Xác định khả năng hóa trị của các nguyên tử của một nguyên tố hóa học 73. Khả năng hóa trị của nguyên tử

Khả năng hóa trị của một nguyên tử được xác định bởi số lượng electron chưa ghép cặp. Trong quá trình hình thành các hợp chất hóa học, những khả năng này có thể được sử dụng triệt để hoặc không được thực hiện nhưng cũng có thể bị vượt qua. Có thể tăng số lượng electron chưa ghép cặp khi có quỹ đạo trống trong nguyên tử và năng lượng tiêu hao cho quá trình chuyển electron từ trạng thái bình thường sang trạng thái kích thích được bù bằng năng lượng hình thành hợp chất hóa học.

Trong phương pháp liên kết hóa trị, việc hình thành liên kết thông thường đòi hỏi sự tương tác của hai quỹ đạo hóa trị chiếm một nửa. Ở đây người ta giả định rằng nguyên tử A có một trong các electron và chia sẻ nó với nguyên tử B, nguyên tử này có một electron khác và cho phép nguyên tử A cũng sử dụng electron này.

Khả năng hóa trị của các nguyên tử được xác định bởi số lượng electron chưa ghép cặp, cũng như số cặp electron không chia sẻ có khả năng di chuyển đến các quỹ đạo tự do của nguyên tử của nguyên tố khác (tham gia hình thành liên kết cộng hóa trị theo cơ chế cho - nhận).

Cấu trúc mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử của các nguyên tố hóa học chủ yếu quyết định tính chất của nguyên tử chúng. Vì vậy, những mức này được gọi là mức hóa trị. Các electron ở cấp độ này, và đôi khi ở cấp độ trước bên ngoài, có thể tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học. Những electron như vậy còn được gọi là electron hóa trị.

Hóa trị của một nguyên tử của một nguyên tố hóa học được xác định chủ yếu bởi số lượng electron độc thân tham gia hình thành liên kết hóa học.

Các electron hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố thuộc nhóm con chính nằm ở quỹ đạo s và p của lớp electron bên ngoài. Đối với các nguyên tố thuộc các phân nhóm bên, ngoại trừ lanthanide và Actinide, các electron hóa trị nằm ở quỹ đạo s của lớp ngoài và quỹ đạo d của lớp trước ngoài.

Để đánh giá chính xác khả năng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học, cần xem xét sự phân bố electron trong chúng theo các mức năng lượng và dưới mức và xác định số lượng electron chưa ghép cặp theo nguyên lý Pauli và quy tắc Hund đối với trạng thái không bị kích thích ( trạng thái cơ bản hoặc tĩnh) của nguyên tử và trạng thái kích thích (nghĩa là đã nhận được năng lượng bổ sung, do đó các electron của lớp bên ngoài được ghép nối và chuyển sang quỹ đạo tự do). Một nguyên tử ở trạng thái kích thích được ký hiệu bằng ký hiệu nguyên tố tương ứng bằng dấu hoa thị.

Khả năng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học không bị giới hạn ở số lượng electron độc thân ở trạng thái đứng yên và trạng thái kích thích của nguyên tử. Nếu bạn nhớ cơ chế cho-chấp để hình thành liên kết cộng hóa trị, thì bạn sẽ thấy rõ hai khả năng hóa trị khác của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học, được xác định bởi sự hiện diện của các quỹ đạo tự do và sự hiện diện của các cặp electron không chia sẻ có thể tạo ra liên kết hóa học theo cơ chế cho - nhận.

Phần kết luận

Khả năng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học được xác định:

1) số lượng electron độc thân (quỹ đạo một electron);

2) sự hiện diện của quỹ đạo tự do;

3) sự hiện diện của các cặp electron không chia sẻ.

Độ âm điện, giống như các tính chất khác của nguyên tử của các nguyên tố hóa học, thay đổi định kỳ khi số nguyên tử của nguyên tố đó tăng dần:

Biểu đồ trên cho thấy tính tuần hoàn của sự thay đổi độ âm điện của các nguyên tố thuộc các phân nhóm chính tùy thuộc vào số nguyên tử của nguyên tố đó.

Khi di chuyển xuống một nhóm con của bảng tuần hoàn, độ âm điện của các nguyên tố hóa học giảm và khi di chuyển sang bên phải trong chu kỳ thì độ âm điện tăng lên.

