Միացության մեջ տարրի վալենտության հայեցակարգը: Քիմիական տարրերի ատոմների վալենտային հնարավորությունները

Քիմիական բանաձևը արտացոլում է քիմիական միացության կամ պարզ նյութի բաղադրությունը (կառուցվածքը): Օրինակ, H 2 O - երկու ջրածնի ատոմ միացված է թթվածնի ատոմին: Քիմիական բանաձևերը պարունակում են նաև որոշ տեղեկություններ նյութի կառուցվածքի մասին. օրինակ՝ Fe (OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - այս բանաձևերը ցույց են տալիս որոշ կայուն խմբեր (OH, SO 4), որոնք նյութի մաս են կազմում. մոլեկուլ, բանաձեւ կամ կառուցվածքային միավոր (PU կամ CE):

Մոլեկուլային բանաձևցույց է տալիս մոլեկուլում յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը: Մոլեկուլային բանաձևը նկարագրում է միայն մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող նյութեր (գազեր, հեղուկներ և որոշ պինդ մարմիններ): Ատոմային կամ իոնային կառուցվածք ունեցող նյութի բաղադրությունը կարելի է նկարագրել միայն բանաձևի միավորների նշաններով:

Բանաձևի միավորներնշեք նյութի տարբեր տարրերի ատոմների թվի ամենապարզ հարաբերակցությունը: Օրինակ՝ բենզոլի բանաձեւի միավորը  CH է, մոլեկուլային բանաձեւը՝  C 6 H 6։

Կառուցվածքային (գրաֆիկական) բանաձեւցույց է տալիս մոլեկուլում ատոմների միացման կարգը (ինչպես նաև PU և CE) և ատոմների միջև կապերի քանակը։

Նման բանաձևերի դիտարկումը հանգեցրեց գաղափարին վալենտներ(valentia - ուժ) - ինչ վերաբերում է տվյալ տարրի ատոմի ունակությանը կցելու որոշակի քանակությամբ այլ ատոմներ: Կարելի է առանձնացնել վալենտության երեք տեսակ՝ ստոյխիոմետրիկ (ներառյալ օքսիդացման վիճակը), կառուցվածքային և էլեկտրոնային։

Ստոյխիոմետրիկ վալենտություն.Վալենտականության սահմանման քանակական մոտեցումը հնարավոր դարձավ «համարժեք» հասկացության հաստատումից և համարժեքների օրենքի համաձայն դրա սահմանումից հետո։ Այս հասկացությունների հիման վրա դուք կարող եք գաղափար ներկայացնել ստոյխիոմետրիկ վալենտությունհամարժեքների թիվն է, որը կարող է կցվել ինքն իրեն տրված ատոմ, կամ - ատոմի համարժեքների թիվը։ Համարժեքները որոշվում են ջրածնի ատոմների քանակով, ապա V stx իրականում նշանակում է ջրածնի ատոմների (կամ համարժեք մասնիկների) քանակը, որոնց հետ այս ատոմը փոխազդում է։

V stx = Z B կամ V stx =. (1.1)

Օրինակ, SO 3-ում ( S = +6), Z B (S) 6 V stx (S) = 6 է:

Ջրածնի համարժեքը 1 է, հետևաբար, ստորև միացությունների տարրերի համար ZB (Cl) = 1, ZB (O) = 2, ZB (N) = 3 և ZB (C) = 4: Ստոյխիոմետրիկ վալենտությունը սովորաբար նշվում է հռոմեական թվերով.

I I I II III I IV I

HCl, H 2 O, NH 3, CH 4:

Այն դեպքերում, երբ տարրը չի միանում ջրածնի հետ, ցանկալի տարրի վալենտականությունը որոշվում է տարրով, որի վալենտությունը հայտնի է։ Ամենից հաճախ այն հայտնաբերվում է թթվածնի միջոցով, քանի որ միացություններում դրա վալենտությունը սովորաբար երկու է: Օրինակ, միացումներում.

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Երկուական միացության բանաձևով տարրի ստոյխիոմետրիկ վալենտականությունը որոշելիս պետք է հիշել, որ մի տարրի բոլոր ատոմների ընդհանուր վալենտությունը պետք է հավասար լինի մյուս տարրի բոլոր ատոմների ընդհանուր վալենտությանը:

Իմանալով տարրերի վալենտականությունը՝ կարող եք կազմել նյութի քիմիական բանաձևը։ Քիմիական բանաձևեր կազմելիս կարելի է հետևել հետևյալ ընթացակարգին.

1. Կից գրի՛ր միացությունը կազմող տարրերի քիմիական նշանները՝ KO AlCl AlO;

2. Վերը նշված նշանները քիմիական տարրերցած ցոյց տալ իրենց վալենտականութիւնը:

I II III I III II

3. Օգտագործելով վերոնշյալ ձևակերպված կանոնը, որոշեք թվերի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը, որն արտահայտում է երկու տարրերի ստոյխիոմետրիկ վալենտությունը (համապատասխանաբար 2, 3 և 6):

Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը համապատասխան տարրի վալենտության վրա բաժանելով՝ հայտնաբերվում են ինդեքսները.

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3.

