Валентност на всички химикали. Валентност и киселини

Инструкция

Таблицата е структура, в която химичните елементи са разположени според техните принципи и закони. Тоест, можем да кажем, че това е многоетажна "къща", в която "живеят" химически елементи и всеки от тях има свой собствен апартамент под определен номер. Хоризонтално има "етажи" - които могат да бъдат малки и големи. Ако периодът се състои от два реда (което е обозначено отстрани чрез номериране), тогава такъв период се нарича голям. Ако има само един ред, тогава се нарича малък.

Масата също е разделена на "входове" - групи, от които има само осем. Както във всеки вход, апартаментите са разположени отляво и отдясно и тук химичните елементи са разположени по един и същи начин. Само в тази версия разположението им е неравномерно - от една страна има повече елементи, а след това говорят за основната група, от друга - по-малко и това показва, че групата е второстепенна.

Валентността е способността на елементите да образуват химични връзки. Има константа, която не се променя, и променлива, която има различна стойност в зависимост от това в кое вещество се намира елементът. При определяне на валентността според периодичната таблица е необходимо да се обърне внимание на следните характеристики: номерът на групата на елементите и нейният тип (т.е. основната или страничната група). Постоянната валентност в този случай се определя от номера на групата на основната подгрупа. За да разберете стойността на променливата валентност (ако има такава и обикновено y), тогава трябва да извадите номера на групата, в която се намира елементът от 8 (общо 8 - следователно такава цифра).

Пример № 1. Ако разгледате елементите от първата група на основната подгрупа (алкална), тогава можем да заключим, че всички те имат валентност, равна на I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Пример № 2. Елементите от втората група на основната подгрупа (алкалоземни метали), съответно, имат валентност II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).

Пример № 3. Ако говорим за неметали, тогава например P (фосфор) е в група V на основната подгрупа. От тук неговата валентност ще бъде равна на V. Освен това фосфорът има друга стойност на валентност и за да я определите, трябва да извършите действие 8 - номер на елемент. Следователно, 8 - 5 (номер на група) \u003d 3. Следователно втората валентност на фосфора е III.

Пример № 4. Халогените са в VII група на главната подгрупа. Следователно тяхната валентност ще бъде равна на VII. Въпреки това, като се има предвид, че това са неметали, е необходимо да се извърши аритметична операция: 8 - 7 (номер на група елемент) \u003d 1. Следователно другата валентност е равна на I.

За елементи от вторични подгрупи (и само метали за тях) валентността трябва да се помни, особено след като в повечето случаи тя е равна на I, II, по-рядко III. Ще трябва също да запомните валентностите на химичните елементи, които имат повече от две стойности.

Подобни видеа

Забележка

Бъдете внимателни, когато идентифицирате метали и неметали. За това в таблицата обикновено се дават символи.

източници:

• как да произнасяме правилно елементите на периодичната таблица
• каква е валентността на фосфора? х

От училище или дори по-рано всеки знае, че всичко наоколо, включително и ние самите, се състои от техните атоми - най-малките и неделими частици. Благодарение на способността на атомите да се свързват един с друг, разнообразието на нашия свят е огромно. Способността на този химически атоми елементобразуват връзки с други атоми валентност елемент.

Инструкция

На всеки елемент в таблицата е присвоен определен сериен номер (H - 1, Li - 2, Be - 3 и т.н.). Това число съответства на ядрото (броя на протоните в ядрото) и броя на електроните, въртящи се около ядрото. Следователно броят на протоните е равен на броя на електроните и това показва, че при нормални условия атомът е електрически .

Разделянето на седем периода става според броя на енергийните нива на атома. Атомите от първия период имат едностепенна електронна обвивка, втората - двустепенна, третата - тристепенна и т.н. Когато се запълни ново енергийно ниво, започва нов период.

Първите елементи на всеки период се характеризират с атоми, които имат един електрон на външно ниво - това са атоми на алкални метали. Периодите завършват с атоми на благородни газове, които имат външно енергийно ниво, изцяло запълнено с електрони: в първия период инертните газове имат 2 електрона, в следващите - 8. Именно поради сходната структура на електронните обвивки че групи от елементи имат сходни физико-.

