Valency ของสารเคมีทั้งหมด วาเลนซีและกรด

คำแนะนำ

ตารางเป็นโครงสร้างที่องค์ประกอบทางเคมีตั้งอยู่ตามหลักการและกฎหมาย นั่นคือเราสามารถพูดได้ว่ามันเป็น "บ้าน" หลายชั้นที่องค์ประกอบทางเคมี "มีชีวิตอยู่" และแต่ละคนมีอพาร์ตเมนต์ของตัวเองภายใต้จำนวนที่แน่นอน ในแนวนอนมี "พื้น" ซึ่งมีขนาดเล็กและใหญ่ หากช่วงเวลาประกอบด้วยสองแถว (ซึ่งระบุที่ด้านข้างด้วยการนับ) ช่วงเวลาดังกล่าวจะเรียกว่าช่วงใหญ่ หากมีเพียงแถวเดียวก็จะเรียกว่าเล็ก

ตารางยังแบ่งออกเป็น "ทางเข้า" - กลุ่มซึ่งมีเพียงแปดคนเท่านั้น เช่นเดียวกับทางเข้าอื่น ๆ อพาร์ตเมนต์ตั้งอยู่ทางซ้ายและขวา และที่นี่องค์ประกอบทางเคมีก็ตั้งอยู่ในลักษณะเดียวกัน เฉพาะในเวอร์ชันนี้ ตำแหน่งของพวกมันไม่เท่ากัน - ด้านหนึ่งมีองค์ประกอบมากกว่านั้น จากนั้นพวกเขาพูดถึงกลุ่มหลัก ในทางกลับกัน น้อยกว่า และสิ่งนี้บ่งชี้ว่ากลุ่มนั้นเป็นรอง

วาเลนซีคือความสามารถขององค์ประกอบในการสร้างพันธะเคมี มีค่าคงที่ที่ไม่เปลี่ยนแปลงและตัวแปรที่มีค่าต่างกันขึ้นอยู่กับสารที่อยู่ในองค์ประกอบ เมื่อกำหนดความจุตามตารางธาตุ จำเป็นต้องคำนึงถึงลักษณะดังต่อไปนี้: หมายเลขกลุ่มขององค์ประกอบและประเภทของธาตุ (นั่นคือ กลุ่มหลักหรือกลุ่มข้าง) ความจุคงที่ในกรณีนี้ถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่มของกลุ่มย่อยหลัก เพื่อหาค่าของตัวแปรวาเลนซ์ (ถ้ามีหนึ่งและโดยปกติ y) คุณต้องลบจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่จาก 8 (ทั้งหมด 8 - ดังนั้นตัวเลขดังกล่าว)

ตัวอย่างที่ 1 หากคุณดูองค์ประกอบของกลุ่มแรกของกลุ่มย่อยหลัก (อัลคาไลน์) เราสามารถสรุปได้ว่าพวกมันทั้งหมดมีความจุเท่ากับ I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)

ตัวอย่างที่ 2 องค์ประกอบของกลุ่มที่สองของกลุ่มย่อยหลัก (โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ) ตามลำดับมีความจุ II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

ตัวอย่างที่ 3 ถ้าเราพูดถึงอโลหะ ตัวอย่างเช่น P (ฟอสฟอรัส) อยู่ในกลุ่ม V ของกลุ่มย่อยหลัก จากที่นี่ ความจุของมันจะเท่ากับ V นอกจากนี้ ฟอสฟอรัสมีค่าวาเลนซีอื่น และเพื่อกำหนด คุณต้องดำเนินการกระทำ 8 - หมายเลของค์ประกอบ ดังนั้น 8 - 5 (หมายเลขกลุ่ม) \u003d 3 ดังนั้นความจุที่สองของฟอสฟอรัสคือ III

ตัวอย่างที่ 4 ฮาโลเจนอยู่ในกลุ่ม VII ของกลุ่มย่อยหลัก ดังนั้นความจุของพวกมันจะเท่ากับ VII อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่โลหะ จึงจำเป็นต้องดำเนินการคำนวณ: 8 - 7 (หมายเลขกลุ่มองค์ประกอบ) \u003d 1 ดังนั้น ความจุอื่นจะเท่ากับ I

สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรอง (และเฉพาะโลหะสำหรับพวกเขา) ต้องจดจำความจุโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากในกรณีส่วนใหญ่จะเท่ากับ I, II, น้อยกว่า III คุณจะต้องจำความจุขององค์ประกอบทางเคมีที่มีค่ามากกว่าสองค่า

วิดีโอที่เกี่ยวข้อง

บันทึก

ระวังเมื่อระบุโลหะและอโลหะ สำหรับสิ่งนี้ มักจะให้สัญลักษณ์ในตาราง

ที่มา:

• วิธีการออกเสียงองค์ประกอบของตารางธาตุอย่างถูกต้อง
• ความจุของฟอสฟอรัสคืออะไร? X

ตั้งแต่วัยเรียนหรือก่อนหน้านั้น ทุกคนรู้ดีว่าทุกสิ่งรอบตัว รวมถึงตัวเราประกอบด้วยอะตอม ซึ่งเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกไม่ได้ ด้วยความสามารถของอะตอมในการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน ความหลากหลายของโลกของเราจึงมหาศาล ความสามารถของอะตอมเคมีนี้ ธาตุสร้างพันธะกับอะตอมอื่น ความจุ ธาตุ.