Độ âm điện phản ánh tính phi kim của các nguyên tố: giá trị độ âm điện càng cao thì nguyên tố đó càng có nhiều tính chất phi kim.

Trạng thái oxy hóa

Làm thế nào để tính trạng thái oxy hóa của một nguyên tố trong hợp chất?

1) Trạng thái oxy hóa của các nguyên tố hóa học trong các chất đơn giản luôn bằng không.

2) Có những nguyên tố thể hiện trạng thái oxy hóa không đổi trong các chất phức tạp:

3) Có những nguyên tố hóa học thể hiện trạng thái oxy hóa không đổi trong phần lớn các hợp chất. Những yếu tố này bao gồm:

Yếu tố	Trạng thái oxy hóa trong hầu hết các hợp chất	Ngoại lệ
hydro H	+1	Hiđrua của kim loại kiềm và kiềm thổ, ví dụ:
oxy O	-2	Hydro và peroxit kim loại: Oxy florua -

4) Tổng đại số các trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong phân tử luôn bằng 0. Tổng đại số các trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong ion bằng điện tích của ion đó.

5) Trạng thái oxy hóa cao nhất (tối đa) bằng số nhóm. Các trường hợp ngoại lệ không thuộc quy tắc này là các nguyên tố thuộc phân nhóm thứ cấp của nhóm I, các nguyên tố thuộc phân nhóm thứ cấp của nhóm VIII, cũng như oxy và flo.

Các nguyên tố hóa học có số nhóm không trùng với trạng thái oxy hóa cao nhất (bắt buộc phải nhớ)

6) Trạng thái oxi hóa thấp nhất của kim loại luôn bằng 0, trạng thái oxy hóa thấp nhất của phi kim được tính theo công thức:

trạng thái oxy hóa thấp nhất của phi kim = số nhóm − 8

Dựa trên các quy tắc được trình bày ở trên, bạn có thể thiết lập trạng thái oxy hóa của một nguyên tố hóa học trong bất kỳ chất nào.

Tìm trạng thái oxy hóa của các nguyên tố trong các hợp chất khác nhau

ví dụ 1

Xác định trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tố trong axit sunfuric.

Giải pháp:

Viết công thức của axit sunfuric:

Trạng thái oxy hóa của hydro trong tất cả các chất phức tạp là +1 (trừ hydrua kim loại).

Trạng thái oxy hóa của oxy trong tất cả các chất phức tạp là -2 (ngoại trừ peroxit và oxy florua OF 2). Hãy sắp xếp các trạng thái oxy hóa đã biết:

Chúng ta hãy biểu thị trạng thái oxy hóa của lưu huỳnh là x:

Phân tử axit sulfuric, giống như phân tử của bất kỳ chất nào, nói chung là trung hòa về điện, vì tổng số trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tử trong phân tử bằng không. Về mặt sơ đồ điều này có thể được mô tả như sau:

Những thứ kia. chúng ta có phương trình sau:

Hãy giải quyết nó:

Như vậy, trạng thái oxy hóa của lưu huỳnh trong axit sunfuric là +6.

Ví dụ 2

Xác định trạng thái oxy hóa của tất cả các nguyên tố trong amoni dicromat.

Giải pháp:

Hãy viết công thức của amoni dicromat:

Như trong trường hợp trước, chúng ta có thể sắp xếp trạng thái oxy hóa của hydro và oxy:

Tuy nhiên, chúng ta thấy rằng trạng thái oxy hóa của hai nguyên tố hóa học cùng một lúc vẫn chưa được biết - nitơ và crom. Do đó, chúng ta không thể tìm được trạng thái oxy hóa tương tự như ví dụ trước (một phương trình có hai biến không có một nghiệm duy nhất).

Chúng ta hãy chú ý đến thực tế là chất này thuộc nhóm muối và do đó, có cấu trúc ion. Sau đó, chúng ta có thể nói một cách chính xác rằng thành phần của amoni dicromat bao gồm các cation NH 4 + (điện tích của cation này có thể được nhìn thấy trong bảng độ hòa tan). Do đó, do đơn vị công thức của amoni dicromat chứa hai cation NH 4 + tích điện dương nên điện tích của ion dicromat bằng -2, vì toàn bộ chất này trung hòa về điện. Những thứ kia. chất được tạo thành bởi cation NH 4+ và anion Cr 2 O 7 2-.