В таблицата Д.И. Менделеев има 8 основни подгрупи. Техният брой се дължи на максимално възможния брой електрони на енергийно ниво.

В долната част на периодичната таблица лантанидите и актинидите са отделени като независими серии.

С помощта на таблицата D.I. Менделеев, може да се наблюдава периодичността на следните свойства на елементите: радиусът на атома, обемът на атома; йонизационен потенциал; сили на електронен афинитет; електроотрицателността на атома; ; физични свойства на потенциални съединения.

Ясно проследена периодичност в подреждането на елементите в таблицата D.I. Менделеев се обяснява рационално с последователния характер на запълване на енергийните нива от електрони.

източници:

• периодичната таблица

Нивото на познания за структурата на атомите и молекулите през 19 век не позволява да се обясни причината, поради която атомите образуват определен брой връзки с други частици. Но идеите на учените изпревариха времето си и валентността все още се изучава като един от основните принципи на химията.

От историята на понятието "валентност на химичните елементи"

Изключителният английски химик от 19-ти век Едуард Франкланд въвежда термина "връзка" в научната употреба, за да опише процеса на взаимодействие на атомите един с друг. Ученият забеляза, че някои химични елементи образуват съединения със същия брой други атоми. Например, азотът свързва три водородни атома към молекулата на амоняка.

През май 1852 г. Франкланд изказва хипотезата, че има определен брой химически връзки, които един атом може да образува с други малки частици материя. Франкланд използва фразата „свързваща сила“, за да опише това, което по-късно ще бъде наречено валентност. Британски химик определи колко химични връзки образуват атомите на отделните елементи, известни в средата на 19 век. Работата на Франкланд е важен принос към съвременната структурна химия.

Развитие на възгледите

Немският химик F.A. Кекуле доказва през 1857 г., че въглеродът е четириосновен. В най-простото му съединение - метан - има връзки с 4 водородни атома. Ученият използва термина "основност", за да обозначи свойството на елементите да прикрепват строго определен брой други частици. В Русия данните са систематизирани от А. М. Бутлеров (1861). Теорията на химическата връзка получи по-нататъшно развитие благодарение на учението за периодичната промяна на свойствата на елементите. Неговият автор е друг изключителен Д. И. Менделеев. Той доказа, че валентността на химичните елементи в съединенията и други свойства се дължат на позицията, която заемат в периодичната система.

Графично представяне на валентността и химичната връзка

Възможността за визуално представяне на молекулите е едно от несъмнените предимства на теорията на валентността. Първите модели се появяват през 1860 г., а от 1864 г. се използват кръгове с химически знак вътре. Между символите на атомите е посочено тире и броят на тези линии е равен на стойността на валентността. През същите години са направени и първите модели с топка и пръчка (виж снимката вляво). През 1866 г. Кекуле предлага стереохимичен чертеж на въглероден атом под формата на тетраедър, който включва в своя учебник по органична химия.

Валентността на химичните елементи и образуването на връзки са изследвани от Г. Луис, който публикува своите трудове през 1923 г. по името на отрицателно заредените най-малки частици, които изграждат черупките на атомите. В книгата си Луис използва точки около четирите страни, за да представи валентни електрони.

Валентност на водорода и кислорода

Преди създаването валентността на химичните елементи в съединенията обикновено се сравняваше с онези атоми, за които е известна. За стандарти бяха избрани водород и кислород. Друг химичен елемент привлече или замени определен брой Н и О атоми.

По този начин са определени свойствата на съединения с едновалентен водород (валентността на втория елемент е обозначена с римска цифра):

• HCl - хлор (I):
• H 2 O - кислород (II);
• NH3 - азот (III);
• CH 4 - въглерод (IV).

В оксидите K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3, кислородната валентност на металите и неметалите се определя чрез удвояване на броя на прикрепените атоми O. Получени са следните стойности: K (I ), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).