คำแนะนำ

แต่ละองค์ประกอบในตารางได้รับหมายเลขซีเรียลเฉพาะ (H - 1, Li - 2, Be - 3, ฯลฯ ) ตัวเลขนี้สอดคล้องกับนิวเคลียส (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) และจำนวนอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส จำนวนโปรตอนจึงเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน และสิ่งนี้บ่งชี้ว่าภายใต้สภาวะปกติ อะตอมจะเป็นไฟฟ้า

การแบ่งออกเป็นเจ็ดคาบเกิดขึ้นตามจำนวนระดับพลังงานของอะตอม อะตอมของคาบแรกมีเปลือกอิเล็กตรอนระดับเดียว ที่สอง - สองระดับ ที่สาม - สามระดับ ฯลฯ เมื่อระดับพลังงานใหม่เต็ม ช่วงเวลาใหม่จะเริ่มต้นขึ้น

องค์ประกอบแรกของช่วงเวลาใด ๆ มีลักษณะเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่ระดับภายนอก - เหล่านี้เป็นอะตอมของโลหะอัลคาไล ช่วงเวลาสิ้นสุดด้วยอะตอมของก๊าซมีตระกูลซึ่งมีระดับพลังงานภายนอกเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน: ในช่วงแรกก๊าซเฉื่อยมี 2 อิเล็กตรอนในช่วงต่อมา 8. เป็นเพราะโครงสร้างที่คล้ายกันของเปลือกอิเล็กตรอน ว่าหมู่ธาตุมีลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกัน

ในตาราง D.I. Mendeleev มี 8 กลุ่มย่อยหลัก จำนวนของพวกเขาเกิดจากจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่เป็นไปได้ในระดับพลังงาน

ที่ด้านล่างของตารางธาตุ แลนทาไนด์และแอคติไนด์จะถูกแยกออกเป็นอนุกรมอิสระ

การใช้ตาราง D.I. Mendeleev สามารถสังเกตความเป็นคาบของคุณสมบัติของธาตุดังต่อไปนี้: รัศมีของอะตอม ปริมาตรของอะตอม; ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออน แรงดึงดูดของอิเล็กตรอน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอม ; คุณสมบัติทางกายภาพของสารประกอบที่มีศักยภาพ

ระยะที่ติดตามได้ชัดเจนในการจัดเรียงองค์ประกอบในตาราง D.I. Mendeleev อธิบายอย่างมีเหตุผลโดยธรรมชาติที่สอดคล้องกันของการเติมระดับพลังงานด้วยอิเล็กตรอน

ที่มา:

• ตารางธาตุ

ระดับความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุลในศตวรรษที่ 19 ไม่อนุญาตให้อธิบายเหตุผลว่าทำไมอะตอมจึงสร้างพันธะกับอนุภาคอื่นจำนวนหนึ่ง แต่ความคิดของนักวิทยาศาสตร์นั้นล้ำหน้ากว่าเวลาของพวกเขา และความจุยังคงได้รับการศึกษาในฐานะหนึ่งในหลักการพื้นฐานของเคมี

จากประวัติของแนวคิดเรื่อง "ความจุขององค์ประกอบทางเคมี"

นักเคมีชาวอังกฤษผู้โดดเด่นแห่งศตวรรษที่ 19 เอ็ดเวิร์ด แฟรงก์แลนด์ ได้นำคำว่า "พันธะ" มาใช้ในทางวิทยาศาสตร์เพื่ออธิบายกระบวนการปฏิสัมพันธ์ของอะตอมซึ่งกันและกัน นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าองค์ประกอบทางเคมีบางชนิดก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีอะตอมอื่นจำนวนเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนจับไฮโดรเจนสามอะตอมกับโมเลกุลแอมโมเนีย

ในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1852 แฟรงก์แลนด์ตั้งสมมติฐานว่ามีพันธะเคมีจำนวนหนึ่งที่อะตอมสามารถก่อตัวขึ้นพร้อมกับอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ของสสาร แฟรงก์แลนด์ใช้คำว่า "แรงเชื่อมต่อ" เพื่ออธิบายสิ่งที่ภายหลังจะเรียกว่าวาเลนซ์ นักเคมีชาวอังกฤษได้กำหนดจำนวนพันธะเคมีที่ก่อตัวเป็นอะตอมของธาตุแต่ละธาตุที่รู้จักกันในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 งานของแฟรงค์แลนด์มีส่วนสำคัญต่อเคมีเชิงโครงสร้างสมัยใหม่