Chúng ta biết trạng thái oxy hóa của hydro và oxy. Biết rằng tổng trạng thái oxy hóa của các nguyên tử của tất cả các nguyên tố trong một ion bằng điện tích và ký hiệu trạng thái oxy hóa của nitơ và crom là x Và y tương ứng, chúng ta có thể viết:

Những thứ kia. chúng ta nhận được hai phương trình độc lập:

Giải quyết được điều đó, chúng tôi tìm thấy x Và y:

Do đó, trong amoni dicromat trạng thái oxy hóa của nitơ là -3, hydro +1, crom +6 và oxy -2.

Bạn có thể đọc cách xác định trạng thái oxy hóa của các nguyên tố trong chất hữu cơ.

hóa trị

Hóa trị của các nguyên tử được biểu thị bằng chữ số La Mã: I, II, III, v.v.

Khả năng hóa trị của một nguyên tử phụ thuộc vào số lượng:

1) các electron chưa ghép cặp

2) các cặp electron đơn độc trong quỹ đạo của các mức hóa trị

3) quỹ đạo điện tử trống ở mức hóa trị

Khả năng hóa trị của nguyên tử hydro

Chúng ta hãy mô tả công thức đồ họa điện tử của nguyên tử hydro:

Người ta nói rằng ba yếu tố có thể ảnh hưởng đến khả năng hóa trị - sự hiện diện của các electron chưa ghép cặp, sự hiện diện của các cặp electron đơn độc ở cấp độ bên ngoài và sự hiện diện của các quỹ đạo trống (trống) ở cấp độ bên ngoài. Chúng ta thấy một electron chưa ghép cặp ở mức năng lượng bên ngoài (và duy nhất). Dựa trên điều này, hydro chắc chắn có thể có hóa trị I. Tuy nhiên, ở cấp năng lượng đầu tiên chỉ có một cấp độ phụ - S, những thứ kia. Nguyên tử hydro ở cấp độ bên ngoài không có cặp electron đơn độc cũng như không có quỹ đạo trống.

Do đó, hóa trị duy nhất mà nguyên tử hydro có thể thể hiện là I.

Khả năng hóa trị của nguyên tử carbon

Hãy xem xét cấu trúc điện tử của nguyên tử carbon. Ở trạng thái cơ bản, cấu hình điện tử ở cấp độ bên ngoài của nó như sau:

Những thứ kia. ở trạng thái cơ bản ở mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử carbon không bị kích thích có 2 electron chưa ghép cặp. Ở trạng thái này nó có thể thể hiện hóa trị II. Tuy nhiên, nguyên tử cacbon rất dễ chuyển sang trạng thái kích thích khi năng lượng được truyền vào nó và cấu hình điện tử của lớp ngoài trong trường hợp này có dạng:

Mặc dù thực tế là một lượng năng lượng nhất định được tiêu tốn cho quá trình kích thích nguyên tử carbon, nhưng lượng năng lượng tiêu hao này được bù đắp nhiều hơn bằng sự hình thành bốn liên kết cộng hóa trị. Vì lý do này, hóa trị IV đặc trưng hơn nhiều so với nguyên tử carbon. Ví dụ, carbon có hóa trị IV trong các phân tử carbon dioxide, axit carbonic và hoàn toàn tất cả các chất hữu cơ.

Ngoài các electron chưa ghép cặp và các cặp electron đơn độc, sự hiện diện của các quỹ đạo mức hóa trị () trống cũng ảnh hưởng đến khả năng hóa trị. Sự hiện diện của các quỹ đạo như vậy ở mức đầy dẫn đến thực tế là nguyên tử có thể hoạt động như một chất nhận cặp electron, tức là hình thành các liên kết cộng hóa trị bổ sung thông qua cơ chế cho-chấp. Ví dụ, trái với mong đợi, trong phân tử carbon monoxide CO liên kết không phải là gấp đôi mà là gấp ba, như được thể hiện rõ ràng trong hình minh họa sau:

Khả năng hóa trị của nguyên tử nitơ

Chúng ta hãy viết công thức đồ họa điện tử cho mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử nitơ:

Như có thể thấy từ hình minh họa ở trên, nguyên tử nitơ ở trạng thái bình thường có 3 electron chưa ghép cặp, và do đó thật hợp lý khi cho rằng nó có khả năng biểu hiện hóa trị III. Thật vậy, hóa trị ba được quan sát thấy trong các phân tử amoniac (NH 3), axit nitơ (HNO 2), nitơ triclorua (NCl 3), v.v..