Как да определим валентността на химичните елементи

Има закономерности при образуването на химична връзка, включваща споделени електронни двойки:

• Типичната валентност на водорода е I.
• Обичайната валентност на кислорода е II.
• За неметалните елементи най-ниската валентност може да се определи по формула 8 - номерът на групата, в която се намират в периодичната система. Най-високият, ако е възможно, се определя от номера на групата.
• За елементи от странични подгрупи максималната възможна валентност е същата като номера на тяхната група в периодичната таблица.

Определянето на валентността на химичните елементи според формулата на съединението се извършва по следния алгоритъм:

1. Напишете известната стойност на един от елементите над химичния знак. Например в Mn 2 O 7 валентността на кислорода е II.
2. Изчислете общата стойност, за която е необходимо да умножите валентността по броя на атомите на същия химичен елемент в молекулата: 2 * 7 \u003d 14.
3. Определете валентността на втория елемент, за който е неизвестен. Разделете стойността, получена в стъпка 2, на броя на Mn атомите в молекулата.
4. 14: 2 = 7. в неговия най-висок оксид - VII.

Постоянна и променлива валентност

Стойностите на валентността на водорода и кислорода са различни. Например сярата в съединението H 2 S е двувалентна, а във формулата SO 3 е шествалентна. Въглеродът образува CO моноксид и CO 2 диоксид с кислорода. В първото съединение валентността на С е II, а във второто - IV. Същата стойност в метан CH 4 .

Повечето елементи проявяват не постоянна, а променлива валентност, например фосфор, азот, сяра. Търсенето на основните причини за това явление доведе до появата на теории за химичните връзки, идеи за валентната обвивка на електроните и молекулните орбитали. Съществуването на различни стойности на едно и също свойство беше обяснено от гледна точка на структурата на атомите и молекулите.

Съвременни представи за валентността

Всички атоми се състоят от положително ядро, заобиколено от отрицателно заредени електрони. Външната обвивка, която образуват, е незавършена. Завършената структура е най-стабилна, съдържаща 8 електрона (един октет). Появата на химическа връзка поради общи електронни двойки води до енергийно благоприятно състояние на атомите.

Правилото за образуване на съединение е завършването на обвивката чрез приемане на електрони или даряване на несдвоени такива, който процес е по-лесен. Ако един атом осигурява образуването на химическа връзка отрицателни частици, които нямат двойка, тогава той образува толкова връзки, колкото има несдвоени електрони. Според съвременните концепции валентността на атомите на химичните елементи е способността да образуват определен брой ковалентни връзки. Например, в молекулата на сероводород H 2 S, сярата придобива валентност II (-), тъй като всеки атом участва в образуването на две електронни двойки. Знакът "-" показва привличането на електронна двойка към по-електроотрицателен елемент. За по-малко електроотрицателна стойност, "+" се добавя към стойността на валентността.

При донорно-акцепторния механизъм в процеса участват електронни двойки на един елемент и свободни валентни орбитали на друг елемент.

Зависимостта на валентността от структурата на атома

Помислете, като използвате примера за въглерод и кислород, как валентността на химичните елементи зависи от структурата на веществото. Периодичната таблица дава представа за основните характеристики на въглеродния атом:

• химичен знак - С;
• брой елементи - 6;
• заряд на ядрото - +6;
• протони в ядрото - 6;
• електрони - 6, включително 4 външни, от които 2 образуват двойка, 2 са несдвоени.

Ако въглеродният атом в CO монооксида образува две връзки, тогава само 6 отрицателни частици идват да се използват. За да се получи октет, е необходимо двойките да образуват 4 външни отрицателни частици. Въглеродът има валентност IV (+) в диоксида и IV (-) в метана.

Поредният номер на кислорода е 8, валентната обвивка се състои от шест електрона, 2 от които не образуват двойка и участват в химическото свързване и взаимодействие с други атоми. Типичната валентност на кислорода е II (-).