การพัฒนามุมมอง

นักเคมีชาวเยอรมัน F.A. Kekule พิสูจน์ในปี 1857 ว่าคาร์บอนเป็นสารเตตราเบสิก ในสารประกอบที่ง่ายที่สุด - มีเทน - มีพันธะที่มีอะตอมไฮโดรเจน 4 อะตอม นักวิทยาศาสตร์ใช้คำว่า "พื้นฐาน" เพื่อแสดงคุณสมบัติขององค์ประกอบเพื่อแนบอนุภาคอื่นในปริมาณที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ในรัสเซีย ข้อมูลถูกจัดระบบโดย A. M. Butlerov (1861) ทฤษฎีพันธะเคมีได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมด้วยหลักคำสอนเรื่องการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของธาตุเป็นระยะ ผู้เขียนคือ D.I. Mendeleev ที่โดดเด่นอีกคนหนึ่ง เขาพิสูจน์ว่าความจุขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบและคุณสมบัติอื่น ๆ นั้นเกิดจากตำแหน่งที่อยู่ในระบบธาตุ

การแสดงกราฟิกของความจุและพันธะเคมี

ความเป็นไปได้ของการแสดงโมเลกุลด้วยสายตาเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของทฤษฎีวาเลนซี รุ่นแรกปรากฏในปี 1860 และตั้งแต่ปี 1864 มีการใช้วงกลมที่มีสัญลักษณ์ทางเคมีอยู่ข้างใน ระหว่างสัญลักษณ์ของอะตอมจะมีการระบุเส้นประและจำนวนของเส้นเหล่านี้จะเท่ากับค่าของความจุ ในปีเดียวกันนั้น ได้มีการผลิตโมเดลลูกและไม้ขึ้นเป็นครั้งแรก (ดูรูปทางด้านซ้าย) ในปี พ.ศ. 2409 Kekule ได้เสนอภาพวาดสามมิติของอะตอมคาร์บอนในรูปแบบของจัตุรมุข ซึ่งเขาได้รวมไว้ในหนังสือเรียนเคมีอินทรีย์

ความจุขององค์ประกอบทางเคมีและการก่อตัวของพันธะได้รับการศึกษาโดย G. Lewis ผู้ตีพิมพ์ผลงานของเขาในปี 1923 ตามชื่อของอนุภาคที่มีประจุลบที่เล็กที่สุดที่ประกอบขึ้นเป็นเปลือกของอะตอม ในหนังสือของเขา ลูอิสใช้จุดรอบทั้งสี่ด้านเพื่อแทนวาเลนซ์อิเล็กตรอน

วาเลนซีสำหรับไฮโดรเจนและออกซิเจน

ก่อนการก่อตัว ความจุขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบมักจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับอะตอมที่ทราบกันดีอยู่แล้ว เลือกไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นมาตรฐาน องค์ประกอบทางเคมีอื่นดึงดูดหรือแทนที่อะตอม H และ O จำนวนหนึ่ง

ด้วยวิธีนี้ สมบัติถูกกำหนดในสารประกอบที่มีไฮโดรเจนโมโนวาเลนต์ (วาเลนซีของธาตุที่สองถูกระบุด้วยเลขโรมัน):

• HCl - คลอรีน (I):
• H 2 O - ออกซิเจน (II);
• NH 3 - ไนโตรเจน (III);
• CH 4 - คาร์บอน (IV)

ในออกไซด์ K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 ความจุออกซิเจนของโลหะและอโลหะถูกกำหนดโดยการเพิ่มจำนวนของอะตอม O ที่แนบมาเป็นสองเท่า ได้รับค่าต่อไปนี้: K (I ), C (II), N (III) , Si (IV), S (VI)

วิธีการกำหนดความจุขององค์ประกอบทางเคมี

มีความสม่ำเสมอในการก่อตัวของพันธะเคมีที่เกี่ยวข้องกับคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน:

• ความจุทั่วไปของไฮโดรเจนคือ I
• ความจุปกติของออกซิเจนคือ II
• สำหรับองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ ความจุต่ำสุดสามารถกำหนดได้โดยสูตร 8 - จำนวนของกลุ่มที่อยู่ในระบบธาตุ สูงสุดถ้าเป็นไปได้จะถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่ม
• สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้าง ความจุสูงสุดที่เป็นไปได้จะเหมือนกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุ

การหาความจุขององค์ประกอบทางเคมีตามสูตรของสารประกอบนั้นดำเนินการโดยใช้อัลกอริธึมต่อไปนี้:

1. เขียนค่าที่ทราบขององค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งเหนือเครื่องหมายเคมี ตัวอย่างเช่น ใน Mn 2 O 7 ความจุออกซิเจนคือ II
2. คำนวณมูลค่ารวมซึ่งจำเป็นต้องคูณความจุด้วยจำนวนอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันในโมเลกุล: 2 * 7 \u003d 14
3. กำหนดความจุขององค์ประกอบที่สองที่ไม่ทราบ หารค่าที่ได้รับในขั้นตอนที่ 2 ด้วยจำนวนอะตอม Mn ในโมเลกุล
4. 14: 2 = 7 ในออกไซด์สูงสุด - VII