Օրինակ 1.Կազմե՛ք քլորի օքսիդի բանաձևը՝ իմանալով, որ դրանում քլորը յոթավալենտ է, իսկ թթվածինը երկվալենտ։

Լուծում.Մենք գտնում ենք 2 և 7 թվերի ամենափոքր բազմապատիկը՝ դա 14 է։ Ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը բաժանելով համապատասխան տարրի ստոյխիոմետրիկ վալենտային՝ գտնում ենք ինդեքսները՝ քլորի ատոմների համար 14/7 = 2, թթվածնի ատոմների համար՝ 14/2։ = 7.

Օքսիդի բանաձևը -Cl 2 O 7 է:

Օքսիդացման վիճակբնութագրում է նաև նյութի բաղադրությունը և հավասար է ստոյխիոմետրիկ վալենտին գումարած նշանով (մոլեկուլում մետաղի կամ ավելի էլեկտրադրական տարրի համար) կամ մինուս։

 = ± V stx. (1.2)

w սահմանվում է V stx-ի միջոցով, հետևաբար համարժեքի միջոցով, և դա նշանակում է, որ w (H) = ± 1; Հետագայում, էմպիրիկորեն, մենք կարող ենք գտնել w բոլոր մյուս տարրերից տարբեր կապեր... Մասնավորապես, կարևոր է, որ մի շարք տարրեր միշտ կամ գրեթե միշտ ունենան մշտական օքսիդացման վիճակ:

Օգտակար է հիշել օքսիդացման վիճակների որոշման հետևյալ կանոնները.

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

2. Ֆ(ֆտորը) բոլոր միացություններում ունի w = –1, մյուս հալոգենները մետաղներով, ջրածինը և այլ ավելի էլեկտրադրական տարրեր ունեն նաև w = –1։

3. Սովորական միացություններում թթվածինը ունի. w = –2 (բացառություն են կազմում ջրածնի պերօքսիդը և նրա ածանցյալները՝ Н 2 О 2 կամ BaO 2, որոնցում թթվածինն ունի –1 օքսիդացման աստիճան, ինչպես նաև թթվածնի ֆտորիդը 2-ից, որի դեպքում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը +2 է։ ):

4. Ալկալային (Li - Fr) և հողալկալիական (Ca - Ra) մետաղները միշտ ունենում են խմբի թվին հավասար օքսիդացման աստիճան, այսինքն՝ համապատասխանաբար +1 և +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La և lanthanides (բացառությամբ Ce-ի) - w = +3:

6. Տարրի ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը հավասար է պարբերական համակարգի խմբային թվին, իսկ ամենացածրը = (խմբի համարը՝ 8): Օրինակ, ամենաբարձր w (S) = +6 SO 3-ում, ամենացածր w = -2 H 2 S-ում:

7. Օքսիդացման վիճակներ պարզ նյութերվերցված հավասար է զրոյի:

8. Իոնների օքսիդացման աստիճանները հավասար են նրանց լիցքերին։

9. Միացության տարրերի օքսիդացման վիճակները փոխհատուցում են միմյանց այնպես, որ մոլեկուլի կամ չեզոք բանաձևի միավորի բոլոր ատոմների գումարը զրո է, իսկ իոնի համար՝ նրա լիցքը: Սա կարող է օգտագործվել հայտնիներից անհայտ օքսիդացման վիճակները որոշելու և բազմատարր միացություններ ձևակերպելու համար:

Օրինակ 2.Որոշեք քրոմի օքսիդացման վիճակը K 2 CrO 4 աղում և Cr 2 O 7 2 - իոնում:

Լուծում.Մենք ընդունում ենք w (K) = +1, w (O) = -2: K 2 CrO 4 կառուցվածքային միավորի համար մենք ունենք.

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

Cr 2 O 7 2 իոնի համար ունենք՝ 2 . X + 7 . (-2) = -2, X = w (Cr) = +6:

Այսինքն՝ քրոմի օքսիդացման վիճակը երկու դեպքում էլ նույնն է։

Օրինակ 3.Որոշեք P 2 O 3 և PH 3 միացություններում ֆոսֆորի օքսիդացման վիճակը:

Լուծում. P 2 O 3 w (O) = -2 միացության մեջ: Ելնելով այն հանգամանքից, որ մոլեկուլի օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի, մենք գտնում ենք ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը՝ 2. X + 3. (-2) = 0, հետևաբար X = w (P) = +3:

PH 3 միացությունում w (H) = +1, հետևաբար X + 3. (+ 1) = 0. X = w (P) = -3:

Օրինակ 4.Գրե՛ք օքսիդի բանաձևերը, որոնք կարելի է ստանալ հետևյալ հիդրօքսիդների ջերմային տարրալուծման արդյունքում.

H 2 SiO 3; Fe (OH) 3; H 3 AsO 4; H 2 WO 4; Cu (OH) 2.