Валентност и степен на окисление

В много случаи е по-удобно да се използва понятието "степен на окисление". Това е името, дадено на заряда, който атомът би придобил, ако всички свързващи електрони бяха прехвърлени към елемент, който има по-висока стойност на електроотрицателност (EO). Степента на окисление в просто вещество е нула. Към степента на окисление на по-EO елемент се добавя знак „-“, към по-малко електроотрицателен елемент се добавя знак „+“. Например, за металите от основните подгрупи, степента на окисление и йонните заряди са типични, равни на номера на групата със знак "+". В повечето случаи валентността и степента на окисление на атомите в едно и също съединение са числено еднакви. Само при взаимодействие с по-електроотрицателни атоми степента на окисление е положителна, с елементи, в които EO е по-ниска, тя е отрицателна. Концепцията за "валентност" често се прилага само към вещества с молекулярна структура.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Под валентностподразбира се свойството на атом на даден елемент да прикрепя или замества определен брой атоми на друг елемент.

Следователно мярката за валентност може да бъде броят на химичните връзки, образувани от даден атом с други атоми. По този начин в момента валентността на химичния елемент обикновено се разбира като неговата способност (в по-тесен смисъл, мярка за способността му) да образува химични връзки (фиг. 1). При представянето на метода на валентните връзки числената стойност на валентността съответства на броя на ковалентните връзки, които един атом образува.

Ориз. 1. Схематично образуване на молекулите вода и амоняк.

Таблица на валентността на химичните елементи

Първоначално валентността на водорода беше взета като единица за валентност. Валентността на друг елемент се изразява в този случай чрез броя на водородните атоми, които един атом на този елемент прикрепя към себе си или замества (така наречената водородна валентност). Например, в съединения от състава HCl, H 2 O, NH 3, CH 4, водородната валентност на хлора е една, кислорода - две, азота - три, въглерода - четири.

Тогава беше решено, че е възможно да се определи валентността на желания елемент и чрез кислород, чиято валентност по правило е равна на две. В този случай валентността на химичния елемент се изчислява като два пъти броя на кислородните атоми, които един атом от този елемент може да прикрепи (така наречената кислородна валентност). Например, в съединения от състава N 2 O, CO, SiO 2, SO 3, валентността за азотен кислород е една, въглерод - две, силиций - четири, сяра - шест.

Всъщност се оказа, че за повечето химични елементи стойностите на валентността на водородните и кислородните съединения са различни: например валентността на сярата за водорода е две (H 2 S), а за кислорода - шест (SO 3 ). В допълнение, повечето елементи показват различни валентности в техните съединения. Например въглеродът образува два оксида: CO монооксид и CO 2 диоксид. В първия от които валентността на въглерода е II, а във втория - четири. Откъдето следва, че като правило е невъзможно да се характеризира валентността на даден елемент с едно число.

Висши и по-ниски валентности на химичните елементи

Стойностите на най-високата и най-ниската валентност на химичния елемент могат да бъдат определени с помощта на периодичната таблица на D.I. Менделеев. Най-високата валентност на даден елемент съвпада с номера на групата, в която се намира, а най-ниската е разликата между числото 8 и номера на групата. Например, бромът се намира в група VIIA, което означава, че най-високата му валентност е VII, а най-ниската е I.

Има елементи с т.нар. постоянна валентност (метали от IA и IIA групи, алуминий, водород, флуор, кислород), които в техните съединения проявяват едно състояние на окисление, което най-често съвпада с номера на групата на периодичната таблица на D.I. Менделеев, където се намират).

Елементите, които се характеризират с няколко стойности на валентност (и не винаги това са най-високата и най-ниската валентност), се наричат ​​променлива валентност. Например сярата се характеризира с валентности II, IV и VI.

За да улесните запомнянето колко и какви валенции са характерни за даден химичен елемент, използвайте таблиците на валентността на химичните елементи, които изглеждат така:

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Валентност III е характерна за: а) Са; б) P; в) О; г) Si?
Решение	а) Калцият е метал. Характеризира се с единствената възможна стойност на валентност, която съответства на номера на групата в периодичната таблица на D.I. Менделеев, в който се намира, т.е. валентността на калция е II. Отговорът е неправилен. б) Фосфорът е неметал. Отнася се за група химични елементи с променлива валентност: най-високата се определя от номера на групата в периодичната таблица на D.I. Менделеев, в който се намира, т.е. е равно на V, а най-малка е разликата между числото 8 и номера на групата, т.е. е равно на III. Това е правилният отговор.
Отговор	Вариант (б)