ค่าคงที่และวาเลนซีผันแปร

ค่าความจุของไฮโดรเจนและออกซิเจนนั้นแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กำมะถันในสารประกอบ H 2 S เป็นไดวาเลนต์ และในสูตร SO 3 มันคือเฮกซะวาเลนท์ คาร์บอนก่อให้เกิด CO มอนอกไซด์และ CO 2 ไดออกไซด์ด้วยออกซิเจน ในสารประกอบแรก ความจุของ C คือ II และในสารประกอบที่สองคือ IV มีค่าเท่ากันในมีเทน CH 4

ธาตุส่วนใหญ่ไม่คงที่แต่มีความจุแปรผันได้ เช่น ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน กำมะถัน การค้นหาสาเหตุหลักของปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดทฤษฎีพันธะเคมี แนวคิดเกี่ยวกับเปลือกเวเลนซ์ของอิเล็กตรอน และออร์บิทัลระดับโมเลกุล การมีอยู่ของค่าต่าง ๆ ของคุณสมบัติเดียวกันนั้นอธิบายได้จากมุมมองของโครงสร้างของอะตอมและโมเลกุล

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับความจุ

อะตอมทั้งหมดประกอบด้วยนิวเคลียสบวกที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ เปลือกนอกที่ก่อตัวยังไม่เสร็จ โครงสร้างที่เสร็จสมบูรณ์มีความเสถียรมากที่สุด ประกอบด้วยอิเล็กตรอน 8 ตัว (หนึ่งออคเต็ต) การเกิดขึ้นของพันธะเคมีอันเนื่องมาจากคู่อิเล็กตรอนทั่วไปนำไปสู่สภาวะของอะตอมที่เอื้ออำนวยอย่างกระฉับกระเฉง

กฎของการเกิดสารประกอบคือต้องทำให้เปลือกสมบูรณ์โดยรับอิเล็กตรอนหรือบริจาคอิเล็กตรอนแบบไม่มีคู่ แล้วแต่ว่ากระบวนการใดจะง่ายกว่า ถ้าอะตอมทำให้เกิดอนุภาคลบของพันธะเคมีที่ไม่มีคู่ มันจะสร้างพันธะได้มากเท่ากับที่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีคู่ ตามแนวคิดสมัยใหม่ ความจุของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีคือความสามารถในการสร้างพันธะโควาเลนต์จำนวนหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลของไฮโดรเจนซัลไฟด์ H 2 S กำมะถันจะได้วาเลนซ์ II (-) เนื่องจากแต่ละอะตอมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของอิเล็กตรอนคู่สองคู่ เครื่องหมาย "-" แสดงถึงแรงดึงดูดของคู่อิเล็กตรอนต่อองค์ประกอบที่มีไฟฟ้ามากกว่า สำหรับค่าอิเลคโตรเนกาติตีที่น้อยกว่า ให้เติม “+” ลงในค่าเวเลนซ์

ด้วยกลไกการรับบริจาค คู่อิเล็กตรอนขององค์ประกอบหนึ่งและออร์บิทัลวาเลนซ์อิสระของอีกองค์ประกอบหนึ่งจะมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้

การพึ่งพาวาเลนซ์กับโครงสร้างของอะตอม

พิจารณาโดยใช้ตัวอย่างของคาร์บอนและออกซิเจนว่าความจุขององค์ประกอบทางเคมีขึ้นอยู่กับโครงสร้างของสารอย่างไร ตารางธาตุให้แนวคิดเกี่ยวกับลักษณะสำคัญของอะตอมคาร์บอน:

• เครื่องหมายเคมี - C;
• หมายเลของค์ประกอบ - 6;
• ค่าใช้จ่ายหลัก - +6;
• โปรตอนในนิวเคลียส - 6;
• อิเล็กตรอน - 6 ตัวรวมถึงภายนอก 4 ตัวซึ่ง 2 ตัวเป็นคู่และ 2 ตัวจะไม่ถูกจับคู่

หากอะตอมของคาร์บอนใน CO มอนอกไซด์สร้างพันธะสองพันธะ แสดงว่ามีอนุภาคลบเพียง 6 ตัวเท่านั้นที่นำมาใช้ ในการได้มาซึ่งออคเต็ต จำเป็นที่ทั้งคู่จะสร้างอนุภาคลบภายนอก 4 ตัว คาร์บอนมีวาเลนซี IV (+) ในไดออกไซด์และ IV (-) ในมีเทน

เลขลำดับของออกซิเจนคือ 8 เปลือกเวเลนซ์ประกอบด้วยอิเล็กตรอน 6 ตัว โดย 2 อิเล็กตรอนไม่เป็นคู่กัน และมีส่วนร่วมในการพันธะเคมีและปฏิสัมพันธ์กับอะตอมอื่น ความจุทั่วไปของออกซิเจนคือ II (-)

