Hvordan bestemme valens i binære forbindelser. Valence

Det er elementer hvis valens alltid er konstant, og det er svært få av dem. Men alle andre elementer viser variabel valens.

Flere leksjoner på siden

Ett atom av et annet monovalent element kombineres med ett atom av et monovalent element(HCl) . To monovalente atomer kombineres med et atom av et toverdig element(H2O) eller ett toverdig atom(CaO) . Dette betyr at valensen til et grunnstoff kan representeres som et tall som viser hvor mange atomer av et enverdig grunnstoff et atom av et gitt grunnstoff kan kombineres med. Akselen til et grunnstoff er antallet bindinger som et atom danner:

Na - monovalent (én binding)

H - monovalent (en binding)

O - toverdig (to bindinger per atom)

S - seksverdig (danner seks bindinger med naboatomer)

Regler for å bestemme valens
elementer i forbindelser

1. Skaft hydrogen ta for Jeg(enhet). Deretter, i samsvar med formelen for vann H 2 O, er to hydrogenatomer festet til ett oksygenatom.

2. Oksygen i sine forbindelser viser alltid valens II. Derfor har karbon i CO 2 -forbindelsen (karbondioksid) en valens på IV.

3. Supreme skaft er lik gruppenummer .

4. lavere valens er lik forskjellen mellom tallet 8 (antall grupper i tabellen) og tallet på gruppen som dette elementet er plassert i, dvs. 8 — N grupper .

5. For metaller i "A" undergrupper er akselen lik gruppenummeret.

6. I ikke-metaller er to valenser hovedsakelig manifestert: høyere og lavere.

Figurativt sett er et skaft antallet "hender" som et atom klamrer seg til andre atomer med. Naturligvis har atomer ingen "hender"; deres rolle spilles av den såkalte. valenselektroner.

Det kan sies annerledes: er evnen til et atom i et gitt grunnstoff til å feste et visst antall andre atomer.

Følgende prinsipper må forstås klart:

Det er elementer med konstant valens (det er relativt få av dem) og elementer med variabel valens (hvorav de fleste).

Elementer med konstant valens må huskes.

Med tanke på formlene til forskjellige forbindelser, er det lett å se det antall atomer det samme grunnstoffet i molekylene til forskjellige stoffer er ikke det samme. For eksempel HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4, etc. Antall hydrogenatomer i disse forbindelsene varierer fra 1 til 4. Dette er typisk ikke bare for hydrogen.

Hvordan gjette hvilken indeks som skal settes ved siden av betegnelsen på et kjemisk element? Hvordan dannes formlene til et stoff? Dette er enkelt å gjøre når du vet valensen til elementene som utgjør molekylet til et gitt stoff.

– dette er egenskapen til et atom i et gitt grunnstoff til å feste, holde eller erstatte et visst antall atomer til et annet grunnstoff i kjemiske reaksjoner. Valensenheten er valensen til hydrogenatomet. Derfor er noen ganger definisjonen av valens formulert som følger: valens – dette er egenskapen til et atom i et gitt grunnstoff til å feste eller erstatte et visst antall hydrogenatomer.

Hvis ett hydrogenatom er festet til ett atom i et gitt grunnstoff, er elementet univalent hvis to – toverdig og etc. Hydrogenforbindelser er ikke kjent for alle grunnstoffer, men nesten alle grunnstoffer danner forbindelser med oksygen O. Oksygen anses å være konstant bivalent.

Permanent valens:

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

Men hva skal jeg gjøre hvis elementet ikke kombineres med hydrogen? Deretter bestemmes valensen til det nødvendige elementet av valensen til det kjente elementet. Oftest er det funnet ved å bruke valensen til oksygen, fordi i forbindelser er valensen alltid 2. For eksempel, det vil ikke være vanskelig å finne valensen til grunnstoffer i følgende forbindelser: Na 2 O (valens Na – 1,O – 2), Al203 (Al – 3,O – 2).

Den kjemiske formelen til et gitt stoff kan kompileres bare ved å kjenne valensen til elementene. For eksempel er det lett å formulere formler for forbindelser som CaO, BaO, CO, fordi antall atomer i molekylene er det samme, siden valensene til elementene er like.