ПРИМЕР 2

Упражнение	Валентност III е характерна за: а) Be; б) Е; в) Al; г) В?
Решение	За да дадем правилен отговор на поставения въпрос, ще разгледаме всяка от предложените опции поотделно. а) Берилият е метал. Характеризира се с единствената възможна стойност на валентност, която съответства на номера на групата в периодичната таблица на D.I. Менделеев, в който се намира, т.е. валентността на берилия е II. Отговорът е неправилен. б) Флуорът е неметал. Характеризира се с единствената възможна стойност на валентността, равна на I. Отговорът е неверен. в) Алуминият е метал. Характеризира се с единствената възможна стойност на валентност, която съответства на номера на групата в периодичната таблица на D.I. Менделеев, в който се намира, т.е. валентността на алуминия е III. Това е правилният отговор.
Отговор	Вариант (c)

Валентност. Дефиниция на валентността. Елементи с постоянна валентност.

Образно казано, валентността е броят на "ръцете", с които един атом се придържа към други атоми. Естествено, атомите нямат "ръце"; тяхна роля играят т.нар. валентни електрони.

Може да се каже различно: валентността е способността на атом на даден елемент да свързва определен брой други атоми.

Следните принципи трябва да бъдат ясно разбрани:

Има елементи с постоянна валентност (има сравнително малко от тях) и елементи с променлива валентност (от които повечето).

Трябва да се запомнят елементи с постоянна валентност:

Останалите елементи могат да проявяват различна валентност.

Най-високата валентност на даден елемент в повечето случаи съвпада с номера на групата, в която се намира елементът.

Например, манганът е в група VII (странична подгрупа), най-високата валентност на Mn е седем. Силицият се намира в група IV (главната подгрупа), най-високата му валентност е четири.

Трябва да се помни обаче, че най-високата валентност не винаги е единствената възможна. Например най-високата валентност на хлора е седем (проверете го!), но са известни съединения, в които този елемент проявява валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно е да запомните няколко изключения: максималната (и единствена) валентност на флуора е I (а не VII), кислорода - II (а не VI), азота - IV (способността на азота да показва валентност V е популярен мит, който се среща дори в някои училища учебници).

Валентност и степен на окисление не са идентични понятия.

Тези понятия са достатъчно близки, но не трябва да се бъркат! Степента на окисление има знак (+ или -), валентност - не; степента на окисление на елемент в дадено вещество може да бъде нула, валентността е нула само ако имаме работа с изолиран атом; числената стойност на степента на окисление може да НЕ съвпада с валентността. Например, валентността на азота в N 2 е III, а степента на окисление = 0. Валентността на въглерода в мравчената киселина е IV, а степента на окисление е +2.

Ако е известна валентността на един от елементите в бинарно съединение, може да се намери валентността на другия.

Това се прави много просто. Запомнете формалното правило: произведението от броя на атомите на първия елемент в молекулата и неговата валентност трябва да бъде равно на същото произведение за втория елемент.

Пример 1. Намерете валентностите на всички елементи в съединението NH3.

Решение. Знаем валентността на водорода - тя е постоянна и равна на I. Умножаваме валентността на H по броя на водородните атоми в молекулата на амоняка: 1 3 \u003d 3. Следователно за азота продуктът от 1 (брой на N атоми) по X (азотна валентност) също трябва да бъде равно на 3. Очевидно е, че X = 3. Отговор: N(III), H(I).

Пример 2. Намерете валентностите на всички елементи в молекулата Cl 2 O 5.

Решение. Кислородът има постоянна валентност (II), в молекулата на този оксид има пет кислородни атома и два хлорни атома. Нека валентността на хлора \u003d X. Правим уравнение: 5 2 \u003d 2 X. Очевидно X \u003d 5. Отговор: Cl (V), O (II).

Пример 3. Намерете валентността на хлора в молекулата на SCl 2, ако е известно, че валентността на сярата е II.

Решение. Ако авторите на задачата не ни бяха казали валентността на сярата, щеше да е невъзможно да я решим. И S, и Cl са елементи с променлива валентност. Като се вземе предвид допълнителна информация, решението се изгражда по схемата на примери 1 и 2. Отговор: Cl(I).