Լուծում. H 2 SiO 3 -որոշել սիլիցիումի օքսիդացման վիճակը՝ w (H) = + 1, w (O) = -2, հետևաբար՝ 2: (+1) + X + 3. (-2) = 0.w (Si) = X = +4: Մենք կազմում ենք օքսիդ-SiO 2 բանաձևը:

Fe (OH) 3 - հիդրոքսո խմբի լիցքը -1 է, հետևաբար w (Fe) = +3, իսկ համապատասխան օքսիդի բանաձևը Fe 2 O 3 է:

H 3 AsO 4 - թթուում մկնդեղի օքսիդացման աստիճանը. 3. (+1) + X + 4. (-2) = 0. X = w (As) = +5: Այսպիսով, օքսիդի բանաձևը As 2 O 5 է:

H 2 WO 4 -w (W) թթուում +6 է, հետևաբար համապատասխան օքսիդի բանաձևը WO 3 է:

Cu (OH) 2 - քանի որ կան երկու հիդրոքսո խմբեր, որոնց լիցքը -1 է, հետևաբար w (Cu) = +2, իսկ օքսիդի բանաձևը -CuO է:

Տարրերի մեծ մասն ունի մի քանի օքսիդացման վիճակ:

Մտածեք, թե ինչպես օգտագործել աղյուսակը D.I. Մենդելեևի, տարրերի հիմնական օքսիդացման վիճակները կարող են որոշվել.

Կայուն օքսիդացման վիճակներ հիմնական ենթախմբերի տարրերըկարող է որոշվել հետևյալ կանոնների համաձայն.

1. I-III խմբերի տարրերն ունեն միայն օքսիդացման վիճակներ՝ դրական և չափերով հավասար խմբերի թվերին (բացառությամբ թալիումի, որն ունի w = +1 և +3):

IV-VI խմբերի տարրերի համար, բացի խմբի թվին համապատասխանող դրական օքսիդացման վիճակից և բացասականից, որը հավասար է 8 թվի և խմբի թվի տարբերությանը, կան նաև միջանկյալ օքսիդացման վիճակներ, որոնք սովորաբար տարբերվում են միմյանցից: 2 միավորով: IV խմբի համար օքսիդացման վիճակներն են, համապատասխանաբար, +4, +2, -2, -4; V խմբի տարրերի համար, համապատասխանաբար -3, -1 +3 +5; իսկ VI խմբի համար՝ +6, +4, -2:

3. VII խմբի տարրերն ունեն բոլոր օքսիդացման վիճակները +7-ից մինչև -1, որոնք տարբերվում են երկու միավորով, այսինքն. + 7, + 5, +3, +1 և -1: Հալոգենների խմբում արտազատվում է ֆտոր, որը չունի դրական օքսիդացման վիճակներ և այլ տարրերի հետ միացություններում առկա է միայն մեկ օքսիդացման վիճակում՝ -1։ (Կան հալոգենների մի քանի միացություններ՝ հավասար օքսիդացման վիճակներով՝ ClO, ClO2 և այլն):

Տարրեր կողմնակի ենթախմբերՉկա պարզ կապ կայուն օքսիդացման վիճակների և խմբի թվի միջև: Կողմնակի ենթախմբերի որոշ տարրերի համար պետք է պարզապես հիշել կայուն օքսիդացման վիճակները: Այս տարրերը ներառում են.

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

Երեք և բազմատարր միացությունների բանաձևերն ըստ օքսիդացման վիճակների կազմելու համար անհրաժեշտ է իմանալ բոլոր տարրերի օքսիդացման վիճակները: Այս դեպքում բանաձևում տարրերի ատոմների թիվը որոշվում է այն պայմանով, որ բոլոր ատոմների օքսիդացման վիճակների գումարը հավասար է բանաձևի միավորի լիցքին (մոլեկուլ, իոն): Օրինակ, եթե հայտնի է, որ չլիցքավորված բանաձևի միավորը պարունակում է K, Cr և O ատոմներ՝ համապատասխանաբար +1, +6 և -2 օքսիդացման վիճակներով, ապա այս պայմանը կբավարարվի K 2 CrO 4, K բանաձևերով: 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 և շատ ուրիշներ; նմանապես -2 լիցք ունեցող այս իոնին, որը պարունակում է Cr +6 և O - 2, կհամապատասխանի CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 - բանաձևերին, և այլն:

3. Էլեկտրոնային վալենտությունՎ - տվյալ ատոմով առաջացած քիմիական կապերի քանակը.

Օրինակ՝ H 2 O 2 H ¾ O մոլեկուլում

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

Այսինքն, կան քիմիական միացություններ, որոնցում ստոյխիոմետրիկ և էլեկտրոնային վալենտները չեն համընկնում. դրանք ներառում են, օրինակ, բարդ միացություններ:

Կոորդինացիոն և էլեկտրոնային վալենտները ավելի մանրամասն քննարկվում են «Քիմիական կապ» և «Բարդ միացություններ» թեմաներում։

Հաշվի առնելով տարբեր միացությունների բանաձևերը, դա հեշտ է տեսնել ատոմների թիվընույն տարրը տարբեր նյութերի մոլեկուլներում նույնը չէ: Օրինակ՝ HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 և այլն: Այս միացություններում ջրածնի ատոմների թիվը տատանվում է 1-ից 4-ի: Սա բնորոշ է ոչ միայն ջրածնի համար:

Ինչպե՞ս կարող եք կռահել, թե որ ցուցանիշը դնել քիմիական տարրի նշանակման կողքին:Ինչպե՞ս են կազմվում նյութի բանաձևերը: Դա հեշտ է անել, երբ գիտես տվյալ նյութի մոլեկուլը կազմող տարրերի վալենտությունը:

– սա ատոմի հատկությունն է այս տարրիամրացնել, պահել կամ փոխարինել քիմիական ռեակցիաներմեկ այլ տարրի ատոմների որոշակի քանակ: Որպես վալենտության միավոր ընդունվում է ջրածնի ատոմի վալենտական միավորը։ Հետեւաբար, երբեմն վալենտության սահմանումը ձեւակերպվում է հետեւյալ կերպ. վալենտություն – դա տվյալ տարրի ատոմի հատկությունն է՝ ավելացնելու կամ փոխարինելու որոշակի քանակությամբ ջրածնի ատոմներ։

Եթե ջրածնի մեկ ատոմ կցված է տվյալ տարրի մեկ ատոմին, ապա տարրը միավալենտ է, եթե երկու. – երկվալենտ եւև այլն: Ջրածնի միացությունները հայտնի չեն բոլոր տարրերի համար, սակայն գրեթե բոլոր տարրերը միացություններ են կազմում O թթվածնի հետ: Թթվածինը համարվում է մշտապես երկվալենտ:

Մշտական վալենտություն.

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

Բայց ի՞նչ անել, եթե տարրը չի միանում ջրածնի հետ: Հետո վալանսը անհրաժեշտ տարրորոշվում է հայտնի տարրի վալենտությամբ: Ամենից հաճախ այն հայտնաբերվում է թթվածնի վալենտության օգտագործմամբ, քանի որ միացություններում դրա վալենտությունը միշտ 2 է: Օրինակ,Դժվար չի լինի գտնել տարրերի վալենտությունը հետևյալ միացություններում՝ Na 2 O (վալենտական Na – 1, Օ – 2), Al 2 O 3 (վալենտական Ալ – 3, Օ – 2).

Տվյալ նյութի քիմիական բանաձևը կարելի է կազմել միայն տարրերի վալենտությունն իմանալով։ Օրինակ, հեշտ է ձևակերպել այնպիսի միացությունների բանաձևեր, ինչպիսիք են CaO, BaO, CO, քանի որ մոլեկուլներում ատոմների թիվը նույնն է, քանի որ տարրերի վալենտները հավասար են։

Իսկ եթե վալենտները տարբեր են. Ե՞րբ ենք մենք գործում այս դեպքում: Պետք է հիշել հաջորդ կանոնըՑանկացած քիմիական միացության բանաձևում մեկ տարրի վալենտության արտադրյալը մոլեկուլում նրա ատոմների քանակով հավասար է մեկ այլ տարրի ատոմների քանակով վալենտության արտադրյալին: Օրինակ, եթե հայտնի է, որ միացության մեջ Mn-ի վալենտությունը 7 է, իսկ Օ – 2, ապա միացության բանաձևը նման կլինի Mn 2 O 7:

Ինչպե՞ս ստացանք բանաձևը:

Դիտարկենք երկու քիմիական տարրերից բաղկացած վալենտական բանաձևերի ստեղծման ալգորիթմ:

Կա կանոն, որ մի քիմիական տարրի վալենտականության թիվը հավասար է մյուսի վալենտականությունների թվին... Դիտարկենք մանգանից և թթվածնից բաղկացած մոլեկուլի ձևավորման օրինակը։
Մենք կկազմենք ալգորիթմի համաձայն.

1. Դրանց կողքին գրում ենք քիմիական տարրերի խորհրդանիշները.

Mn O

2. Դրանց վալենտության թվերը դնում ենք քիմիական տարրերի վրա (քիմիական տարրի վալենտությունը կարելի է գտնել Մենդելևի պարբերական համակարգի աղյուսակում՝ մանգանի համար – 7, թթվածնի մոտ – 2.

3. Գտե՛ք ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը (ամենափոքր թիվը, որը հավասարապես բաժանվում է 7-ի և 2-ի): Այս թիվը 14 է: Մենք այն բաժանում ենք 14 տարրերի վալենտների վրա: 7 = 2, 14: 2 = 7, 2 և 7 համապատասխանաբար ֆոսֆորի և թթվածնի ինդեքսներ կլինեն: Փոխարինող ցուցանիշներ.

Իմանալով մեկ քիմիական տարրի վալենտությունը՝ հետևելով կանոնին. մյուսը.

Mn 2 O 7 (7 2 = 2 7):

2x = 14,

x = 7.

Վալենտություն հասկացությունը քիմիայի մեջ մտցվեց նախքան ատոմի կառուցվածքի հայտնի դառնալը։ Այժմ հաստատվել է, որ տարրի այս հատկությունը կապված է արտաքին էլեկտրոնների քանակի հետ։ Շատ տարրերի համար առավելագույն վալենտությունը ստացվում է պարբերական աղյուսակում այս տարրերի դիրքից:

Քիմիայի դասերին դուք արդեն ծանոթացել եք քիմիական տարրերի վալենտության հայեցակարգին։ Մենք բոլորը հավաքել ենք մեկ տեղում օգտակար տեղեկատվությունայս հարցի շուրջ. Օգտագործեք այն, երբ պատրաստվում եք GIA-ին և USE-ին:

Վալենտային և քիմիական անալիզ

Վալանս- քիմիական տարրերի ատոմների կարողությունը մտնելու քիմիական միացություններ այլ տարրերի ատոմների հետ. Այլ կերպ ասած, դա ատոմի կարողությունն է այլ ատոմների հետ որոշակի քանակությամբ քիմիական կապեր ստեղծելու:

Լատիներենից «վալենտություն» բառը թարգմանվում է որպես «ուժ, կարողություն»: Շատ ճիշտ անուն է, այնպես չէ՞։

«Վալենտություն» հասկացությունը քիմիայի հիմնական հասկացություններից է։ Այն ներդրվել է դեռևս նախքան գիտնականները ատոմի կառուցվածքը իմանալը (դեռևս 1853 թ.)։ Ուստի ատոմի կառուցվածքի ուսումնասիրության ընթացքում այն որոշակի փոփոխությունների ենթարկվեց։

Այսպիսով, էլեկտրոնային տեսության տեսակետից վալենտությունը ուղղակիորեն կապված է տարրի ատոմի արտաքին էլեկտրոնների քանակի հետ։ Սա նշանակում է, որ «վալենտություն» ասելով նկատի ունի էլեկտրոնային զույգերի թիվը, որոնցով ատոմը կապվում է այլ ատոմների հետ։

Իմանալով դա՝ գիտնականները կարողացան նկարագրել քիմիական կապի բնույթը: Այն բաղկացած է նրանից, որ նյութի զույգ ատոմները կիսում են վալենտային էլեկտրոնների զույգը:

Դուք կարող եք հարցնել, թե ինչպես են 19-րդ դարի քիմիկոսները կարողացել նկարագրել վալենտությունը, նույնիսկ երբ հավատում էին, որ ատոմից ավելի նուրբ մասնիկներ չկան: Սա չի նշանակում, որ դա այդքան հեշտ էր. նրանք ապավինում էին քիմիական անալիզի վրա:

Ըստ քիմիական վերլուծությունԱնցյալի գիտնականները որոշել են քիմիական միացության բաղադրությունը՝ քանի ատոմ տարբեր տարրերպարունակվում է տվյալ նյութի մոլեկուլում: Դա անելու համար անհրաժեշտ էր որոշել, թե որն է յուրաքանչյուր տարրի ճշգրիտ զանգվածը մաքուր (առանց կեղտերի) նյութի նմուշում:

Ճիշտ է, այս մեթոդն առանց թերությունների չէ։ Որովհետև սահմանելու համար Նույն կերպտարրի վալենտությունը հնարավոր է միայն նրա մեջ պարզ կապմիշտ միավալենտ ջրածնով (հիդրիդ) կամ միշտ երկվալենտ թթվածնով (օքսիդ): Օրինակ, NH 3-ում ազոտի վալենտությունը III է, քանի որ ջրածնի մեկ ատոմը կապված է երեք ազոտի ատոմների հետ: Իսկ ածխածնի վալենտությունը մեթանում (CH 4), ըստ նույն սկզբունքի, IV է։

Վալենտության որոշման այս մեթոդը հարմար է միայն պարզ նյութերի համար։ Բայց թթուներում այս կերպ մենք կարող ենք որոշել միայն թթվային մնացորդների նման միացությունների վալենտությունը, բայց ոչ բոլոր տարրերը (բացառությամբ ջրածնի հայտնի վալենտության):

Ինչպես արդեն նկատել եք, վալենտությունը նշվում է հռոմեական թվերով։

Վալանս և թթուներ

Քանի որ ջրածնի վալենտությունը մնում է անփոփոխ և ձեզ լավ հայտնի է, դուք հեշտությամբ կարող եք որոշել թթվային մնացորդի վալենտությունը: Այսպիսով, օրինակ, H 2 SO 3-ում SO 3-ի վալենտությունը I է, HClO 3-ում ClO 3-ի վալենտությունը I է:

Նմանապես, եթե հայտնի է թթվային մնացորդի վալենտությունը, ապա հեշտ է գրել թթվի ճիշտ բանաձևը՝ NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6:

Վալենտություն և բանաձևեր

Վալենտություն հասկացությունը իմաստ ունի միայն մոլեկուլային բնույթի նյութերի համար և այնքան էլ հարմար չէ կլաստերի, իոնային, բյուրեղային և այլնի միացություններում քիմիական կապերը նկարագրելու համար։

Նյութերի մոլեկուլային բանաձևերի ինդեքսները արտացոլում են դրանց բաղադրությունը կազմող տարրերի ատոմների թիվը։ Տարրերի վալենտության իմացությունը օգնում է ճիշտ դասավորել ինդեքսները։ Նույն կերպ, նայելով մոլեկուլային բանաձևին և ինդեքսներին, կարող եք անվանել բաղկացուցիչ տարրերի արժեքները։

Դպրոցում քիմիայի դասերին դուք կատարում եք այս առաջադրանքները: Օրինակ՝ ունենալով մի նյութի քիմիական բանաձևը, որում հայտնի է տարրերից մեկի վալենտությունը, կարելի է հեշտությամբ որոշել մեկ այլ տարրի վալենտությունը։

Դա անելու համար պարզապես պետք է հիշել, որ մոլեկուլային բնույթի նյութում երկու տարրերի վալենտների թիվը հավասար է: Հետևաբար, տարրի անհայտ վալենտությունը որոշելու համար օգտագործեք ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը (որը համապատասխանում է միանալու համար պահանջվող ազատ արժեքների թվին):

Որպեսզի պարզ լինի, վերցնենք երկաթի օքսիդի Fe 2 O 3 բանաձեւը: Այստեղ քիմիական կապի ձևավորման մեջ ներգրավված են III վալենտով երկաթի երկու ատոմ և II վալենտով թթվածնի 3 ատոմ։ Նրանց համար ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը 6-ն է:

Օրինակ՝ դուք ունեք Mn 2 O 7 բանաձևեր: Դուք գիտեք թթվածնի վալենտությունը, հեշտ է հաշվարկել, որ ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը 14-ն է, որտեղից Mn-ի վալենտությունը VII է։

Դուք կարող եք անել նույնը և հակառակը՝ գրեք նյութի ճիշտ քիմիական բանաձևը՝ իմանալով դրա բաղկացուցիչ տարրերի արժեքները:

Օրինակ՝ ֆոսֆորի օքսիդի բանաձևը ճիշտ գրելու համար հաշվի ենք առնում թթվածնի (II) և ֆոսֆորի (V) վալենտությունը։ Այսպիսով, P-ի և O-ի ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը 10-ն է: Հետևաբար, բանաձևն ունի հետևյալ ձևը. P 2 O 5:

Լավ իմանալով տարբեր միացություններում դրանք դրսևորող տարրերի հատկությունները, հնարավոր է որոշել դրանց վալենտությունը նույնիսկ ըստ. արտաքին տեսքնման միացություններ.

Օրինակ՝ պղնձի օքսիդները կարմիր են (Cu 2 O) և սև (CuO): Պղնձի հիդրօքսիդները գունավորվում են դեղին (CuOH) և կապույտ (Cu (OH) 2):

Իսկ նյութերում կովալենտային կապերը ձեզ համար ավելի տեսողական և հասկանալի դարձնելու համար գրեք դրանց կառուցվածքային բանաձևերը։ Տարրերի միջև գծիկները պատկերում են նրանց ատոմների միջև առաջացող կապերը (վալենտները).

Վալենտային բնութագրերը

Այսօր տարրերի վալենտականության որոշումը հիմնված է նրանց ատոմների արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքի մասին գիտելիքների վրա։

Վալենտությունը կարող է լինել.

հաստատուն (հիմնական ենթախմբերի մետաղներ);
փոփոխական (ոչ մետաղներ և կողմնակի խմբերի մետաղներ).

ամենաբարձր վալենտություն;
ամենացածր վալենտությունը.

Այն կայուն է մնում տարբեր քիմիական միացություններում.

ջրածնի, նատրիումի, կալիումի, ֆտորի վալենտություն (I);
թթվածնի, մագնեզիումի, կալցիումի, ցինկի վալենտություն (II);
ալյումինի վալենտություն (III).

Բայց երկաթի և պղնձի, բրոմի և քլորի, ինչպես նաև շատ այլ տարրերի վալենտականությունը փոխվում է, երբ դրանք ձևավորում են տարբեր քիմիական միացություններ։

Վալանս և էլեկտրոնային տեսություն

Էլեկտրոնային տեսության շրջանակներում ատոմի վալենտականությունը որոշվում է՝ ելնելով չզույգված էլեկտրոնների թվից, որոնք մասնակցում են այլ ատոմների էլեկտրոնների հետ էլեկտրոնային զույգերի ձևավորմանը։

Քիմիական կապերի առաջացմանը մասնակցում են միայն ատոմի արտաքին թաղանթում տեղակայված էլեկտրոնները։ Հետևաբար, քիմիական տարրի առավելագույն վալենտությունը նրա ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի էլեկտրոնների քանակն է։

Վալենտության հայեցակարգը սերտորեն կապված է Պարբերական օրենքի հետ, որը հայտնաբերել է Դ.Ի.Մենդելեևը: Եթե ուշադիր նայեք պարբերական աղյուսակին, ապա հեշտությամբ կարող եք նկատել, որ տարրի դիրքը պարբերական համակարգում և նրա վալենտությունը անքակտելիորեն կապված են: Նույն խմբին պատկանող տարրերի ամենաբարձր վալենտությունը համապատասխանում է պարբերական համակարգի խմբի հերթական թվին։

Ամենացածր վալենտությունը կիմանաք, երբ պարբերական աղյուսակի խմբերի քանակից հանեք ձեզ հետաքրքրող տարրի խմբի թիվը (դրանք ութն են):

Օրինակ, շատ մետաղների վալենտականությունը համընկնում է պարբերական տարրերի աղյուսակի խմբային թվերի հետ, որոնց դրանք պատկանում են։

Քիմիական տարրերի արժեքային աղյուսակ

Սերիական համար

քիմ. տարր (ատոմային համար)