ความจุและสถานะออกซิเดชัน

ในหลายกรณี การใช้แนวคิดเรื่อง "สถานะออกซิเดชัน" จะสะดวกกว่า นี่คือชื่อที่กำหนดให้กับประจุที่อะตอมจะได้รับหากอิเล็กตรอนพันธะทั้งหมดถูกถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ (EO) สูงกว่า เลขออกซิเดชันในสารธรรมดาคือศูนย์ เครื่องหมาย "-" จะถูกเพิ่มในสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ EO ที่มากขึ้น เครื่องหมาย "+" จะถูกเพิ่มไปยังองค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาทีฟน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น สำหรับโลหะในกลุ่มย่อยหลัก สถานะออกซิเดชันและประจุไอออนเป็นเรื่องปกติ เท่ากับหมายเลขกลุ่มที่มีเครื่องหมาย "+" ในกรณีส่วนใหญ่ ความจุและสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบเดียวกันจะมีค่าเท่ากัน เฉพาะเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากขึ้น สถานะออกซิเดชันจะเป็นบวก โดยองค์ประกอบที่ EO ต่ำกว่าจะเป็นค่าลบ แนวคิดของ "วาเลนซี" มักใช้กับสารที่มีโครงสร้างโมเลกุลเท่านั้น

คำนิยาม

ภายใต้ ความจุคุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดเพื่อยึดหรือแทนที่จำนวนอะตอมขององค์ประกอบอื่นโดยนัย

ดังนั้น การวัดความจุสามารถเป็นจำนวนของพันธะเคมีที่เกิดขึ้นจากอะตอมที่กำหนดกับอะตอมอื่นๆ ดังนั้น ในปัจจุบัน ความจุขององค์ประกอบทางเคมีมักจะถูกเข้าใจว่าเป็นความสามารถ (ในความหมายที่แคบกว่า การวัดความสามารถของมัน) ในการสร้างพันธะเคมี (รูปที่ 1) ในการแทนวิธีการของพันธะเวเลนซ์ ค่าตัวเลขของเวเลนซ์จะสอดคล้องกับจำนวนของพันธะโควาเลนต์ที่อะตอมก่อตัวขึ้น

ข้าว. 1. แผนผังการก่อตัวของโมเลกุลของน้ำและแอมโมเนีย

ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมี

ในขั้นต้น ความจุของไฮโดรเจนถูกนำมาเป็นหน่วยของความจุ ความจุขององค์ประกอบอื่นแสดงในกรณีนี้ด้วยจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนที่อะตอมหนึ่งของธาตุนี้ยึดติดกับตัวมันเองหรือแทนที่ (ที่เรียกว่าความจุไฮโดรเจน) ตัวอย่างเช่นในสารประกอบขององค์ประกอบ HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 ไฮโดรเจนวาเลนซีของคลอรีนคือหนึ่งออกซิเจน - สองไนโตรเจน - สามคาร์บอน - สี่

จากนั้นจึงตัดสินใจว่าสามารถกำหนดความจุขององค์ประกอบที่ต้องการได้ด้วยออกซิเจนซึ่งความจุตามกฎจะเท่ากับสอง ในกรณีนี้ ความจุขององค์ประกอบทางเคมีจะคำนวณเป็นสองเท่าของจำนวนอะตอมออกซิเจนที่อะตอมหนึ่งของธาตุนี้สามารถยึดติดได้ (เรียกว่าความจุออกซิเจน) ตัวอย่างเช่นในสารประกอบขององค์ประกอบ N 2 O, CO, SiO 2, SO 3 ความจุของออกซิเจนไนโตรเจนคือหนึ่ง, คาร์บอน - สอง, ซิลิกอน - สี่, กำมะถัน - หก

อันที่จริงปรากฎว่าสำหรับองค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่ ค่าความจุในสารประกอบไฮโดรเจนและออกซิเจนนั้นแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความจุของกำมะถันสำหรับไฮโดรเจนคือสอง (H 2 S) และสำหรับออกซิเจน - หก (SO 3 ). นอกจากนี้ ธาตุส่วนใหญ่ยังมีวาเลนซีที่แตกต่างกันในสารประกอบของพวกมัน ตัวอย่างเช่น คาร์บอนก่อให้เกิดออกไซด์สองชนิด: CO มอนอกไซด์และ CO 2 ไดออกไซด์ ในตอนแรกที่ความจุของคาร์บอนคือ II และในช่วงที่สอง - สี่ ดังนั้นจึงเป็นไปตามนั้น ตามกฎแล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายลักษณะความจุขององค์ประกอบด้วยจำนวนใดจำนวนหนึ่ง

ความจุสูงและต่ำขององค์ประกอบทางเคมี

ค่าของความจุสูงสุดและต่ำสุดขององค์ประกอบทางเคมีสามารถกำหนดได้โดยใช้ตารางธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ. ความจุสูงสุดขององค์ประกอบเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ และค่าต่ำสุดคือความแตกต่างระหว่างหมายเลข 8 และหมายเลขกลุ่ม ตัวอย่างเช่น โบรมีนอยู่ในกลุ่ม VIIA ซึ่งหมายความว่าวาเลนซีสูงสุดคือ VII และต่ำสุดคือ I

มีองค์ประกอบที่เรียกว่า ความจุคงที่ (โลหะของกลุ่ม IA และ IIA, อะลูมิเนียม, ไฮโดรเจน, ฟลูออรีน, ออกซิเจน) ซึ่งในสารประกอบของพวกมันมีสถานะออกซิเดชันเดียว ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเกิดขึ้นพร้อมกับหมายเลขกลุ่มของตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งพวกเขาตั้งอยู่)

องค์ประกอบที่มีลักษณะเฉพาะด้วยค่าความจุหลายค่า (และไม่ใช่ค่าเหล่านี้เป็นค่าสูงสุดและต่ำสุดเสมอไป) เรียกว่าค่าความจุตัวแปร ตัวอย่างเช่น กำมะถันมีลักษณะเฉพาะด้วยวาเลนซี II, IV และ VI

เพื่อให้ง่ายต่อการจำจำนวนและความจุที่เป็นคุณลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะ ให้ใช้ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมี ซึ่งมีลักษณะดังนี้:

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย	Valency III เป็นเรื่องปกติสำหรับ: a) Ca; ข) ป; ค) โอ; ง) ศรี?
วิธีการแก้	ก) แคลเซียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะโดยค่าความจุที่เป็นไปได้เท่านั้นที่ตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งตั้งอยู่เช่น ความจุของแคลเซียมคือ II คำตอบไม่ถูกต้อง b) ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะ หมายถึงกลุ่มขององค์ประกอบทางเคมีที่มีความจุแปรผัน: ค่าสูงสุดถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งตั้งอยู่เช่น เท่ากับ V และค่าต่ำสุดคือความแตกต่างระหว่างหมายเลข 8 และหมายเลขกลุ่ม กล่าวคือ เท่ากับ III นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง
ตอบ	ตัวเลือก (ข)

ตัวอย่าง 2

ออกกำลังกาย	Valency III เป็นเรื่องปกติสำหรับ: a) เป็น; ข) ฉ; ค) อัล; กระแสตรง?
วิธีการแก้	เพื่อให้คำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามที่โพสต์ เราจะพิจารณาแต่ละตัวเลือกที่เสนอแยกกัน ก) เบริลเลียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะโดยค่าความจุที่เป็นไปได้เท่านั้นที่ตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งตั้งอยู่เช่น ความจุของเบริลเลียมคือ II คำตอบไม่ถูกต้อง b) ฟลูออรีนเป็นอโลหะ มันมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าความจุที่เป็นไปได้เท่ากับ I เท่านั้น คำตอบไม่ถูกต้อง ค) อลูมิเนียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะโดยค่าความจุที่เป็นไปได้เท่านั้นที่ตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งตั้งอยู่เช่น ความจุของอลูมิเนียมคือ III นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง
ตอบ	ตัวเลือก (ค)

วาเลนซ์ ความหมายของความจุ องค์ประกอบที่มีความจุคงที่

วาเลนซีคือจำนวนของ "มือ" ที่อะตอมยึดติดกับอะตอมอื่น โดยธรรมชาติแล้วอะตอมไม่มี "มือ"; บทบาทของพวกเขาเล่นโดยสิ่งที่เรียกว่า วาเลนซ์อิเล็กตรอน.

สามารถพูดได้แตกต่างกัน: ความจุคือความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดเพื่อแนบอะตอมอื่นจำนวนหนึ่ง

ต้องเข้าใจหลักการต่อไปนี้อย่างชัดเจน:

มีองค์ประกอบที่มีความจุคงที่ (มีค่อนข้างน้อย) และองค์ประกอบที่มีความจุผันแปรได้ (ซึ่งส่วนใหญ่)

ต้องจำองค์ประกอบที่มีความจุคงที่:

องค์ประกอบที่เหลืออาจมีความจุต่างกัน

ความจุสูงสุดขององค์ประกอบในกรณีส่วนใหญ่เกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่

ตัวอย่างเช่น แมงกานีสอยู่ในกลุ่ม VII (กลุ่มย่อยด้านข้าง) ความจุสูงสุดของ Mn คือเจ็ด ซิลิคอนอยู่ในกลุ่ม IV (กลุ่มย่อยหลัก) ความจุสูงสุดคือสี่

อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าวาเลนซีสูงสุดไม่ใช่วาเลนซีเดียวที่เป็นไปได้เสมอไป ตัวอย่างเช่น ความจุสูงสุดของคลอรีนคือเจ็ด (ลองดูสิ!) แต่สารประกอบนี้เป็นที่รู้จักโดยที่องค์ประกอบนี้มีความจุ VI, V, IV, III, II, I