Ở trên đã nói rằng hóa trị của một nguyên tử của một nguyên tố hóa học không chỉ phụ thuộc vào số lượng electron độc thân mà còn phụ thuộc vào sự hiện diện của các cặp electron đơn độc. Điều này là do thực tế là liên kết cộng hóa trị có thể được hình thành không chỉ khi hai nguyên tử cung cấp cho nhau một electron, mà còn khi một nguyên tử có một cặp electron đơn độc - chất cho () cung cấp nó cho một nguyên tử khác còn trống ( ) mức hóa trị quỹ đạo (chấp nhận). Những thứ kia. Đối với nguyên tử nitơ, hóa trị IV cũng có thể xảy ra do có thêm liên kết cộng hóa trị được hình thành theo cơ chế cho-chấp. Ví dụ, bốn liên kết cộng hóa trị, một trong số đó được hình thành theo cơ chế cho-chấp, được quan sát thấy trong quá trình hình thành cation amoni:

Mặc dù thực tế là một trong các liên kết cộng hóa trị được hình thành theo cơ chế cho-chấp, tất cả các liên kết N-H trong cation amoni hoàn toàn giống nhau và không khác nhau.

Nguyên tử nitơ không có khả năng thể hiện hóa trị bằng V. Điều này là do thực tế là nguyên tử nitơ không thể chuyển sang trạng thái kích thích, trong đó hai electron được ghép cặp với sự chuyển đổi của một trong số chúng sang quỹ đạo tự do có mức năng lượng gần nhất. Nguyên tử nitơ không có d-sublevel, và quá trình chuyển đổi sang quỹ đạo 3s tốn kém về mặt năng lượng đến mức chi phí năng lượng không được bù đắp bằng việc hình thành các liên kết mới. Nhiều người có thể thắc mắc, chẳng hạn, hóa trị của nitơ trong các phân tử axit nitric HNO 3 hoặc oxit nitric N 2 O 5 là gì? Thật kỳ lạ, hóa trị còn có IV, như có thể thấy từ các công thức cấu trúc sau:

Đường chấm chấm trong hình minh họa cho thấy cái gọi là được định vị π -sự liên quan. Vì lý do này, các liên kết NO cuối cùng có thể được gọi là “liên kết một rưỡi”. Các liên kết một rưỡi tương tự cũng có trong phân tử ozone O 3, benzen C 6 H 6, v.v.

Khả năng hóa trị của phốt pho

Chúng ta hãy mô tả công thức đồ họa điện tử của mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử phốt pho:

Như chúng ta thấy, cấu trúc của lớp ngoài của nguyên tử phốt pho ở trạng thái cơ bản và nguyên tử nitơ là giống nhau, và do đó thật hợp lý khi mong đợi đối với nguyên tử phốt pho, cũng như đối với nguyên tử nitơ, các hóa trị có thể bằng I, II, III và IV theo quan sát thực tế.

Tuy nhiên, không giống như nitơ, nguyên tử phốt pho cũng có d-cấp dưới với 5 quỹ đạo trống.

Về vấn đề này, nó có khả năng chuyển sang trạng thái kích thích, hấp các electron 3 S-quỹ đạo:

Do đó, hóa trị V của nguyên tử phốt pho, nguyên tử không thể tiếp cận được với nitơ, là có thể. Ví dụ, nguyên tử photpho có hóa trị 5 trong phân tử của các hợp chất như axit photphoric, photpho (V) halogenua, photpho (V) oxit, v.v..

Khả năng hóa trị của nguyên tử oxy

Công thức đồ họa điện tử cho mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử oxy có dạng:

Chúng ta thấy hai electron chưa ghép cặp ở cấp độ thứ 2, và do đó oxy có thể có hóa trị II. Cần lưu ý rằng hóa trị này của nguyên tử oxy được quan sát thấy ở hầu hết các hợp chất. Ở trên, khi xem xét khả năng hóa trị của nguyên tử carbon, chúng ta đã thảo luận về sự hình thành phân tử carbon monoxide. Liên kết trong phân tử CO là ba, do đó oxy có hóa trị ba (oxy là chất cho cặp electron).