Hva om valensene er forskjellige? Når handler vi i et slikt tilfelle? Det er nødvendig å huske følgende regel: i formelen til en hvilken som helst kjemisk forbindelse er produktet av valensen til ett element med antall atomer i molekylet lik produktet av valensen med antall atomer til et annet element . For eksempel, hvis det er kjent at valensen til Mn i en forbindelse er 7, og O – 2, vil den sammensatte formelen se slik ut Mn 2 O 7.

Hvordan fikk vi formelen?

Tenk på algoritmen for å kompilere formler etter valens for de som består av to kjemiske elementer.

Det er en regel om at antall valenser i ett kjemisk grunnstoff er lik antallet valenser i et annet. Tenk på eksempelet på dannelsen av et molekyl bestående av mangan og oksygen.
Vi vil komponere i samsvar med algoritmen:

1. Vi skriver deretter symbolene for kjemiske elementer:

2. Vi legger over de kjemiske elementene tallene for deres valens (valensen til et kjemisk grunnstoff kan finnes i det periodiske systemet til Mendelev, for mangan – 7, har oksygen – 2.

3. Finn det minste felles multiplum (det minste tallet som er delelig uten en rest med 7 og med 2). Dette tallet er 14. Vi deler det med valensene til elementene 14: 7 \u003d 2, 14: 2 \u003d 7, 2 og 7 vil være henholdsvis indekser for fosfor og oksygen. Vi erstatter indekser.

Å vite valensen til ett kjemisk grunnstoff, ved å følge regelen: valensen til ett grunnstoff × antall atomer i et molekyl = valensen til et annet grunnstoff × antall atomer til dette (et annet) elementet, kan man bestemme valensen til en annen.

Mn207 (72 = 27).

Begrepet valens ble introdusert i kjemi før strukturen til atomet ble kjent. Det er nå fastslått at denne egenskapen til et grunnstoff er relatert til antall ytre elektroner. For mange grunnstoffer er den maksimale valensen et resultat av posisjonen til disse elementene i det periodiske systemet.

Har du noen spørsmål? Vil du vite mer om valens?
For å få hjelp fra en veileder -.

blog.site, med hel eller delvis kopiering av materialet, kreves en lenke til kilden.

Det finnes flere definisjoner av begrepet "valens". Oftest refererer dette begrepet til evnen til atomer av ett element til å feste et visst antall atomer av andre elementer. Ofte, for de som nettopp har begynt å studere kjemi, oppstår spørsmålet: Hvordan bestemme valensen til et element? Dette er enkelt å gjøre hvis du kjenner noen regler.

Valenser konstant og variabel

Tenk på forbindelsene HF, H2S og CaH2. I hvert av disse eksemplene fester ett hydrogenatom til seg selv bare ett atom av et annet kjemisk element, noe som betyr at dets valens er én. Valensverdien er skrevet over symbolet på det kjemiske elementet i romertall.

I eksemplet ovenfor er fluoratomet bundet til kun ett enverdig H-atom, noe som betyr at dets valens også er 1. Svovelatomet i H2S fester allerede to H-atomer til seg selv, så det er toverdig i denne forbindelsen. Kalsium er også bundet til to hydrogenatomer i CaH2-hydrid, noe som betyr at valensen er to.

Oksygen i de aller fleste av dets forbindelser er toverdig, det vil si at det danner to kjemiske bindinger med andre atomer.

I det første tilfellet fester svovelatomet to oksygenatomer til seg selv, det vil si at det danner 4 kjemiske bindinger totalt (ett oksygen danner to bindinger, som betyr svovel - to ganger 2), det vil si at valensen er 4.

I SO3-forbindelsen fester svovel allerede tre O-atomer, derfor er valensen 6 (det danner to bindinger med hvert oksygenatom tre ganger). Kalsiumatomet fester bare ett oksygenatom, og danner to bindinger med det, noe som betyr at dets valens er det samme som for O, det vil si at det er lik 2.

Merk at H-atomet er univalent i en hvilken som helst forbindelse. Alltid (bortsett fra hydroniumionet H3O (+)) er 2 oksygenvalens. Kalsium danner to kjemiske bindinger med både hydrogen og oksygen. Dette er elementer med konstant valens. I tillegg til de som allerede er angitt, har følgende en konstant valens:

Li, Na, K, F er monovalente;
Be, Mg, Ca, Zn, Cd - har en valens lik II;
B, Al og Ga er trivalente.