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้บ้าง ข้อยกเว้น: ความจุสูงสุด (และเท่านั้น) ของฟลูออรีนคือ I (และไม่ใช่ VII), ออกซิเจน - II (และไม่ใช่ VI), ไนโตรเจน - IV (ความสามารถของไนโตรเจนในการแสดงวาเลนซ์ V เป็นตำนานที่เป็นที่นิยมซึ่งพบได้แม้ในโรงเรียนบางแห่ง หนังสือเรียน)

วาเลนซีและสถานะออกซิเดชันไม่ใช่แนวคิดที่เหมือนกัน

แนวคิดเหล่านี้ใกล้พอ แต่ไม่ควรสับสน! สถานะออกซิเดชันมีเครื่องหมาย (+ หรือ -), ความจุ - ไม่; สถานะออกซิเดชันของธาตุในสารสามารถเป็นศูนย์ได้ วาเลนซ์จะเป็นศูนย์ก็ต่อเมื่อเราจัดการกับอะตอมที่แยกออกมา ค่าตัวเลขของสถานะออกซิเดชันอาจไม่ตรงกับความจุ ตัวอย่างเช่น ความจุของไนโตรเจนใน N 2 คือ III และสถานะออกซิเดชัน = 0 ความจุของคาร์บอนในกรดฟอร์มิกคือ IV และสถานะออกซิเดชันคือ +2

ถ้าทราบความจุขององค์ประกอบหนึ่งในสารประกอบไบนารีสามารถหาความจุขององค์ประกอบอื่นได้

สิ่งนี้ทำได้ง่ายมาก จำกฎที่เป็นทางการ: ผลคูณของจำนวนอะตอมของธาตุแรกในโมเลกุลและความจุของมันจะต้องเท่ากับผลคูณเดียวกันสำหรับองค์ประกอบที่สอง

ตัวอย่างที่ 1. ค้นหาวาเลนซีขององค์ประกอบทั้งหมดในสารประกอบ NH 3

วิธีการแก้. เราทราบความจุของไฮโดรเจน - เป็นค่าคงที่และเท่ากับ I เราคูณความจุของ H ด้วยจำนวนอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลแอมโมเนีย: 1 3 \u003d 3 ดังนั้นสำหรับไนโตรเจน ผลิตภัณฑ์ของ 1 (จำนวน N อะตอม) โดย X (ความจุไนโตรเจน) ก็ควรเท่ากับ 3 เช่นกัน แน่นอน X = 3 คำตอบ: N(III), H(I)

ตัวอย่าง 2. ค้นหาความจุขององค์ประกอบทั้งหมดในโมเลกุล Cl 2 O 5

วิธีการแก้. ออกซิเจนมีความจุคงที่ (II) ในโมเลกุลของออกไซด์นี้มีออกซิเจนห้าอะตอมและคลอรีนสองอะตอม ให้ความจุของคลอรีน \u003d X. เราทำสมการ: 5 2 \u003d 2 X. แน่นอน X \u003d 5. คำตอบ: Cl (V), O (II).

ตัวอย่างที่ 3. จงหาความจุของคลอรีนในโมเลกุล SCl 2 ถ้าทราบว่าความจุของกำมะถันเป็น II

วิธีการแก้. ถ้าผู้เขียนปัญหาไม่ได้บอกเราถึงความจุของกำมะถัน ก็คงแก้ปัญหาไม่ได้ ทั้ง S และ Cl เป็นองค์ประกอบความจุตัวแปร โดยคำนึงถึงข้อมูลเพิ่มเติม โซลูชันถูกสร้างขึ้นตามแบบแผนของตัวอย่างที่ 1 และ 2 คำตอบ: Cl(I)

เมื่อทราบความจุของธาตุสองธาตุ คุณสามารถสร้างสูตรสำหรับสารประกอบไบนารีได้

ในตัวอย่างที่ 1 - 3 เรากำหนดเวเลนซ์โดยใช้สูตร ตอนนี้เรามาลองทำขั้นตอนย้อนกลับกัน

ตัวอย่างที่ 4. เขียนสูตรสารประกอบแคลเซียมและไฮโดรเจน

วิธีการแก้. ความจุของแคลเซียมและไฮโดรเจนเป็นที่รู้จัก - II และ I ตามลำดับ ให้สูตรของสารประกอบที่ต้องการเป็น Ca x H y เราเขียนสมการที่รู้จักกันดีอีกครั้ง: 2 x \u003d 1 y ในฐานะหนึ่งในคำตอบของสมการนี้ เราสามารถหา x = 1, y = 2 คำตอบ: CaH 2 .

"และทำไมต้องเป็น CaH 2 กันแน่ - คุณถาม - ท้ายที่สุดแล้ว ตัวแปร Ca 2 H 4 และ Ca 4 H 8 และแม้แต่ Ca 10 H 20 ก็ไม่ขัดแย้งกับกฎของเรา!"