Do nguyên tử oxy không có tác nhân bên ngoài d-cấp dưới, sự ghép đôi electron S Và P- quỹ đạo là không thể, đó là lý do tại sao khả năng hóa trị của nguyên tử oxy bị hạn chế so với các nguyên tố khác trong nhóm con của nó, ví dụ như lưu huỳnh.

Khả năng hóa trị của nguyên tử lưu huỳnh

Mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử lưu huỳnh ở trạng thái không bị kích thích:

Nguyên tử lưu huỳnh, giống như nguyên tử oxy, thường có hai electron độc thân, vì vậy chúng ta có thể kết luận rằng lưu huỳnh có thể có hóa trị bằng hai. Thật vậy, lưu huỳnh có hóa trị II, ví dụ, trong phân tử hydro sunfua H 2 S.

Như chúng ta thấy, nguyên tử lưu huỳnh xuất hiện ở mức độ bên ngoài d-cấp dưới với quỹ đạo trống. Vì lý do này, nguyên tử lưu huỳnh có thể mở rộng khả năng hóa trị của nó, không giống như oxy, do sự chuyển đổi sang trạng thái kích thích. Vì vậy, khi ghép cặp electron đơn độc 3 P-lớp dưới, nguyên tử lưu huỳnh có cấu hình điện tử ở lớp ngoài có dạng sau:

Ở trạng thái này, nguyên tử lưu huỳnh có 4 electron chưa ghép cặp, điều này cho chúng ta biết rằng các nguyên tử lưu huỳnh có thể biểu hiện hóa trị IV. Thật vậy, lưu huỳnh có hóa trị IV trong các phân tử SO 2, SF 4, SOCl 2, v.v..

Khi ghép cặp electron đơn độc thứ hai nằm ở vị trí 3 S-mức phụ, mức năng lượng bên ngoài có cấu hình:

Ở trạng thái này, có thể biểu hiện hóa trị VI. Ví dụ về các hợp chất có lưu huỳnh hóa trị VI là SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2, v.v.

Tương tự, chúng ta có thể xem xét khả năng hóa trị của các nguyên tố hóa học khác.

2. KHẢ NĂNG HÓA TRỊ

NGUYÊN TẮC HÓA HỌC

Cấu trúc mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử của các nguyên tố hóa học chủ yếu quyết định tính chất của nguyên tử của chúng. Những cấp độ này được gọi làhóa trị Các electron từ các lớp bên ngoài (đôi khi từ các lớp bên ngoài) tham gia vào quá trình hình thành các liên kết hóa học. Những electron này còn được gọi làhóa trị

hóa trị là khả năng các nguyên tử của các nguyên tố hóa học hình thành một số liên kết hóa học nhất định.

Khả năng hóa trị của các nguyên tử được xác định theo hai cách:

Số electron độc thân tham gia hình thành liên kết theo cơ chế trao đổi:

ở trạng thái đứng yên (cơ bản);

ở trạng thái kích thích.

Hãy xem xét khả năng hóa trị của nguyên tử carbon.

Sơ đồ cấu tạo của nguyên tử cacbon:
6 C +6) 2 ) 4

Trạng thái kích thích

Cấu hình điện tử

1 S 2 2 S 2 2 P 2

1 S 2 2 S 1 2 P 3

Công thức đồ họa

Hoàn thành các câu:

Số electron độc thân của nguyên tử cacbon ở trạng thái đứng yên:_____. Đây là ____ electron.

Hóa trị của nguyên tử cacbon ở trạng thái cơ bản là ____.

Số electron độc thân của nguyên tử cacbon ở trạng thái kích thích là:_____. Đây là ____ electron và _____ electron.

Hóa trị của nguyên tử cacbon ở trạng thái kích thích là ______.

Số lượng cặp electron đơn độc có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học theo cơ chế cho - nhận.

Chúng ta hãy xem xét khả năng hóa trị của nguyên tử nitơ.