Անուն

Քիմիական խորհրդանիշ

Վալանս

Ջրածին / Ջրածին

Հելիում / Helium

Լիթիում / Lithium

Բերիլիում / Beryllium

Ածխածին / Ածխածին

Ազոտ / Ազոտ

Թթվածին / Oxygen

Ֆտոր / Fluorine

Նեոն / Նեոն

Նատրիում / Նատրիում

Մագնեզիում / Magnesium

Ալյումին / Aluminum

Սիլիկոն / Սիլիկոն

Ֆոսֆոր

Ծծումբ / Sulphur

Քլոր / Chlorine

Արգոն / Արգոն

Կալիում

Կալցիում / Կալցիում

Սկանդիում / Scandium

Titanium / Titanium

Վանադիում / Vanadium

Chromium / Chromium

Մանգան / Manganese

Երկաթ / Iron

Կոբալտ / Cobalt

Նիկել / Nickel

Պղինձ / Copper

Ցինկ / Ցինկ

Գալիում / Gallium

Germanium / Germanium

Արսենիկ / Arsenic

Սելեն / Selenium

Բրոմ / Bromine

Կրիպտոն / Krypton

Rubidium / Rubidium

Ստրոնցիում / Strontium

Իտրիում / Yttrium

Ցիրկոնիում / Zirconium

Նիոբիում / Niobium

Մոլիբդեն / Molybdenum

Տեխնեցիում

Ռութենիում / Ruthenium

Ռոդիում / Rhodium

Պալադիում / Palladium

Արծաթ / Արծաթ

Կադմիում / Cadmium

Ինդիում / Indium

Tin / Tin

Անտիմոն / Antimony

Tellurium / Tellurium

Յոդ / Յոդ

Քսենոն / Քսենոն

Ցեզիում / Cesium

Բարիում / Barium

Lanthanum / Lanthanum

Ցերիում / Cerium

Պրասեոդիմիում

Նեոդիմում / Neodymium

Պրոմեթիում / Promethium

Սամարիում

Եվրոպիում / Europium

Գադոլինիում / Gadolinium

Տերբիում / Terbium

Դիսպրոսիում / Dysprosium

Հոլմիում / Holmium

Էրբիում / Erbium

Թուլիում / Thulium

Իտերբիում / Ytterbium

Լուտետիում

Հաֆնիում / Hafnium

Tantalum / Tantalum

Վոլֆրամ / Վոլֆրամ

Ռենիում / Rhenium

Օսմիում / Osmium

Իրիդիում / Iridium

Պլատինե / Platinum

Ոսկի / Ոսկի

Mercury / Mercury

Թալիում / Thallium

Առաջատար / Առաջատար

Բիսմուտ / Bismuth

Պոլոնիում / Polonium

Աստատին / Astatine

Ռադոն / Ռադոն

Ֆրանցիում / Francium

Ռադիում / Ռադիում

Ակտինիում / Actinium

Թորիում / Thorium

Proactinium / Protaktinium

Uranium / Uranium

(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), Վ

(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)

Տվյալներ չկան

(II), III, IV, (V), VI

Փակագծերում տրված են այն արժեքները, որոնք հազվադեպ են ցույց տալիս դրանց տիրապետող տարրերը:

Վալենտային և օքսիդացման վիճակ

Այսպիսով, խոսելով օքսիդացման վիճակի մասին, նրանք նկատի ունեն, որ իոնային (ինչը կարևոր է) բնույթի նյութի ատոմն ունի որոշակի պայմանական լիցք։ Իսկ եթե վալենտությունը չեզոք հատկանիշ է, ապա օքսիդացման վիճակը կարող է լինել բացասական, դրական կամ զրո։

Հետաքրքիր է, որ նույն տարրի ատոմի համար, կախված այն տարրերից, որոնց հետ այն կազմում է քիմիական միացություն, վալենտական և օքսիդացման վիճակը կարող են համընկնել (H 2 O, CH 4 և այլն) և տարբերվել (H 2 O 2, HNO 3):

Եզրակացություն

Ատոմների կառուցվածքի վերաբերյալ ձեր գիտելիքները խորացնելիս ավելին կսովորեք նաև վալենտության մասին: Քիմիական տարրերի այս բնութագիրը սպառիչ չէ։ Բայց այն ունի մեծ կիրառական արժեք։ Այն, ինչ դուք ինքներդ տեսել եք մեկից ավելի անգամ՝ խնդիրներ լուծելով և վարելով քիմիական փորձերդասերի վրա։

Այս հոդվածը ստեղծվել է օգնելու ձեզ կազմակերպել ձեր գիտելիքները վալենտության մասին: Եվ նաև հիշեցնելու, թե ինչպես կարելի է դա որոշել և որտեղ է օգտագործվում վալենտությունը։

Հուսով ենք, որ այս նյութը ձեզ համար օգտակար կլինի տնային առաջադրանքների պատրաստման և թեստերի և քննություններին պատրաստվելու ժամանակ:

բլոգի կայքը, նյութի ամբողջական կամ մասնակի պատճենմամբ, աղբյուրի հղումը պարտադիր է:

Հայեցակարգ վալենտությունբխող լատինական բառ«Վալենտիան» հայտնի էր դեռևս 19-րդ դարի կեսերին։ Վալենտության մասին առաջին «ընդարձակ» հիշատակումը եղել է Ջ.Դալթոնի աշխատություններում, ով պնդում էր, որ բոլոր նյութերը կազմված են որոշակի համամասնություններով միմյանց հետ կապված ատոմներից։ Այնուհետև Ֆրենկլանդը ներկայացրեց հենց վալենտության հայեցակարգը, որը հետագայում զարգացավ Կեկուլեի աշխատություններում, ով խոսեց վալենտության և քիմիական կապի փոխհարաբերությունների մասին, Ա.Մ. Բուտլերովը, ով իր կառուցվածքի տեսության մեջ օրգանական միացություններկապված վալենտությունը որոշակի քիմիական միացության ռեակտիվության և D.I. Մենդելեևը (Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում տարրի ամենաբարձր վալենտականությունը որոշվում է խմբի թվով):

