Σθένος όλων των χημικών. Σθένος και οξέα

Εντολή

Ο πίνακας είναι μια δομή στην οποία βρίσκονται τα χημικά στοιχεία σύμφωνα με τις αρχές και τους νόμους τους. Δηλαδή, μπορούμε να πούμε ότι είναι ένα πολυώροφο «σπίτι» στο οποίο «ζουν» χημικά στοιχεία, και το καθένα από αυτά έχει το δικό του διαμέρισμα κάτω από έναν συγκεκριμένο αριθμό. Οριζόντια υπάρχουν "δάπεδα" - τα οποία μπορεί να είναι μικρά και μεγάλα. Εάν η περίοδος αποτελείται από δύο σειρές (που υποδεικνύεται στο πλάι με αρίθμηση), τότε μια τέτοια περίοδος ονομάζεται μεγάλη. Αν έχει μόνο μία σειρά, τότε λέγεται μικρή.

Ο πίνακας χωρίζεται επίσης σε «εισόδους» - ομάδες, από τις οποίες είναι μόνο οκτώ. Όπως σε κάθε είσοδο, τα διαμερίσματα βρίσκονται αριστερά και δεξιά και εδώ τα χημικά στοιχεία βρίσκονται με τον ίδιο τρόπο. Μόνο σε αυτήν την έκδοση, η τοποθέτησή τους είναι άνιση - από τη μία πλευρά, υπάρχουν περισσότερα στοιχεία και, στη συνέχεια, μιλούν για την κύρια ομάδα, από την άλλη, λιγότερα, και αυτό δείχνει ότι η ομάδα είναι δευτερεύουσα.

Το σθένος είναι η ικανότητα των στοιχείων να σχηματίζουν χημικούς δεσμούς. Υπάρχει μια σταθερά που δεν αλλάζει και μια μεταβλητή που έχει διαφορετική τιμή ανάλογα με την ουσία στην οποία βρίσκεται το στοιχείο. Κατά τον προσδιορισμό του σθένους σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα, είναι απαραίτητο να προσέξετε τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: τον αριθμό της ομάδας των στοιχείων και τον τύπο του (δηλαδή την κύρια ή πλευρική ομάδα). Το σταθερό σθένος σε αυτή την περίπτωση καθορίζεται από τον αριθμό της ομάδας της κύριας υποομάδας. Για να μάθετε την τιμή του μεταβλητού σθένους (αν υπάρχει ένα, και συνήθως y), τότε πρέπει να αφαιρέσετε τον αριθμό της ομάδας στην οποία βρίσκεται το στοιχείο από το 8 (σύνολο 8 - επομένως ένα τέτοιο σχήμα).

Παράδειγμα Νο. 1. Αν κοιτάξετε τα στοιχεία της πρώτης ομάδας της κύριας υποομάδας (αλκαλικά), τότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι όλα έχουν σθένος ίσο με το I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Παράδειγμα Νο. 2. Στοιχεία της δεύτερης ομάδας της κύριας υποομάδας (μέταλλα αλκαλικών γαιών), αντίστοιχα, έχουν σθένος II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).

Παράδειγμα Νο. 3. Αν μιλάμε για μη μέταλλα, τότε για παράδειγμα, το P (φώσφορος) βρίσκεται στην ομάδα V της κύριας υποομάδας. Από εδώ, το σθένος του θα είναι ίσο με V. Επιπλέον, ο φώσφορος έχει μια άλλη τιμή σθένους και για να το προσδιορίσετε, πρέπει να εκτελέσετε την ενέργεια 8 - αριθμός στοιχείου. Ως εκ τούτου, 8 - 5 (αριθμός ομάδας) \u003d 3. Επομένως, το δεύτερο σθένος του φωσφόρου είναι III.

Παράδειγμα αρ. 4. Τα αλογόνα ανήκουν στην ομάδα VII της κύριας υποομάδας. Ως εκ τούτου, το σθένος τους θα είναι ίσο με VII. Ωστόσο, δεδομένου ότι πρόκειται για μη μέταλλα, είναι απαραίτητο να εκτελέσετε μια αριθμητική πράξη: 8 - 7 (αριθμός ομάδας στοιχείων) \u003d 1. Επομένως, το άλλο σθένος είναι ίσο με I.

Για στοιχεία δευτερευουσών υποομάδων (και μόνο μέταλλα για αυτά), το σθένος πρέπει να θυμόμαστε, ειδικά επειδή στις περισσότερες περιπτώσεις είναι ίσο με I, II, λιγότερο συχνά III. Θα πρέπει επίσης να απομνημονεύσετε τα σθένη των χημικών στοιχείων που έχουν περισσότερες από δύο τιμές.

Σχετικά βίντεο

Σημείωση

Να είστε προσεκτικοί όταν αναγνωρίζετε μέταλλα και αμέταλλα. Για αυτό, τα σύμβολα δίνονται συνήθως στον πίνακα.

Πηγές:

πώς να προφέρετε σωστά τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα
ποιο είναι το σθένος του φωσφόρου; Χ

Από το σχολείο ή ακόμα και νωρίτερα, όλοι γνωρίζουν ότι τα πάντα γύρω, συμπεριλαμβανομένου του εαυτού μας, αποτελούνται από τα άτομά τους - τα μικρότερα και αδιαίρετα σωματίδια. Χάρη στην ικανότητα των ατόμων να συνδέονται μεταξύ τους, η ποικιλομορφία του κόσμου μας είναι τεράστια. Η ικανότητα αυτού του χημικού ατόμων στοιχείοσχηματίζουν δεσμούς με άλλα άτομα σθένος στοιχείο.