Sơ đồ cấu tạo của nguyên tử nitơ:
7 N +7) 2 ) 5

Trạng thái kích thích

(nguyên tử nhận thêm năng lượng)

Cấu hình điện tử

1 S 2 2 S 2 2 P 3

Đây không phải là điều điển hình, vì ở cấp độ thứ hai không còn quỹ đạo tự do nữa và các electron ghép đôi không thể ghép đôi được.

Công thức đồ họa

Các electron chưa ghép cặp tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học thông qua cơ chế trao đổi.

Trong trường hợp này, hóa trị của nitơ bằng III.

Nhưng nguyên tử nitơ ở cấp độ ngoài thứ hai có thêm hai cặp nữaS-điện tử. Đây là một cặp electron đơn độc.

Một cặp electron đơn độc tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học theo cơ chế cho - nhận.

Khi đó hóa trị tăng thêm một đơn vị khác và sẽ bằng IV.

Nhiệm vụ củng cố:

Bài tập 1.

Xác định khả năng hóa trị của các nguyên tử lưu huỳnh và clo ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích.

Các tính chất của nguyên tử phần lớn được xác định bởi cấu trúc của lớp electron bên ngoài của nó. Các electron nằm ở lớp bên ngoài và đôi khi ở lớp điện tử áp chót của nguyên tử có thể tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học. Những electron như vậy được gọi là hóa trị Ví dụ, một nguyên tử phốt pho có 5 electron hóa trị: (Hình 1).

Cơm. 1. Công thức điện tử của nguyên tử photpho

Các electron hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố thuộc nhóm con chính nằm ở quỹ đạo s và p của lớp electron bên ngoài. Đối với các nguyên tố thuộc các phân nhóm bên, ngoại trừ lanthanide và Actinide, các electron hóa trị nằm ở quỹ đạo s của lớp ngoài và quỹ đạo d của lớp áp chót.

Hiệu lực là khả năng của một nguyên tử hình thành liên kết hóa học. Định nghĩa này và bản thân khái niệm hóa trị chỉ đúng khi xét đến các chất có loại liên kết cộng hóa trị. Đối với các hợp chất ion, khái niệm này không được áp dụng; thay vào đó, khái niệm chính thức về “trạng thái oxy hóa” được sử dụng.

Hóa trị được đặc trưng bởi số lượng cặp electron được hình thành khi một nguyên tử tương tác với các nguyên tử khác. Ví dụ, hóa trị của nitơ trong amoniac NH 3 là ba (Hình 2).

Cơm. 2. Công thức điện tử và đồ họa của phân tử amoniac

Số lượng cặp electron mà một nguyên tử có thể hình thành với các nguyên tử khác trước hết phụ thuộc vào số lượng electron chưa ghép cặp của nó. Ví dụ, một nguyên tử carbon có hai electron chưa ghép cặp theo quỹ đạo 2p (Hình 3). Từ số lượng electron chưa ghép cặp, chúng ta có thể nói rằng một nguyên tử carbon như vậy có thể biểu hiện hóa trị II.

Cơm. 3. Cấu trúc điện tử của nguyên tử cacbon ở trạng thái cơ bản

Trong tất cả các chất hữu cơ và một số hợp chất vô cơ, cacbon có hóa trị bốn. Hóa trị như vậy chỉ có thể xảy ra ở trạng thái kích thích của nguyên tử carbon, trạng thái này sẽ biến đổi khi nhận thêm năng lượng.

Ở trạng thái kích thích, các electron 2s trong nguyên tử carbon được ghép đôi, một trong số đó đi vào quỹ đạo 2p tự do. Bốn electron chưa ghép cặp có thể tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị. Trạng thái kích thích của một nguyên tử thường được biểu thị bằng “dấu hoa thị” (Hình 4).

Cơm. 4. Cấu trúc điện tử của nguyên tử cacbon ở trạng thái kích thích

Liệu nitơ có thể có hóa trị bằng 5 dựa trên số electron hóa trị của nó không? Chúng ta hãy xem xét khả năng hóa trị của nguyên tử nitơ.

Nguyên tử nitơ có hai lớp electron, trên đó chỉ có 7 electron (Hình 5).

Cơm. 5. Sơ đồ điện tử cấu tạo lớp ngoài của nguyên tử nitơ

Nitơ có thể chia sẻ ba cặp electron với ba electron khác. Một cặp electron trong quỹ đạo 2s cũng có thể tham gia vào quá trình hình thành liên kết, nhưng thông qua một cơ chế khác - chất cho-chấp, tạo thành liên kết thứ tư.

Việc ghép cặp các electron 2s trong nguyên tử nitơ là không thể, vì không có phân lớp d trên lớp electron thứ hai. Do đó, hóa trị cao nhất của nitơ là IV.

Tóm tắt bài học

Trong bài học này, bạn đã học cách xác định khả năng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học. Khi nghiên cứu tài liệu, bạn đã biết được có bao nhiêu nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác mà một nguyên tử nhất định có thể gắn vào chính nó và cũng là lý do tại sao các nguyên tố có giá trị hóa trị khác nhau.

Thư mục

1. Novoshinsky I.I., Novoshinskaya N.S. Hoá học. Sách giáo khoa phổ thông lớp 10. thành lập Cấp độ hồ sơ. - M.: LLC TID “Từ tiếng Nga - RS”, 2008. (§ 9)
2. Rudzitis G.E. Hoá học. Nguyên tắc cơ bản của hóa học nói chung. Lớp 11: giáo dục. cho giáo dục phổ thông tổ chức: cấp độ cơ bản / G.E. Viêm Rudz, F.G. Feldman. - M.: Education, OJSC “Sách giáo khoa Moscow”, 2010. (§ 5)
3. Radetsky A.M. Hoá học. Tài liệu giáo khoa. Lớp 10-11. - M.: Giáo dục, 2011.
4. Khomchenko I.D. Tuyển tập các bài tập, bài tập hóa học phổ thông. - M.: RIA “Làn sóng mới”: Nhà xuất bản Umerenkov, 2008. (tr. 8)

1. Một bộ sưu tập thống nhất các tài nguyên giáo dục kỹ thuật số (trải nghiệm video về chủ đề) ().
2. Phiên bản điện tử của tạp chí “Hóa học và cuộc sống” ().

Bài tập về nhà

1. Với. 30 Số 2.41, 2.43 trong Tuyển tập các bài tập và bài tập hóa học cấp THCS (Khomchenko I.D.), 2008.
2. Viết sơ đồ điện tử cấu tạo của nguyên tử clo trong đất và trạng thái kích thích.
3. Có bao nhiêu electron hóa trị trong một nguyên tử: a) berili; b) oxy; c) lưu huỳnh?

Hóa trị là gì? “Hóa trị của một nguyên tố hóa học là khả năng các nguyên tử của nó kết hợp với các nguyên tử khác theo những tỷ lệ nhất định”. “Hóa trị là khả năng các nguyên tử của một nguyên tố này gắn một số nguyên tử nhất định của nguyên tố khác”. “Hóa trị là tính chất của các nguyên tử khi tham gia vào hợp chất hóa học sẽ cho hoặc nhận một số electron nhất định (điện hóa) hoặc kết hợp các electron để tạo thành các cặp electron chung của hai nguyên tử (cộng hóa trị).”

Sự khác biệt giữa nguyên tử ở trạng thái cơ bản (đứng yên) và nguyên tử ở trạng thái kích thích là gì? Kết luận Khả năng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học được xác định bởi: 1) số lượng electron độc thân (quỹ đạo một electron); 2) sự hiện diện của quỹ đạo tự do; 3) sự hiện diện của các cặp electron đơn độc.

Các nguyên tố có thể có hóa trị sau: Li – III, O – IV, Ne – II? Giải thích câu trả lời của bạn bằng cách sử dụng công thức nhiễu xạ điện tử và điện tử của các nguyên tố này. Không, vì trong trường hợp này, năng lượng cần thiết để di chuyển electron (1s 2p hoặc 2p 3s) lớn đến mức không thể bù đắp bằng năng lượng giải phóng trong quá trình hình thành liên kết hóa học.

Có một loại khả năng hóa trị khác của các nguyên tử - sự hiện diện của các cặp electron đơn độc (sự hình thành liên kết cộng hóa trị theo cơ chế cho-chấp): Nguyên tử oxy, khi tạo thành ion hydronium, cung cấp một cặp electron chung, tức là. là chất cho và ion hydro là chất nhận.