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

ՎալանսԿովալենտային կապերի թիվն է, որը ատոմը կարող է առաջացնել կովալենտային կապի հետ միասին:

Տարրի վալենտությունը որոշվում է ատոմում չզույգված էլեկտրոնների քանակով, քանի որ նրանք մասնակցում են միացությունների մոլեկուլներում ատոմների միջև քիմիական կապի ձևավորմանը։

Ատոմի հիմնական վիճակը (նվազագույն էներգիայով վիճակը) բնութագրվում է ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայով, որը համապատասխանում է Պարբերական աղյուսակում տարրի դիրքին։ Գրգռված վիճակն ատոմի նոր էներգետիկ վիճակ է՝ էլեկտրոնների նոր բաշխվածությամբ վալենտական մակարդակում։

Ատոմում էլեկտրոնների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները կարելի է պատկերել ոչ միայն էլեկտրոնային բանաձևերի տեսքով, այլև էլեկտրոնային-գրաֆիկական բանաձևերի (էներգիա, քվանտային բջիջներ) օգնությամբ։ Յուրաքանչյուր բջիջ ցույց է տալիս ուղեծրը, սլաքը ցույց է տալիս էլեկտրոնը, նետի ուղղությունը (վեր կամ վար) ցույց է տալիս էլեկտրոնի պտույտը, ազատ բջիջը ցույց է տալիս ազատ ուղեծիր, որը էլեկտրոնը կարող է զբաղեցնել գրգռվածության ժամանակ: Եթե բջիջում կա 2 էլեկտրոն, ապա այդպիսի էլեկտրոնները կոչվում են զուգակցված, եթե էլեկտրոն 1-ը չզույգացված է։ Օրինակ:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Օրբիտալները լրացվում են հետևյալ կերպ՝ սկզբում մեկ էլեկտրոն նույն սպիններով, իսկ հետո երկրորդ էլեկտրոն՝ հակառակ սպիններով։ Քանի որ 2p ենթամակարդակի վրա կան նույն էներգիայով երեք ուղեծրեր, երկու էլեկտրոններից յուրաքանչյուրը զբաղեցնում էր մեկ ուղեծր: Մեկ ուղեծիր մնացել է ազատ։

Տարրի վալենտության որոշումը էլեկտրոնային-գրաֆիկական բանաձևերով

Տարրի վալենտությունը կարող է որոշվել ատոմում էլեկտրոնների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների էլեկտրոնային-գրաֆիկական բանաձևերով։ Դիտարկենք երկու ատոմ՝ ազոտ և ֆոսֆոր:

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Որովհետեւ տարրի վալենտությունը որոշվում է չզույգված էլեկտրոնների քանակով, հետևաբար ազոտի վալենտությունը III է։ Քանի որ ազոտի ատոմը չունի ազատ ուղեծրեր, այս տարրի համար գրգռված վիճակն անհնար է: Այնուամենայնիվ, III-ը, ոչ թե ազոտի առավելագույն վալենտությունը, V ազոտի առավելագույն վալենտությունը, որոշվում է խմբի համարով: Ուստի պետք է հիշել, որ էլեկտրոնային-գրաֆիկական բանաձևերի միջոցով միշտ չէ, որ հնարավոր է որոշել ամենաբարձր վալենտությունը, ինչպես նաև այս տարրին բնորոշ բոլոր վալենտականությունները։

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

Հիմնական վիճակում ֆոսֆորի ատոմն ունի 3 չզույգված էլեկտրոն, հետևաբար, ֆոսֆորի վալենտությունը III է։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորի ատոմում կան ազատ d-օրբիտալներ, հետևաբար, 2s-ենթամակարդակի վրա տեղակայված էլեկտրոնները կարող են անջատվել և զբաղեցնել d-ենթամակարդակի դատարկ ուղեծրերը, այսինքն. գնալ հուզված վիճակի.

Այժմ ֆոսֆորի ատոմն ունի 5 չզույգված էլեկտրոն, հետևաբար, ֆոսֆորը բնութագրվում է նաև V-ին հավասար վալենտությամբ։

Տարրեր բազմաթիվ վալենտական արժեքներով

IVA - VIIA խմբերի տարրերը կարող են ունենալ մի քանի վալենտական արժեքներ, և, որպես կանոն, վալենտությունը աստիճանաբար փոխվում է 2 միավորով: Այս երեւույթը պայմանավորված է նրանով, որ էլեկտրոնները զույգերով մասնակցում են քիմիական կապի առաջացմանը։

Ի տարբերություն հիմնական ենթախմբերի տարրերի, B-ենթախմբերի տարրերը, միացությունների մեծ մասում, չեն ցուցադրում խմբի թվին հավասար ամենաբարձր վալենտությունը, օրինակ՝ պղինձը և ոսկին։ Ընդհանուր առմամբ, անցումային տարրերը ցուցադրում են քիմիական հատկությունների լայն տեսականի, ինչը բացատրվում է վալենտների մեծ շարքով:

Դիտարկենք տարրերի էլեկտրոնային-գրաֆիկական բանաձևերը և պարզենք, որ այդ կապակցությամբ տարրերն ունեն տարբեր արժեքներ (նկ. 1):

Առաջադրանքներ.որոշել As և Cl ատոմների վալենտային հնարավորությունները գրունտային և գրգռված վիճակներում: