), според същия принцип, е IV.

Този метод за определяне на валентността е подходящ само за прости вещества. Но в киселините по този начин можем да определим само валентността на съединения като киселинни остатъци, но не всички елементи (с изключение на известната валентност на водорода) поотделно.

Както вече забелязахте, валентността се обозначава с римски цифри.

Валентност и киселини

Тъй като валентността на водорода остава непроменена и ви е добре известна, можете лесно да определите валентността на киселинния остатък. Така, например, в H 2 SO 3 валентността на SO 3 е I, в HClO 3 валентността на ClO 3 е I.

По същия начин, ако е известна валентността на киселинния остатък, лесно е да се запише правилната киселинна формула: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Валентност и формули

Концепцията за валентност има смисъл само за вещества с молекулярна природа и не е много подходяща за описване на химични връзки в съединения от клъстерна, йонна, кристална природа и т.н.

Индексите в молекулярните формули на веществата отразяват броя на атомите на елементите, които съставляват техния състав. Познаването на валентността на елементите помага за правилното подреждане на индексите. По същия начин, като погледнете молекулярната формула и индексите, можете да назовете валентностите на съставните елементи.

Изпълнявате тези задачи в часовете по химия в училище. Например, имайки химичната формула на вещество, в което е известна валентността на един от елементите, може лесно да се определи валентността на друг елемент.

За да направите това, просто трябва да запомните, че в вещество с молекулярна природа броят на валентностите на двата елемента е равен. Следователно, използвайте най-малкото общо кратно (което съответства на броя на свободните валентности, необходими за присъединяване), за да определите неизвестната валентност на елемент.

За да стане ясно, нека вземем формулата за железен оксид Fe 2 O 3. Тук два железни атома с валентност III и 3 кислородни атома с валентност II участват в образуването на химична връзка. Най-малкото общо кратно за тях е 6.

• Пример: имате формули Mn 2 O 7. Знаете валентността на кислорода, лесно е да се изчисли, че най-малкото общо кратно е 14, откъдето валентността на Mn е VII.

Можете да направите същото и обратното: запишете правилната химична формула на веществото, като знаете валентностите на съставните му елементи.

• Пример: за да напишем правилно формулата на фосфорния оксид, вземаме предвид валентността на кислорода (II) и фосфора (V). Следователно най-малкото общо кратно за P и O е 10. Следователно формулата има следния вид: P 2 O 5.

Познавайки добре свойствата на елементите, които те проявяват в различни съединения, е възможно да се определи тяхната валентност дори чрез външен видтакива съединения.

Например: медните оксиди са червени (Cu 2 O) и черни (CuO). Медните хидроксиди са оцветени в жълто (CuOH) и синьо (Cu (OH) 2).

И за да направите ковалентните връзки в веществата по-визуални и разбираеми за вас, запишете техните структурни формули. Чертата между елементите представляват връзките (валентности), възникващи между техните атоми:

Валентни характеристики

Днес определянето на валентността на елементите се основава на знания за структурата на външните електронни обвивки на техните атоми.

Валентността може да бъде:

• константа (метали от основните подгрупи);
• променлива (неметали и метали от странични групи):
• най-висока валентност;
• най-ниска валентност.

Той остава постоянен в различни химични съединения:

• валентност на водород, натрий, калий, флуор (I);
• валентност на кислород, магнезий, калций, цинк (II);
• валентност на алуминия (III).

Но валентността на желязото и медта, брома и хлора, както и на много други елементи, се променя, когато образуват различни химични съединения.

Валентност и електронна теория

В рамките на електронната теория валентността на атома се определя въз основа на броя на несдвоените електрони, които участват в образуването на електронни двойки с електрони на други атоми.

В образуването на химични връзки участват само електрони, разположени върху външната обвивка на атома. Следователно максималната валентност на химичен елемент е броят на електроните във външната електронна обвивка на неговия атом.

Концепцията за валентност е тясно свързана с периодичния закон, открит от Д.И.Менделеев. Ако се вгледате внимателно в периодичната таблица, лесно можете да забележите: позицията на елемент в периодичната система и неговата валентност са неразривно свързани. Най-високата валентност на елементите, които принадлежат към една и съща група, съответства на поредния номер на групата в периодичната система.

Най-ниската валентност ще разберете, когато извадите номера на групата на елемента, който ви интересува от броя на групите в периодичната таблица (има осем от тях).

Например, валентността на много метали съвпада с номерата на групите в таблицата на периодичните елементи, към които принадлежат.

Таблица на валентност на химичните елементи

Сериен номер хим. елемент (атомен номер)	име	Химически символ	Валентност
1	Водород / Водород Хелий / Хелий Литий / литий Берилий / Берилий Въглерод / Въглерод Азот / Азот Кислород / Кислород Флуор / Флуор Неон / Неон Натрий / Натрий Магнезий / Магнезий Алуминий / Алуминий Силиций / Силиций Фосфор Сяра / Сяра Хлор / Хлор Аргон / Аргон калий Калций / Калций Скандий / Скандий Титан / Титан Ванадий / Ванадий Хром / Хром Манган / Манган Желязо / Желязо Кобалт / Кобалт Никел / Никел Мед / Мед Цинк / Цинк Галий / Галий Германий / Германий Арсен / Арсен Селен / Селен Бром / Бром Криптон / Криптон Рубидий / Рубидий Стронций / Стронций Итрий / Итрий Цирконий / Цирконий Ниобий / Ниобий Молибден / Molybdenum технеций Рутений / Рутений Родий / Родий Паладий / Паладий Сребро / Сребро Кадмий / Кадмий Индий / Индий Калай / Калай Антимон / Антимон Телур / Telurium Йод / Йод Ксенон / Ксенон Цезий / Цезий Барий / Барий Lanthanum / Lanthanum Церий / Церий Празеодим Неодим / Неодим Прометий / Прометий Самарий Европий / Европий Гадолиний / Gadolinium Тербий / Тербий Диспрозий / Диспрозий Холмий / Холмий Ербий / Ербий Тулий / Тулий Итербий / Итербий Лутеций / Лутеций Хафний / Хафний Тантал / Тантал Волфрам / Волфрам Рений / Рений Осмий / Осмий Иридий / Иридий Платина / Платина Злато / злато Меркурий / Меркурий Талий / Талий Олово / Олово Бисмут Полоний / Полоний астат Радон / Радон Francium / Francium Радий / Радий Актиний / Актиний Торий / Торий Проактиний / Протактиний Уран / Уран	Х	аз (I), II, III, IV, V I, (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) I, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) I, (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) Няма данни Няма данни (II), III, IV, (V), VI

В скоби са дадени онези валентности, които притежаващите ги елементи рядко показват.

Валентност и степен на окисление

И така, говорейки за степента на окисление, те означават, че атом в вещество от йонна (което е важно) природа има определен условен заряд. И ако валентността е неутрална характеристика, тогава степента на окисление може да бъде отрицателна, положителна или нулева.

Интересно е, че за атом от един и същ елемент, в зависимост от елементите, с които образува химично съединение, валентността и степента на окисление могат да съвпадат (H 2 O, CH 4 и др.) и да се различават (H 2 O 2, HNO 3).

Заключение

Като задълбочите познанията си за структурата на атомите, ще научите по-задълбочено и по-подробно за валентността. Тази характеристика на химичните елементи не е изчерпателна. Но има голяма приложна стойност. Това, което самите вие ​​сте виждали повече от веднъж, решаване на проблеми и провеждане химически експериментина уроци.

Тази статия е създадена, за да ви помогне да организирате знанията си за валентност. А също и да напомня как може да се определи и къде се използва валентността.

Надяваме се, че този материал ще ви бъде полезен, когато изготвяте домашни задачи и се подготвяте за тестове и изпити.

блог.сайт, при пълно или частично копиране на материала е необходима връзка към източника.

Концепция валентностполучен от латинска дума"Валентия" е известна още в средата на 19 век. Първото „обширно“ споменаване на валентността е в трудовете на Дж. Далтън, който твърди, че всички вещества са съставени от атоми, свързани помежду си в определени пропорции. След това Франкланд въвежда самата концепция за валентност, която е доразвита в писанията на Кекуле, който говори за връзката между валентността и химическата връзка, A.M. Бутлеров, който в своята теория на структурата органични съединениясвързана валентност с реактивността на определено химично съединение и D.I. Менделеев (в Периодичната таблица на химичните елементи най-високата валентност на елемент се определя от номера на групата).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ВалентностТова е броят на ковалентните връзки, които един атом може да образува във връзка с ковалентна връзка.

Валентността на елемента се определя от броя на несдвоените електрони в атома, тъй като те участват в образуването на химична връзка между атомите в молекулите на съединенията.

Основното състояние на атома (състоянието с минимална енергия) се характеризира с електронната конфигурация на атома, която съответства на позицията на елемента в периодичната таблица. Възбуденото състояние е ново енергийно състояние на атом, с ново разпределение на електроните във валентното ниво.

Електронните конфигурации на електроните в атома могат да бъдат изобразени не само под формата на електронни формули, но и с помощта на електронно-графични формули (енергия, квантови клетки). Всяка клетка показва орбитала, стрелка показва електрон, посоката на стрелка (нагоре или надолу) показва въртенето на електрона, свободна клетка показва свободна орбитала, която електронът може да заеме, когато е възбуден. Ако в една клетка има 2 електрона, такива електрони се наричат ​​сдвоени, ако електрон 1 е несдвоен. Например:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Орбиталите се запълват по следния начин: първо един електрон със същите завъртания, а след това втори електрон с противоположни спинове. Тъй като има три орбитали с еднаква енергия на подниво 2p, всеки от двата електрона заема една орбитала. Една орбитала остана свободна.

Определяне на валентността на елемент по електронно-графични формули

Валентността на елемент може да се определи чрез електронно-графичните формули на електронните конфигурации на електроните в атома. Помислете за два атома - азот и фосфор.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Защото валентността на елемента се определя от броя на несдвоените електрони, следователно, валентността на азота е III. Тъй като азотният атом няма свободни орбитали, възбудено състояние е невъзможно за този елемент. Въпреки това, III, а не максималната валентност на азота, максималната валентност на азота, V, се определя от номера на групата. Следователно, трябва да се помни, че с помощта на електронно-графични формули не винаги е възможно да се определи най-високата валентност, както и всички валентности, характерни за този елемент.

15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

В основно състояние фосфорният атом има 3 несдвоени електрона, следователно валентността на фосфора е III. В атома на фосфора обаче има свободни d-орбитали, поради което електроните, разположени на 2s-подниво, могат да се раздвояват и да заемат свободните орбитали на d-поднивото, т.е. преминават във възбудено състояние.

Сега фосфорният атом има 5 несдвоени електрона, следователно, валентност, равна на V, е характерна за фосфора.

Елементи с множество стойности на валентност

Елементите на групите IVA - VIIA могат да имат няколко стойности на валентност и като правило валентността се променя на стъпки от 2 единици. Това явление се дължи на факта, че електроните участват в образуването на химическа връзка по двойки.

За разлика от елементите на основните подгрупи, елементите на B-подгрупите в повечето съединения не проявяват най-високата валентност, равна на номера на групата, например мед и злато. Като цяло преходните елементи проявяват голямо разнообразие от химични свойства, което се обяснява с голям набор от валентности.

Нека разгледаме електронно-графичните формули на елементите и в тази връзка да установим, че елементите имат различни валентности (фиг. 1).

задачи:определят валентните възможности на атомите As и Cl в основното и възбудено състояние.