คำตอบนั้นง่าย: ใช้ค่า x และ y ที่น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในตัวอย่างที่กำหนด ค่าต่ำสุด (โดยธรรมชาติ!) เหล่านี้มีค่าเท่ากับ 1 และ 2 ทุกประการ

"งั้นสารประกอบอย่าง N 2 O 4 หรือ C 6 H 6 เป็นไปไม่ได้เหรอ - คุณถาม - สูตรเหล่านี้ควรแทนที่ด้วย NO 2 และ CH หรือไม่"

ไม่ พวกเขาเป็นไปได้ นอกจากนี้ N 2 O 4 และ NO 2 เป็นสารที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่สูตร CH ไม่สอดคล้องกับสารที่มีความเสถียรจริงๆ เลย (ต่างจาก C 6 H 6)

แม้ว่าทั้งหมดข้างต้น ในกรณีส่วนใหญ่ คุณสามารถปฏิบัติตามกฎได้: ใช้ค่าดัชนีที่น้อยที่สุด

ตัวอย่างที่ 5. เขียนสูตรสำหรับสารประกอบของกำมะถันกับฟลูออรีน ถ้าทราบว่าความจุของกำมะถันเท่ากับ 6

วิธีการแก้. ให้สูตรผสมเป็น S x F y ความจุของกำมะถันจะได้รับ (VI) ความจุของฟลูออรีนมีค่าคงที่ (I) เราสร้างสมการอีกครั้ง: 6 x \u003d 1 y เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าค่าตัวแปรที่น้อยที่สุดคือ 1 และ 6 คำตอบ: SF 6 .

ที่จริงแล้วนี่คือประเด็นหลักทั้งหมด

ตรวจสอบตัวเองตอนนี้! ฉันเสนอให้ไปสักหน่อย ทดสอบในหัวข้อ "วาเลนซ์".

หนึ่งในหัวข้อที่สำคัญในการศึกษาหัวข้อของโรงเรียนคือหลักสูตรเกี่ยวกับความจุ นี้จะกล่าวถึงในบทความ

วาเลนซี - มันคืออะไร?

วาเลนซีในวิชาเคมีหมายถึงคุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่จะจับกับอะตอมของธาตุอื่นกับตัวมันเอง แปลจากภาษาละติน - ความแข็งแกร่ง มันแสดงเป็นตัวเลข ตัวอย่างเช่น ความจุของไฮโดรเจนจะเท่ากับหนึ่งเสมอ ถ้าเราเอาสูตรของน้ำ - H2O ก็สามารถแสดงเป็น H - O - H ออกซิเจนหนึ่งอะตอมสามารถจับไฮโดรเจนสองอะตอมเข้ากับตัวมันเองได้ ซึ่งหมายความว่าจำนวนของพันธะที่ออกซิเจนสร้างขึ้นคือสอง และความจุขององค์ประกอบนี้จะเท่ากับสอง

ในทางกลับกัน ไฮโดรเจนจะเป็นไดวาเลนต์ อะตอมของมันสามารถเชื่อมต่อกับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีได้เพียงอะตอมเดียวเท่านั้น ในกรณีนี้ออกซิเจน อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นอะตอมขึ้นอยู่กับความจุขององค์ประกอบสร้างคู่ของอิเล็กตรอน มีการสร้างคู่ดังกล่าวกี่คู่ - จะเป็นความจุ ค่าตัวเลขเรียกว่าดัชนี ออกซิเจนมีดัชนี 2

วิธีการกำหนดความจุขององค์ประกอบทางเคมีตามตารางของ Dmitry Mendeleev

เมื่อมองไปที่ตารางธาตุ คุณจะเห็นแถวแนวตั้ง พวกเขาถูกเรียกว่ากลุ่มขององค์ประกอบ ความจุยังขึ้นอยู่กับกลุ่ม องค์ประกอบของกลุ่มแรกมีความจุแรก ที่สองคือที่สอง สาม - สาม และอื่นๆ.

นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบที่มีดัชนีความจุคงที่ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจน กลุ่มฮาโลเจน เงิน เป็นต้น พวกเขาจะต้องเรียนรู้

จะกำหนดความจุขององค์ประกอบทางเคมีด้วยสูตรได้อย่างไร?

บางครั้งก็ยากที่จะกำหนดความจุจากตารางธาตุ จากนั้นคุณต้องดูสูตรเคมีเฉพาะ ใช้ออกไซด์ FeO ที่นี่เหล็กเช่นออกซิเจนมีดัชนีความจุเป็นสองเท่า แต่ในออกไซด์ของ Fe2O3 จะแตกต่างกัน เหล็กจะเป็นไตร

จำเป็นเสมอที่จะต้องจำวิธีการต่างๆ ในการกำหนดความจุและอย่าลืมวิธีต่างๆ รู้ค่าตัวเลขคงที่ของมัน ว่ามีองค์ประกอบใดบ้าง และแน่นอน ใช้ตารางธาตุเคมี และศึกษาสูตรเคมีแต่ละสูตรด้วย เป็นการดีกว่าที่จะนำเสนอในรูปแบบแผนผัง: H - O - H เป็นต้น จากนั้นการเชื่อมต่อจะมองเห็นได้ และจำนวนขีด (ขีดกลาง) จะเป็นค่าตัวเลขของความจุ