Εντολή

Σε κάθε στοιχείο του πίνακα εκχωρείται ένας συγκεκριμένος σειριακός αριθμός (H - 1, Li - 2, Be - 3, κ.λπ.). Αυτός ο αριθμός αντιστοιχεί στον πυρήνα (τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα) και στον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Ο αριθμός των πρωτονίων είναι επομένως ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, και αυτό δείχνει ότι υπό κανονικές συνθήκες το άτομο είναι ηλεκτρικό.

Η διαίρεση σε επτά περιόδους γίνεται ανάλογα με τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων του ατόμου. Τα άτομα της πρώτης περιόδου έχουν ένα κέλυφος ηλεκτρονίων μονού επιπέδου, το δεύτερο - ένα δύο επιπέδων, το τρίτο - ένα τριών επιπέδων κ.λπ. Όταν γεμίσει ένα νέο επίπεδο ενέργειας, ξεκινά μια νέα περίοδος.

Τα πρώτα στοιχεία οποιασδήποτε περιόδου χαρακτηρίζονται από άτομα που έχουν ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό επίπεδο - αυτά είναι άτομα αλκαλιμετάλλου. Οι περίοδοι τελειώνουν με άτομα ευγενών αερίων, τα οποία έχουν μια εξωτερική ενεργειακή στάθμη πλήρως γεμάτη με ηλεκτρόνια: στην πρώτη περίοδο, τα αδρανή αέρια έχουν 2 ηλεκτρόνια, στις επόμενες, 8. Ακριβώς λόγω της παρόμοιας δομής των φλοιών ηλεκτρονίων ότι ομάδες στοιχείων έχουν παρόμοια φυσικο-.

Στον πίνακα Δ.Ι. Μεντελέεφ υπάρχουν 8 κύριες υποομάδες. Ο αριθμός τους οφείλεται στον μέγιστο δυνατό αριθμό ηλεκτρονίων σε ενεργειακό επίπεδο.

Στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα, οι λανθανίδες και οι ακτινίδες ξεχωρίζουν ως ανεξάρτητες σειρές.

Χρησιμοποιώντας τον πίνακα D.I. Mendeleev, μπορεί κανείς να παρατηρήσει την περιοδικότητα των ακόλουθων ιδιοτήτων των στοιχείων: την ακτίνα ενός ατόμου, τον όγκο ενός ατόμου. δυναμικό ιονισμού; δυνάμεις συγγένειας ηλεκτρονίων. την ηλεκτραρνητικότητα του ατόμου· ; φυσικές ιδιότητες πιθανών ενώσεων.

Μια σαφώς ανιχνευμένη περιοδικότητα στη διάταξη των στοιχείων στον πίνακα D.I. Ο Mendeleev εξηγείται ορθολογικά από τη συνεπή φύση της πλήρωσης των ενεργειακών επιπέδων από ηλεκτρόνια.

Πηγές:

Περιοδικός Πίνακας

Το επίπεδο γνώσης για τη δομή των ατόμων και των μορίων τον 19ο αιώνα δεν επέτρεψε να εξηγηθεί ο λόγος για τον οποίο τα άτομα σχηματίζουν έναν ορισμένο αριθμό δεσμών με άλλα σωματίδια. Αλλά οι ιδέες των επιστημόνων ήταν μπροστά από την εποχή τους και το σθένος εξακολουθεί να μελετάται ως μία από τις βασικές αρχές της χημείας.

Από την ιστορία της έννοιας του "σθένους των χημικών στοιχείων"

Ο εξαιρετικός Άγγλος χημικός του 19ου αιώνα, Έντουαρντ Φράνκλαντ, εισήγαγε τον όρο «δεσμός» στην επιστημονική χρήση για να περιγράψει τη διαδικασία αλληλεπίδρασης των ατόμων μεταξύ τους. Ο επιστήμονας παρατήρησε ότι ορισμένα χημικά στοιχεία σχηματίζουν ενώσεις με τον ίδιο αριθμό άλλων ατόμων. Για παράδειγμα, το άζωτο συνδέει τρία άτομα υδρογόνου στο μόριο της αμμωνίας.

Τον Μάιο του 1852, ο Frankland υπέθεσε ότι υπήρχε ένας συγκεκριμένος αριθμός χημικών δεσμών που ένα άτομο θα μπορούσε να σχηματίσει με άλλα μικροσκοπικά σωματίδια ύλης. Ο Φράνκλαντ χρησιμοποίησε τη φράση «συνδετική δύναμη» για να περιγράψει αυτό που αργότερα θα ονομαζόταν σθένος. Ένας Βρετανός χημικός προσδιόρισε πόσοι χημικοί δεσμοί σχηματίζουν τα άτομα μεμονωμένων στοιχείων που ήταν γνωστά στα μέσα του 19ου αιώνα. Το έργο του Φράνκλαντ ήταν μια σημαντική συμβολή στη σύγχρονη δομική χημεία.

Ανάπτυξη απόψεων

Ο Γερμανός χημικός F.A. Ο Kekule απέδειξε το 1857 ότι ο άνθρακας είναι τετραβασικός. Στην πιο απλή του ένωση - το μεθάνιο - υπάρχουν δεσμοί με 4 άτομα υδρογόνου. Ο επιστήμονας χρησιμοποίησε τον όρο «βασικότητα» για να δηλώσει την ιδιότητα των στοιχείων να προσκολλούν μια αυστηρά καθορισμένη ποσότητα άλλων σωματιδίων. Στη Ρωσία, τα δεδομένα συστηματοποιήθηκαν από τον A. M. Butlerov (1861). Η θεωρία των χημικών δεσμών έλαβε περαιτέρω ανάπτυξη χάρη στο δόγμα της περιοδικής αλλαγής στις ιδιότητες των στοιχείων. Συγγραφέας του είναι ένας άλλος εξαιρετικός D. I. Mendeleev. Απέδειξε ότι το σθένος των χημικών στοιχείων στις ενώσεις και άλλες ιδιότητες οφείλονται στη θέση που κατέχουν στο περιοδικό σύστημα.

Γραφική αναπαράσταση σθένους και χημικού δεσμού

Η δυνατότητα οπτικής αναπαράστασης των μορίων είναι ένα από τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα της θεωρίας του σθένους. Τα πρώτα μοντέλα εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1860 και από το 1864 χρησιμοποιούνται κύκλοι με χημικό σήμα μέσα. Μεταξύ των συμβόλων των ατόμων, υποδεικνύεται μια παύλα και ο αριθμός αυτών των γραμμών είναι ίσος με την τιμή του σθένους. Τα ίδια χρόνια κατασκευάστηκαν τα πρώτα μοντέλα με μπαλάκι και ραβδί (βλ. φωτογραφία αριστερά). Το 1866, ο Kekule πρότεινε ένα στερεοχημικό σχέδιο ενός ατόμου άνθρακα με τη μορφή τετραέδρου, το οποίο συμπεριέλαβε στο εγχειρίδιο του Οργανική Χημεία.

Το σθένος των χημικών στοιχείων και ο σχηματισμός δεσμών μελετήθηκαν από τον G. Lewis, ο οποίος δημοσίευσε τα έργα του το 1923 μετά το όνομα των αρνητικά φορτισμένων μικρότερων σωματιδίων που αποτελούν τα κελύφη των ατόμων. Στο βιβλίο του, ο Lewis χρησιμοποίησε κουκκίδες γύρω από τις τέσσερις πλευρές για να αναπαραστήσει τα ηλεκτρόνια σθένους.

Σθένος για υδρογόνο και οξυγόνο

Πριν από τη δημιουργία, το σθένος των χημικών στοιχείων στις ενώσεις συγκρίθηκε συνήθως με εκείνα τα άτομα για τα οποία είναι γνωστό. Ως πρότυπα επιλέχθηκαν το υδρογόνο και το οξυγόνο. Ένα άλλο χημικό στοιχείο προσέλκυσε ή αντικατέστησε έναν ορισμένο αριθμό ατόμων Η και Ο.

Με αυτόν τον τρόπο, προσδιορίστηκαν οι ιδιότητες σε ενώσεις με μονοσθενές υδρογόνο (το σθένος του δεύτερου στοιχείου υποδεικνύεται με έναν ρωμαϊκό αριθμό):

HCl - χλώριο (I):
Η2Ο - οξυγόνο (II);
NH3 - άζωτο (III);
CH4 - άνθρακας (IV).

Στα οξείδια K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3, το σθένος οξυγόνου των μετάλλων και των μη μετάλλων προσδιορίστηκε διπλασιάζοντας τον αριθμό των προστιθέμενων ατόμων Ο. Λήφθηκαν οι ακόλουθες τιμές: K (I ), C (II), Ν (III), Si (IV), S (VI).

Πώς να προσδιορίσετε το σθένος των χημικών στοιχείων

Υπάρχουν κανονικότητες στον σχηματισμό ενός χημικού δεσμού που περιλαμβάνει κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων:

Το τυπικό σθένος του υδρογόνου είναι I.
Το συνηθισμένο σθένος του οξυγόνου είναι II.
Για τα μη μεταλλικά στοιχεία, το χαμηλότερο σθένος μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο 8 - ο αριθμός της ομάδας στην οποία βρίσκονται στο περιοδικό σύστημα. Το υψηλότερο, εάν είναι δυνατόν, καθορίζεται από τον αριθμό της ομάδας.
Για στοιχεία πλευρικών υποομάδων, το μέγιστο δυνατό σθένος είναι το ίδιο με τον αριθμό της ομάδας τους στον περιοδικό πίνακα.

Ο προσδιορισμός του σθένους των χημικών στοιχείων σύμφωνα με τον τύπο της ένωσης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο αλγόριθμο:

Γράψτε τη γνωστή τιμή για ένα από τα στοιχεία πάνω από το χημικό πρόσημο. Για παράδειγμα, στο Mn 2 O 7 το σθένος του οξυγόνου είναι II.
Υπολογίστε τη συνολική τιμή, για την οποία είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσετε το σθένος με τον αριθμό των ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου στο μόριο: 2 * 7 \u003d 14.
Προσδιορίστε το σθένος του δεύτερου στοιχείου για το οποίο είναι άγνωστο. Διαιρέστε την τιμή που λήφθηκε στο βήμα 2 με τον αριθμό των ατόμων Mn στο μόριο.
14: 2 = 7. στο υψηλότερο οξείδιο του - VII.

Σταθερό και μεταβλητό σθένος

Οι τιμές σθένους για το υδρογόνο και το οξυγόνο είναι διαφορετικές. Για παράδειγμα, το θείο στην ένωση H 2 S είναι δισθενές και στον τύπο SO 3 είναι εξασθενές. Ο άνθρακας σχηματίζει μονοξείδιο του CO και το διοξείδιο του CO 2 με το οξυγόνο. Στην πρώτη ένωση, το σθένος του C είναι II, και στη δεύτερη, IV. Η ίδια τιμή στο μεθάνιο CH 4 .

Τα περισσότερα στοιχεία δεν παρουσιάζουν σταθερό, αλλά μεταβλητό σθένος, για παράδειγμα, φώσφορος, άζωτο, θείο. Η αναζήτηση των κύριων αιτιών αυτού του φαινομένου οδήγησε στην εμφάνιση θεωριών χημικών δεσμών, ιδεών για το κέλυφος σθένους των ηλεκτρονίων και μοριακών τροχιακών. Η ύπαρξη διαφορετικών τιμών της ίδιας ιδιότητας εξηγήθηκε από τη σκοπιά της δομής των ατόμων και των μορίων.

Σύγχρονες ιδέες για το σθένος

Όλα τα άτομα αποτελούνται από έναν θετικό πυρήνα που περιβάλλεται από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Το εξωτερικό κέλυφος που σχηματίζουν είναι ημιτελές. Η ολοκληρωμένη δομή είναι η πιο σταθερή, που περιέχει 8 ηλεκτρόνια (μια οκτάδα). Η εμφάνιση ενός χημικού δεσμού λόγω κοινών ζευγών ηλεκτρονίων οδηγεί σε μια ενεργειακά ευνοϊκή κατάσταση των ατόμων.

Ο κανόνας για το σχηματισμό ένωσης είναι να ολοκληρωθεί το κέλυφος δεχόμενοι ηλεκτρόνια ή δωρίζοντας ασύζευκτα, όποια διαδικασία είναι ευκολότερη. Εάν ένα άτομο προβλέπει το σχηματισμό αρνητικών σωματιδίων χημικού δεσμού που δεν έχουν ζεύγος, τότε σχηματίζει τόσους δεσμούς όσα έχει ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με τις σύγχρονες έννοιες, το σθένος των ατόμων χημικών στοιχείων είναι η ικανότητα σχηματισμού ενός συγκεκριμένου αριθμού ομοιοπολικών δεσμών. Για παράδειγμα, σε ένα μόριο υδρόθειου H 2 S, το θείο αποκτά σθένος II (-), αφού κάθε άτομο συμμετέχει στο σχηματισμό δύο ζευγών ηλεκτρονίων. Το σύμβολο "-" υποδηλώνει την έλξη ενός ζεύγους ηλεκτρονίων σε ένα πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο. Για μια λιγότερο ηλεκτραρνητική τιμή, το "+" προστίθεται στην τιμή σθένους.

Με τον μηχανισμό δότη-δέκτη, στη διαδικασία συμμετέχουν ζεύγη ηλεκτρονίων ενός στοιχείου και τροχιακά ελεύθερου σθένους ενός άλλου στοιχείου.

Η εξάρτηση του σθένους από τη δομή του ατόμου

Σκεφτείτε, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του άνθρακα και του οξυγόνου, πώς το σθένος των χημικών στοιχείων εξαρτάται από τη δομή της ουσίας. Ο περιοδικός πίνακας δίνει μια ιδέα για τα κύρια χαρακτηριστικά του ατόμου άνθρακα:

χημικό σημάδι - C;
αριθμός στοιχείου - 6;
βασική χρέωση - +6;
πρωτόνια στον πυρήνα - 6;
ηλεκτρόνια - 6, συμπεριλαμβανομένων 4 εξωτερικών, από τα οποία 2 σχηματίζουν ένα ζεύγος, 2 είναι ασύζευκτα.

Εάν το άτομο άνθρακα στο μονοξείδιο του CO σχηματίζει δύο δεσμούς, τότε χρησιμοποιούνται μόνο 6 αρνητικά σωματίδια. Για να αποκτήσετε μια οκτάδα, είναι απαραίτητο τα ζεύγη να σχηματίσουν 4 εξωτερικά αρνητικά σωματίδια. Ο άνθρακας έχει σθένος IV (+) στο διοξείδιο και IV (-) στο μεθάνιο.

Ο σειριακός αριθμός του οξυγόνου είναι 8, το κέλυφος σθένους αποτελείται από έξι ηλεκτρόνια, 2 από τα οποία δεν σχηματίζουν ζεύγος και συμμετέχουν σε χημικούς δεσμούς και αλληλεπιδράσεις με άλλα άτομα. Το τυπικό σθένος του οξυγόνου είναι II (-).

Σθένος και κατάσταση οξείδωσης

Σε πολλές περιπτώσεις είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείται η έννοια της «κατάστασης οξείδωσης». Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στο φορτίο που θα αποκτούσε ένα άτομο εάν όλα τα συνδετικά ηλεκτρόνια μεταφέρονταν σε ένα στοιχείο που έχει υψηλότερη τιμή ηλεκτραρνητικότητας (EO). Ο αριθμός οξείδωσης σε μια απλή ουσία είναι μηδέν. Ένα πρόσημο «-» προστίθεται στην κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου περισσότερο EO, ένα σύμβολο «+» προστίθεται σε ένα λιγότερο ηλεκτραρνητικό. Για παράδειγμα, για τα μέταλλα των κύριων υποομάδων, οι καταστάσεις οξείδωσης και τα φορτία ιόντων είναι τυπικά, ίσα με τον αριθμό της ομάδας με το σύμβολο «+». Στις περισσότερες περιπτώσεις, το σθένος και η κατάσταση οξείδωσης των ατόμων στην ίδια ένωση είναι αριθμητικά τα ίδια. Μόνο όταν αλληλεπιδρά με περισσότερα ηλεκτραρνητικά άτομα, η κατάσταση οξείδωσης είναι θετική, με στοιχεία στα οποία η EO είναι χαμηλότερη, είναι αρνητική. Η έννοια του «σθένους» συχνά εφαρμόζεται μόνο σε ουσίες μοριακής δομής.

ΟΡΙΣΜΟΣ

Υπό σθένοςυπονοείται η ιδιότητα ενός ατόμου ενός δεδομένου στοιχείου να προσαρτά ή να αντικαθιστά έναν ορισμένο αριθμό ατόμων ενός άλλου στοιχείου.

Επομένως, το μέτρο του σθένους μπορεί να είναι ο αριθμός των χημικών δεσμών που σχηματίζονται από ένα δεδομένο άτομο με άλλα άτομα. Έτσι, επί του παρόντος, το σθένος ενός χημικού στοιχείου συνήθως κατανοείται ως η ικανότητά του (με στενότερη έννοια, ένα μέτρο της ικανότητάς του) να σχηματίζει χημικούς δεσμούς (Εικ. 1). Στην αναπαράσταση της μεθόδου των δεσμών σθένους, η αριθμητική τιμή του σθένους αντιστοιχεί στον αριθμό των ομοιοπολικών δεσμών που σχηματίζει ένα άτομο.

Ρύζι. 1. Σχηματικός σχηματισμός μορίων νερού και αμμωνίας.

Πίνακας σθένους χημικών στοιχείων

Αρχικά, ως μονάδα σθένους λήφθηκε το σθένος του υδρογόνου. Το σθένος ενός άλλου στοιχείου εκφράστηκε σε αυτή την περίπτωση από τον αριθμό των ατόμων υδρογόνου που ένα άτομο αυτού του στοιχείου προσδίδει στον εαυτό του ή αντικαθιστά (το λεγόμενο σθένος υδρογόνου). Για παράδειγμα, στις ενώσεις της σύνθεσης HCl, H 2 O, NH 3, CH 4, το σθένος υδρογόνου του χλωρίου είναι ένα, το οξυγόνο - δύο, το άζωτο - τρία, ο άνθρακας - τέσσερα.

Στη συνέχεια αποφασίστηκε ότι ήταν επίσης δυνατό να προσδιοριστεί το σθένος του επιθυμητού στοιχείου με οξυγόνο, το σθένος του οποίου, κατά κανόνα, είναι ίσο με δύο. Σε αυτή την περίπτωση, το σθένος ενός χημικού στοιχείου υπολογίζεται ως το διπλάσιο του αριθμού των ατόμων οξυγόνου που μπορεί να προσαρτήσει ένα άτομο αυτού του στοιχείου (το λεγόμενο σθένος οξυγόνου). Για παράδειγμα, στις ενώσεις της σύνθεσης N 2 O, CO, SiO 2, SO 3, το σθένος για το οξυγόνο αζώτου είναι ένα, άνθρακας - δύο, πυρίτιο - τέσσερα, θείο - έξι.

Στην πραγματικότητα, αποδείχθηκε ότι για τα περισσότερα χημικά στοιχεία, οι τιμές σθένους σε ενώσεις υδρογόνου και οξυγόνου είναι διαφορετικές: για παράδειγμα, το σθένος του θείου για το υδρογόνο είναι δύο (H 2 S) και για το οξυγόνο - έξι (SO 3 ). Επιπλέον, τα περισσότερα στοιχεία παρουσιάζουν διαφορετικά σθένη στις ενώσεις τους. Για παράδειγμα, ο άνθρακας σχηματίζει δύο οξείδια: το μονοξείδιο του CO και το διοξείδιο του CO 2. Στο πρώτο από τα οποία το σθένος του άνθρακα είναι II, και στο δεύτερο - τέσσερα. Από αυτό προκύπτει ότι, κατά κανόνα, είναι αδύνατο να χαρακτηριστεί το σθένος ενός στοιχείου με οποιονδήποτε αριθμό.

Μεγαλύτερο και χαμηλότερο σθένος χημικών στοιχείων

Οι τιμές του υψηλότερου και του χαμηλότερου σθένους ενός χημικού στοιχείου μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας τον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Μεντελέεφ. Το υψηλότερο σθένος ενός στοιχείου συμπίπτει με τον αριθμό της ομάδας στην οποία βρίσκεται και το χαμηλότερο είναι η διαφορά μεταξύ του αριθμού 8 και του αριθμού της ομάδας. Για παράδειγμα, το βρώμιο βρίσκεται στην ομάδα VIIA, που σημαίνει ότι το υψηλότερο σθένος του είναι το VII και το χαμηλότερο είναι το I.

Υπάρχουν στοιχεία με τα λεγόμενα. σταθερού σθένους (μέταλλα των ομάδων ΙΑ και ΙΙΑ, αλουμίνιο, υδρογόνο, φθόριο, οξυγόνο), τα οποία στις ενώσεις τους εμφανίζουν μια ενιαία κατάσταση οξείδωσης, η οποία τις περισσότερες φορές συμπίπτει με τον αριθμό της ομάδας του Περιοδικού Πίνακα του Δ.Ι. Mendeleev, όπου βρίσκονται).

Τα στοιχεία που χαρακτηρίζονται από πολλές τιμές σθένους (και όχι πάντα αυτές είναι το υψηλότερο και το χαμηλότερο σθένος) ονομάζονται μεταβλητό σθένος. Για παράδειγμα, το θείο χαρακτηρίζεται από σθένος II, IV και VI.

Για να είναι πιο εύκολο να θυμάστε πόσα και ποια σθένη είναι χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου, χρησιμοποιήστε τους πίνακες σθένους των χημικών στοιχείων, οι οποίοι μοιάζουν με αυτό:

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση

Το Valency III είναι τυπικό για: α) Ca; β) P; γ) Ο; δ) Si;

Λύση

α) Το ασβέστιο είναι μέταλλο. Χαρακτηρίζεται από τη μόνη δυνατή τιμή σθένους που ταιριάζει με τον αριθμό της ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev, στο οποίο βρίσκεται, δηλ. το σθένος του ασβεστίου είναι II. Η απάντηση είναι λανθασμένη.

β) Ο φώσφορος είναι αμέταλλο. Αναφέρεται σε μια ομάδα χημικών στοιχείων με μεταβλητό σθένος: το υψηλότερο προσδιορίζεται από τον αριθμό της ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev, στο οποίο βρίσκεται, δηλ. ισούται με V, και η μικρότερη είναι η διαφορά μεταξύ του αριθμού 8 και του αριθμού της ομάδας, δηλ. ισούται με III. Αυτή είναι η σωστή απάντηση.

Απάντηση

Επιλογή (β)

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση

Το Valency III είναι τυπικό για: α) Be; β) F; γ) Al; δ)Γ;

Λύση

Για να δώσουμε μια σωστή απάντηση στην ερώτηση που τέθηκε, θα εξετάσουμε κάθε μία από τις προτεινόμενες επιλογές ξεχωριστά.

α) Το βηρύλλιο είναι μέταλλο. Χαρακτηρίζεται από τη μόνη δυνατή τιμή σθένους που ταιριάζει με τον αριθμό της ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev, στο οποίο βρίσκεται, δηλ. το σθένος του βηρυλλίου είναι II. Η απάντηση είναι λανθασμένη.

β) Το φθόριο είναι αμέταλλο. Χαρακτηρίζεται από τη μόνη δυνατή τιμή σθένους ίση με I. Η απάντηση είναι λανθασμένη.

γ) Το αλουμίνιο είναι μέταλλο. Χαρακτηρίζεται από τη μόνη δυνατή τιμή σθένους που ταιριάζει με τον αριθμό της ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev, στο οποίο βρίσκεται, δηλ. το σθένος του αλουμινίου είναι III. Αυτή είναι η σωστή απάντηση.

Απάντηση

Επιλογή (γ)

Σθένος. Ορισμός σθένους. Στοιχεία με σταθερό σθένος.

Μεταφορικά, το σθένος είναι ο αριθμός των «χεριών» με τα οποία ένα άτομο προσκολλάται σε άλλα άτομα. Φυσικά, τα άτομα δεν έχουν "χέρια". τον ρόλο τους παίζουν οι λεγόμενοι. ηλεκτρόνια σθένους.

Μπορεί να ειπωθεί διαφορετικά: σθένος είναι η ικανότητα ενός ατόμου ενός δεδομένου στοιχείου να προσαρτά έναν ορισμένο αριθμό άλλων ατόμων.

Οι ακόλουθες αρχές πρέπει να γίνουν σαφώς κατανοητές:

Υπάρχουν στοιχεία με σταθερό σθένος (υπάρχουν σχετικά λίγα από αυτά) και στοιχεία με μεταβλητό σθένος (εκ των οποίων η πλειοψηφία).

Στοιχεία με σταθερό σθένος πρέπει να θυμόμαστε:

Τα υπόλοιπα στοιχεία ενδέχεται να παρουσιάζουν διαφορετικό σθένος.

Το υψηλότερο σθένος ενός στοιχείου στις περισσότερες περιπτώσεις συμπίπτει με τον αριθμό της ομάδας στην οποία βρίσκεται το στοιχείο.

Για παράδειγμα, το μαγγάνιο βρίσκεται στην ομάδα VII (πλευρική υποομάδα), το υψηλότερο σθένος του Mn είναι επτά. Το πυρίτιο βρίσκεται στην ομάδα IV (η κύρια υποομάδα), το υψηλότερο σθένος του είναι τέσσερα.

Θα πρέπει να θυμόμαστε, ωστόσο, ότι το υψηλότερο σθένος δεν είναι πάντα το μόνο δυνατό. Για παράδειγμα, το υψηλότερο σθένος του χλωρίου είναι επτά (δείτε το!), αλλά είναι γνωστές ενώσεις στις οποίες αυτό το στοιχείο εμφανίζει σθένη VI, V, IV, III, II, I.

Είναι σημαντικό να θυμάστε μερικά εξαιρέσεις: το μέγιστο (και μόνο) σθένος του φθορίου είναι I (και όχι VII), οξυγόνο - II (και όχι VI), άζωτο - IV (η ικανότητα του αζώτου να δείχνει σθένος V είναι ένας δημοφιλής μύθος που βρίσκεται ακόμη και σε ορισμένες σχολές σχολικά βιβλία).

Το σθένος και η κατάσταση οξείδωσης δεν είναι ταυτόσημες έννοιες.

Αυτές οι έννοιες είναι αρκετά κοντά, αλλά δεν πρέπει να συγχέονται! Η κατάσταση οξείδωσης έχει πρόσημο (+ ή -), σθένος - όχι. η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου σε μια ουσία μπορεί να είναι μηδέν, το σθένος είναι μηδέν μόνο αν έχουμε να κάνουμε με ένα απομονωμένο άτομο. η αριθμητική τιμή της κατάστασης οξείδωσης μπορεί να ΔΕΝ συμπίπτει με το σθένος. Για παράδειγμα, το σθένος του αζώτου στο Ν 2 είναι III και η κατάσταση οξείδωσης = 0. Το σθένος του άνθρακα στο μυρμηκικό οξύ είναι IV και η κατάσταση οξείδωσης είναι +2.

Εάν είναι γνωστό το σθένος ενός από τα στοιχεία μιας δυαδικής ένωσης, μπορεί να βρεθεί το σθένος του άλλου.

Αυτό γίνεται πολύ απλά. Θυμηθείτε τον επίσημο κανόνα: το γινόμενο του αριθμού των ατόμων του πρώτου στοιχείου σε ένα μόριο και του σθένους του πρέπει να είναι ίσο με το ίδιο γινόμενο για το δεύτερο στοιχείο.

Παράδειγμα 1. Βρείτε τα σθένη όλων των στοιχείων στην ένωση NH 3.

Λύση. Γνωρίζουμε το σθένος του υδρογόνου - είναι σταθερό και ίσο με το I. Πολλαπλασιάζουμε το σθένος του Η με τον αριθμό των ατόμων υδρογόνου στο μόριο αμμωνίας: 1 3 \u003d 3. Επομένως, για το άζωτο, το γινόμενο του 1 (αριθμός N άτομα) κατά Χ (σθένος αζώτου) θα πρέπει επίσης να είναι ίσο με 3. Προφανώς, X = 3. Απάντηση: N(III), H(I).

Παράδειγμα 2. Βρείτε τα σθένη όλων των στοιχείων στο μόριο Cl 2 O 5.

Λύση. Το οξυγόνο έχει σταθερό σθένος (II), στο μόριο αυτού του οξειδίου υπάρχουν πέντε άτομα οξυγόνου και δύο άτομα χλωρίου. Έστω το σθένος του χλωρίου \u003d X. Κάνουμε μια εξίσωση: 5 2 \u003d 2 X. Προφανώς, X \u003d 5. Απάντηση: Cl (V), O (II).

Παράδειγμα 3. Βρείτε το σθένος του χλωρίου στο μόριο SCl 2, αν είναι γνωστό ότι το σθένος του θείου είναι II.

Λύση. Εάν οι συντάκτες του προβλήματος δεν μας είχαν πει το σθένος του θείου, θα ήταν αδύνατο να το λύσουμε. Τόσο το S όσο και το Cl είναι στοιχεία μεταβλητού σθένους. Λαμβάνοντας υπόψη πρόσθετες πληροφορίες, η λύση κατασκευάζεται σύμφωνα με το σχήμα των παραδειγμάτων 1 και 2. Απάντηση: Cl(I).

Γνωρίζοντας το σθένος δύο στοιχείων, μπορείτε να συντάξετε έναν τύπο για μια δυαδική ένωση.

Στα παραδείγματα 1 - 3, προσδιορίσαμε το σθένος χρησιμοποιώντας τον τύπο, τώρα ας προσπαθήσουμε να κάνουμε την αντίστροφη διαδικασία.

Παράδειγμα 4. Να γράψετε τον τύπο για την ένωση ασβεστίου και υδρογόνου.

Λύση. Τα σθένη του ασβεστίου και του υδρογόνου είναι γνωστά - II και I, αντίστοιχα. Έστω ο τύπος της επιθυμητής ένωσης Ca x H y. Συνθέτουμε και πάλι τη γνωστή εξίσωση: 2 x \u003d 1 y. Ως μία από τις λύσεις αυτής της εξίσωσης, μπορούμε να πάρουμε x = 1, y = 2. Απάντηση: CaH 2 .

"Και γιατί ακριβώς CaH 2; - ρωτάτε. - Άλλωστε, οι παραλλαγές Ca 2 H 4 και Ca 4 H 8 και ακόμη και Ca 10 H 20 δεν έρχονται σε αντίθεση με τον κανόνα μας!"

Η απάντηση είναι απλή: πάρτε τις μικρότερες δυνατές τιμές των x και y. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, αυτές οι ελάχιστες (φυσικές!) τιμές είναι ακριβώς ίσες με 1 και 2.

"Λοιπόν, ενώσεις όπως το N 2 O 4 ή το C 6 H 6 είναι αδύνατες; - ρωτάτε. - Πρέπει αυτοί οι τύποι να αντικατασταθούν με NO 2 και CH;"

Όχι, είναι πιθανά. Επιπλέον, το N 2 O 4 και το NO 2 είναι εντελώς διαφορετικές ουσίες. Αλλά ο τύπος CH δεν αντιστοιχεί σε καμία πραγματική σταθερή ουσία (σε αντίθεση με το C 6 H 6).

Παρά όλα τα παραπάνω, στις περισσότερες περιπτώσεις, μπορείτε να καθοδηγηθείτε από τον κανόνα: λάβετε τις μικρότερες τιμές ευρετηρίου.

Παράδειγμα 5. Γράψτε τον τύπο για την ένωση του θείου με το φθόριο, αν είναι γνωστό ότι το σθένος του θείου είναι έξι.

Λύση. Έστω ο τύπος της ένωσης S x F y . Το σθένος του θείου δίνεται (VI), το σθένος του φθορίου είναι σταθερό (I). Και πάλι κάνουμε την εξίσωση: 6 x \u003d 1 y. Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς ότι οι μικρότερες δυνατές τιμές των μεταβλητών είναι το 1 και το 6. Απάντηση: SF 6 .

Εδώ, στην πραγματικότητα, είναι όλα τα κύρια σημεία.

Τώρα ελέγξτε τον εαυτό σας! Προτείνω να πάμε λίγο δοκιμή με θέμα "Σθένος".

Ένα από τα σημαντικά θέματα στη μελέτη των σχολικών θεμάτων είναι το μάθημα για το σθένος. Αυτό θα συζητηθεί στο άρθρο.

Valence - τι είναι;

Σθένος στη χημεία σημαίνει την ιδιότητα των ατόμων ενός χημικού στοιχείου να δεσμεύουν με τον εαυτό τους τα άτομα ενός άλλου στοιχείου. Μετάφραση από τα Λατινικά - δύναμη. Εκφράζεται με αριθμούς. Για παράδειγμα, το σθένος του υδρογόνου θα είναι πάντα ίσο με ένα. Αν πάρουμε τον τύπο του νερού - H2O, μπορεί να αναπαρασταθεί ως H - O - H. Ένα άτομο οξυγόνου ήταν σε θέση να δεσμεύσει δύο άτομα υδρογόνου με τον εαυτό του. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των δεσμών που δημιουργεί το οξυγόνο είναι δύο. Και το σθένος αυτού του στοιχείου θα είναι ίσο με δύο.

Με τη σειρά του, το υδρογόνο θα είναι δισθενές. Το άτομό του μπορεί να συνδεθεί μόνο με ένα άτομο ενός χημικού στοιχείου. Σε αυτή την περίπτωση, οξυγόνο. Πιο συγκεκριμένα, τα άτομα, ανάλογα με το σθένος του στοιχείου, σχηματίζουν ζεύγη ηλεκτρονίων. Πόσα τέτοια ζεύγη σχηματίζονται - τέτοιο θα είναι το σθένος. Η αριθμητική τιμή ονομάζεται δείκτης. Το οξυγόνο έχει δείκτη 2.

Πώς να προσδιορίσετε το σθένος των χημικών στοιχείων σύμφωνα με τον πίνακα του Dmitry Mendeleev

Κοιτάζοντας τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων, μπορείτε να δείτε τις κάθετες σειρές. Ονομάζονται ομάδες στοιχείων. Το σθένος εξαρτάται επίσης από την ομάδα. Τα στοιχεία της πρώτης ομάδας έχουν το πρώτο σθένος. Το δεύτερο είναι το δεύτερο. Τρίτο - τρίτο. Και ούτω καθεξής.

Υπάρχουν επίσης στοιχεία με σταθερό δείκτη σθένους. Για παράδειγμα, υδρογόνο, ομάδα αλογόνου, ασήμι και ούτω καθεξής. Πρέπει να μαθαίνονται.

Πώς να προσδιορίσετε το σθένος των χημικών στοιχείων με τύπους;

Μερικές φορές είναι δύσκολο να προσδιοριστεί το σθένος από τον περιοδικό πίνακα. Στη συνέχεια, πρέπει να εξετάσετε τη συγκεκριμένη χημική φόρμουλα. Πάρτε το οξείδιο FeO. Εδώ, ο σίδηρος, όπως και το οξυγόνο, έχει δείκτη σθένους δύο. Αλλά στο οξείδιο Fe2O3 είναι διαφορετικά. Ο σίδηρος θα είναι τρισθενής.

Είναι πάντα απαραίτητο να θυμόμαστε διαφορετικούς τρόπους προσδιορισμού του σθένους και να μην τους ξεχνάμε. Να γνωρίζετε τις σταθερές αριθμητικές τιμές του. Ποια στοιχεία τα έχουν. Και, φυσικά, χρησιμοποιήστε τον πίνακα των χημικών στοιχείων. Και επίσης μελετήστε μεμονωμένους χημικούς τύπους. Είναι καλύτερα να τα αναπαραστήσετε σε σχηματική μορφή: H - O - H, για παράδειγμα. Τότε οι συνδέσεις είναι ορατές. Και ο αριθμός των παύλων (παύλες) θα είναι η αριθμητική τιμή του σθένους.