Познавайки валентността на два елемента, можете да съставите формула за бинарно съединение.

В примери 1 - 3 ние определихме валентността с помощта на формулата, сега нека се опитаме да направим обратната процедура.

Пример 4. Напишете формулата на съединението калций и водород.

Решение. Известни са валентностите на калция и водорода - съответно II и I. Нека формулата на желаното съединение е Ca x H y. Отново съставяме добре познатото уравнение: 2 x \u003d 1 y. Като едно от решенията на това уравнение можем да приемем x = 1, y = 2. Отговор: CaH 2 .

"А защо точно CaH 2? - питате вие. - Все пак вариантите Ca 2 H 4 и Ca 4 H 8 и дори Ca 10 H 20 не противоречат на нашето правило!"

Отговорът е прост: вземете възможно най-малките стойности на x и y. В дадения пример тези минимални (естествени!) стойности са точно равни на 1 и 2.

"Така че съединения като N 2 O 4 или C 6 H 6 са невъзможни? - питате вие. - Тези формули трябва ли да бъдат заменени с NO 2 и CH?"

Не, възможни са. Освен това N 2 O 4 и NO 2 са напълно различни вещества. Но формулата CH изобщо не отговаря на реално стабилно вещество (за разлика от C 6 H 6).

Въпреки всичко по-горе, в повечето случаи можете да се ръководите от правилото: вземете най-малките стойности на индекса.

Пример 5. Напишете формулата на съединението на сярата с флуор, ако е известно, че валентността на сярата е шест.

Решение. Нека съставната формула е S x F y . Валентността на сярата е дадена (VI), валентността на флуора е постоянна (I). Отново правим уравнението: 6 x \u003d 1 y. Лесно е да се разбере, че най-малките възможни стойности на променливите са 1 и 6. Отговор: SF 6 .

Тук всъщност са всички основни моменти.

Сега проверете себе си! Предлагам да отидем малко тест по темата "Валентност".

Една от важните теми в изучаването на училищните теми е курсът по валентност. Това ще бъде обсъдено в статията.

Валентност - какво е това?

Под валентност в химията се разбира свойството на атомите на даден химичен елемент да свързват към себе си атомите на друг елемент. В превод от латински - сила. Изразява се в числа. Например, валентността на водорода винаги ще бъде равна на единица. Ако вземем формулата на водата - H2O, тя може да бъде представена като H - O - H. Един кислороден атом успя да свърже два водородни атома към себе си. Това означава, че броят на връзките, които кислородът създава, е две. И валентността на този елемент ще бъде равна на две.

На свой ред водородът ще бъде двувалентен. Неговият атом може да бъде свързан само с един атом на химически елемент. В този случай кислород. По-точно, атомите, в зависимост от валентността на елемента, образуват двойки електрони. Колко такива двойки се образуват - такава ще бъде валентността. Числовата стойност се нарича индекс. Кислородът има индекс 2.

Как да определим валентността на химичните елементи според таблицата на Дмитрий Менделеев

Гледайки периодичната таблица на елементите, можете да видите вертикалните редове. Те се наричат ​​групи от елементи. Валентността също зависи от групата. Елементите от първата група имат първа валентност. Второто си е второто. Трети - трети. И така нататък.

Има и елементи с постоянен индекс на валентност. Например водород, халогенна група, сребро и така нататък. Те трябва да се научат.

Как да определим валентността на химичните елементи по формули?

Понякога е трудно да се определи валентността от периодичната таблица. След това трябва да погледнете конкретната химична формула. Вземете оксида FeO. Тук желязото, подобно на кислорода, има индекс на валентност две. Но при Fe2O3 оксида е различно. Желязото ще бъде тривалентно.

Винаги е необходимо да помните различни начини за определяне на валентността и да не ги забравяте. Знайте неговите постоянни числени стойности. Кои елементи ги има. И, разбира се, използвайте таблицата на химичните елементи. И също така изучавайте отделни химични формули. По-добре е да ги представите в схематична форма: H - O - H, например. Тогава връзките се виждат. И броят на тиретата (тирета) ще бъде числената стойност на валентността.