Svovelatomet, i motsetning til tilfellene som er vurdert, i kombinasjon med hydrogen har en valens lik II, og med oksygen kan det være både fire- og seksvalent. Atomer av slike elementer sies å ha variabel valens. Dessuten faller dens maksimale verdi i de fleste tilfeller sammen med nummeret på gruppen der elementet er lokalisert i det periodiske systemet (regel 1).

Det er mange unntak fra denne regelen. Så et element i gruppe 1, kobber, viser valenser både I og II. Jern, kobolt, nikkel, nitrogen, fluor har tvert imot en maksimal valens som er mindre enn gruppetallet. Så for Fe, Co, Ni er disse II og III, for N - IV og for fluor - I.

Minimumsvalensverdien tilsvarer alltid differansen mellom tallet 8 og gruppetallet (regel 2).

Det er mulig å entydig bestemme hva som er valensen til elementene som den er variabel for bare ved formelen til et bestemt stoff.

Bestemmelse av valens i en binær forbindelse

Vurder hvordan du bestemmer valensen til et element i en binær (av to elementer) forbindelse. To alternativer er mulige her: i en forbindelse er valensen til atomene til ett element kjent nøyaktig, eller begge partiklene har en variabel valens.

Sak én:

Sak to:

Bestemmelse av valens i henhold til formelen til en treelementspartikkel.

Ikke alle kjemikalier består av diatomiske molekyler. Hvordan bestemme valensen til et grunnstoff i en treelementspartikkel? La oss vurdere dette spørsmålet på eksemplet med formlene til to forbindelser K2Cr2O7.

Hvis, i stedet for kalium, jern eller et annet grunnstoff med variabel valens er til stede i formelen, må vi vite hva som er valensen til syreresten. For eksempel må du beregne valensene til atomene til alle elementene i kombinasjon med formelen FeSO4.

Det skal bemerkes at begrepet "valens" oftere brukes i organisk kjemi. Ved formulering av uorganiske forbindelser brukes begrepet "oksidasjonstilstand" oftere.

Valens er atomers evne til å knytte et visst antall andre atomer til seg selv.

Ett atom av et annet monovalent element kombineres med ett atom av et monovalent element(HCl) . To monovalente atomer kombineres med et atom av et toverdig element(H2O) eller ett toverdig atom(CaO) . Dette betyr at valensen til et grunnstoff kan representeres som et tall som viser hvor mange atomer av et enverdig grunnstoff et atom av et gitt grunnstoff kan kombineres med. Valensen til et grunnstoff er antallet bindinger som et atom danner:

Na - monovalent (en binding)

H - monovalent (en binding)

O - toverdig (to bindinger per atom)

S - hexavalent (danner seks bindinger med naboatomer)

Regler for å bestemme valens
elementer i forbindelser

1. Valens hydrogen ta for Jeg(enhet). Deretter, i samsvar med formelen for vann H 2 O, er to hydrogenatomer festet til ett oksygenatom.

2. Oksygen i sine forbindelser viser alltid valens II. Derfor har karbon i CO 2 -forbindelsen (karbondioksid) en valens på IV.

3. Høyeste valens er lik gruppenummer .

4. lavere valens er lik forskjellen mellom tallet 8 (antall grupper i tabellen) og tallet på gruppen som dette elementet er plassert i, dvs. 8 - N grupper .

5. For metaller i "A"-undergruppene er valensen lik gruppenummeret.

6. I ikke-metaller er to valenser hovedsakelig manifestert: høyere og lavere.

For eksempel: svovel har en høyere valens VI og en lavere (8 - 6) lik II; fosfor viser valens V og III.

7. Valens kan være konstant eller variabel.

Valensen til elementer må være kjent for å kunne komponere de kjemiske formlene til forbindelser.

Algoritme for å formulere en forbindelse av fosforoksid

Sekvensering	Formulering av fosforoksid
1. Skriv elementsymboler	R O
2. Bestem valensen til elementene	VII PO
3. Finn det minste felles multiplumet av de numeriske verdiene til valensene	5 2 = 10
4. Finn forholdene mellom atomene til elementene ved å dele det minste multiplumet som er funnet på de tilsvarende valensene til elementene	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Skriv indekser ved elementsymboler	R205
6. Formel for forbindelsen (oksid)	R205

Huske!

Funksjoner ved å kompilere kjemiske formler for forbindelser.

1) Elementet som er i Mendeleev-tabellen til høyre og over viser den laveste valensen, og elementet til venstre og under viser den høyeste valensen.

For eksempel, i kombinasjon med oksygen, viser svovel en høyere valens VI, og oksygen en lavere II. Så formelen for svoveloksid ville være SO 3.

I kombinasjonen av silisium med karbon, viser den første en høyere valens IV, og den andre - en lavere IV. Så formelen – SiC. Det er silisiumkarbid, grunnlaget for ildfaste og slipende materialer.

2) Metallatomet er i første rekke i formelen.

2) I formlene til forbindelser kommer alltid det ikke-metalliske atomet, som har den laveste valensen, på andre plass, og navnet på en slik forbindelse ender på "id".

For eksempel,Cao - kalsiumoksid, NaCl - natriumklorid, PbS - blysulfid.

Nå kan du selv skrive formlene til alle forbindelser av metaller med ikke-metaller.

Ulike kjemiske elementer er forskjellige i deres evne til å skape kjemiske bindinger, det vil si å kombinere med andre atomer. Derfor, i komplekse stoffer, kan de bare finnes i visse proporsjoner. La oss finne ut hvordan vi bestemmer valensen i henhold til det periodiske systemet.

Det er en slik definisjon av valens: dette er et atoms evne til å danne et visst antall kjemiske bindinger. I motsetning til , er denne verdien alltid bare positiv og er indikert med romertall.

Denne egenskapen for hydrogen brukes som en enhet, som tas lik I. Denne egenskapen viser hvor mange monovalente atomer dette grunnstoffet kan kombineres med. For oksygen er denne verdien alltid lik II.

Å kjenne denne egenskapen er nødvendig for å kunne skrive ned de kjemiske formlene til stoffer og ligninger korrekt. Å kjenne denne verdien vil bidra til å etablere forholdet mellom antall atomer av forskjellige typer i molekylet.

Dette konseptet oppsto i kjemien på 1800-tallet. Frankland startet teorien for å forklare kombinasjonen av atomer i forskjellige forhold, men ideene hans om "bindende kraft" var ikke veldig vanlige. Den avgjørende rollen i utviklingen av teorien tilhørte Kekula. Han kalte egenskapen til å danne et visst antall bindinger grunnleggende. Kekule mente at dette er en grunnleggende og uforanderlig egenskap til alle slags atomer. Viktige tillegg til teorien ble laget av Butlerov. Med utviklingen av denne teorien ble det mulig å visualisere molekyler. Dette hjalp mye med å studere strukturen til ulike stoffer.

Hvordan kan det periodiske systemet hjelpe?

Du kan finne valens ved å se på gruppenummeret i kortperiodeversjonen. For de fleste elementer hvor denne karakteristikken er konstant (tar bare én verdi), faller den sammen med gruppenummeret.

Slike egenskaper har hovedundergrupper. Hvorfor? Gruppenummeret tilsvarer antall elektroner i det ytre skallet. Disse elektronene kalles valenselektroner. De er ansvarlige for evnen til å kombinere med andre atomer.

Gruppen består av grunnstoffer med en lignende struktur av elektronskallet, og ladningen til kjernen øker fra topp til bunn. I kortperiodeskjemaet er hver gruppe delt inn i hoved- og sekundærundergrupper. Representanter for hovedundergruppene er s- og p-elementer, representanter for sekundære undergrupper har elektroner i d- og f-orbitaler.

Hvordan bestemme valensen til kjemiske elementer hvis den endres? Det kan være det samme som gruppenummeret, eller være likt gruppetallet minus åtte, eller ta andre verdier.

Viktig! Jo høyere og til høyre elementet er, jo mindre er dets evne til å danne relasjoner. Jo mer den flyttes ned og til venstre, jo større er den.

Hvordan valensen endres i det periodiske systemet for en bestemt type atom avhenger av strukturen til elektronskallet. Svovel kan for eksempel være di-, tetra- og seksverdig.

I grunntilstanden (ueksitert) har svovel to uparrede elektroner på 3p-subnivået. I denne tilstanden kan den kombineres med to hydrogenatomer og danne hydrogensulfid. Hvis svovel går inn i en mer eksitert tilstand, vil ett elektron gå til det frie 3d-undernivået, og det vil være 4 uparede elektroner.

Svovel vil bli tetravalent. Hvis vi gir den enda mer energi, vil ett elektron til bevege seg fra 3s undernivå til 3d. Svovel vil gå inn i en enda mer opphisset tilstand og bli seksverdig.

Konstant og variabel

Noen ganger kan evnen til å danne kjemiske bindinger endre seg. Det avhenger av hvilken forbindelse elementet er i. For eksempel er svovel i H2S toverdig, i SO2 er det fireverdig, og i SO3 er det seksverdig. Den største av disse verdiene kalles den høyeste, og den minste - den laveste. Den høyeste og laveste valensen i henhold til det periodiske systemet kan settes som følger: den høyeste faller sammen med gruppenummeret, og den laveste er lik 8 minus gruppenummeret.

Hvordan bestemme valensen til kjemiske elementer og om den endres? Vi må finne ut om vi har å gjøre med metall eller ikke-metall. Hvis det er et metall, må du fastslå om det tilhører hoved- eller sekundærundergruppen.

I metaller i hovedundergruppene er evnen til å danne kjemiske relasjoner konstant.
For metaller av sekundære undergrupper - en variabel.
Ikke-metaller har også en variabel. I de fleste tilfeller krever det to verdier - høyere og lavere, men noen ganger kan det være flere alternativer. Eksempler er svovel, klor, brom, jod, krom og andre.

I forbindelser vises den lavere valensen av elementet som er henholdsvis høyere og til høyre i det periodiske systemet, jo høyere - det som er til venstre og lavere.

Ofte har evnen til å danne kjemiske bindinger mer enn to verdier. Da vil du ikke kunne gjenkjenne dem fra tabellen, men du må lære dem. Eksempler på slike stoffer:

karbon;
svovel;
klor;
brom.

Hvordan bestemme valensen til et element i en sammensatt formel? Hvis det er kjent for andre bestanddeler av stoffet, er dette ikke vanskelig. For eksempel vil du beregne denne egenskapen for klor i NaCl. Natrium er et element i hovedundergruppen til den første gruppen, så det er monovalent. Derfor kan klor i dette stoffet også skape bare én binding og er også monovalent.

Viktig! Det er imidlertid ikke alltid mulig å finne ut denne egenskapen for alle atomer i et komplekst stoff. La oss ta HClO4 som et eksempel. Når man kjenner egenskapene til hydrogen, kan man bare fastslå at ClO4 er en enverdig rest.

Hvordan kan du ellers finne denne verdien?

Evnen til å danne et visst antall obligasjoner er ikke alltid sammenfallende med gruppenummeret, og i noen tilfeller vil det ganske enkelt måtte memoreres. Her vil tabellen over valens av kjemiske elementer komme til unnsetning, hvor verdiene for denne mengden er gitt. I kjemilæreboken for klasse 8 er verdiene for evnen til å kombinere med andre atomer av de vanligste typene atomer gitt.

H, F, Li, Na, K	1
O, Mg, Ca, Ba, Sr, Zn	2
B, Al	3
C, Si	4
Cu	1, 2
Fe	2, 3
Cr	2, 3, 6
S	2, 4, 6
N	3, 4
P	3, 5
Sn, Pb	2, 4
Cl, Br, I	1, 3, 5, 7

applikasjon

Det er verdt å si at kjemikere for tiden nesten ikke bruker begrepet valens i henhold til det periodiske systemet. I stedet, for evnen til et stoff til å danne et visst antall relasjoner, brukes konseptet om graden av oksidasjon, for stoffer med en struktur - kovalens, og for stoffer med en ionisk struktur - ladningen til ion.

Konseptet som vurderes brukes imidlertid til metodiske formål. Med dens hjelp er det lett å forklare hvorfor atomer av forskjellige typer kombineres i forholdene vi observerer, og hvorfor disse forholdstallene er forskjellige for forskjellige forbindelser.

For øyeblikket er tilnærmingen der kombinasjonen av elementer til nye stoffer alltid har blitt forklart ved bruk av valens i henhold til det periodiske systemet, uavhengig av typen binding i forbindelsen, utdatert. Nå vet vi at for ioniske, kovalente, metalliske bindinger er det forskjellige mekanismer for å kombinere atomer til molekyler.

Nyttig video

Oppsummering

I følge det periodiske systemet er det ikke mulig å bestemme evnen til å danne kjemiske bindinger for alle grunnstoffer. For de som viser én valens i henhold til det periodiske systemet, er det i de fleste tilfeller lik gruppenummeret. Hvis det er to alternativer for denne verdien, kan den være lik gruppenummeret eller åtte minus gruppenummeret. Det er også spesielle tabeller der du kan finne ut denne egenskapen.