Sú prvky, ktorých valencia je vždy konštantná, a je ich veľmi málo. Ale všetky ostatné prvky vykazujú variabilnú valenciu.
Viac lekcií na stránke
Jeden atóm iného jednomocného prvku sa spája s jedným atómom jednomocného prvku(HCl) . Atóm dvojmocného prvku sa spája s dvoma atómami jednomocného prvku.(H2O) alebo jeden dvojmocný atóm(CaO) . To znamená, že valencia prvku môže byť vyjadrená ako číslo, ktoré ukazuje, s koľkými atómami jednomocného prvku sa môže spojiť atóm daného prvku. Driek prvku je počet väzieb, ktoré tvorí atóm:
Na – monovalentný (jedna väzba)
H – monovalentný (jedna väzba)
O – dvojmocný (dve väzby na atóm)
S – šesťmocný (tvorí šesť väzieb so susednými atómami)
Pravidlá určovania valencie
prvky v spojeniach
1. Hriadeľ vodík omylom za ja(jednotka). Potom, v súlade so vzorcom voda H20, sú dva atómy vodíka pripojené k jednému atómu kyslíka.
2. Kyslík vo svojich zlúčeninách vždy vykazuje valenciu II. Preto uhlík v zlúčenine CO 2 (oxid uhličitý) má valenciu IV.
3. Najvyšší hriadeľ rovná číslo skupiny .
4. Najnižšia valencia sa rovná rozdielu medzi číslom 8 (počet skupín v tabuľke) a číslom skupiny, v ktorej sa tento prvok nachádza, t.j. 8 — N skupiny .
5. Pre kovy v podskupinách „A“ sa hriadeľ rovná číslu skupiny.
6. Nekovy vo všeobecnosti vykazujú dve valencie: vyššiu a nižšiu.
Obrazne povedané, hriadeľ je počet „ramien“, ktorými sa atóm drží na iných atómoch. Atómy prirodzene nemajú žiadne „ruky“; ich úlohu zohráva tzv. valenčné elektróny.
Môžete to povedať inak: je schopnosť atómu daného prvku pripojiť určitý počet ďalších atómov.
Je potrebné jasne pochopiť nasledujúce zásady:
Existujú prvky s konštantnou valenciou (ktorých je relatívne málo) a prvky s premenlivou valenciou (ktorých je väčšina).
Treba pamätať na prvky s konštantnou valenciou.
Rôzne chemické prvky sa líšia svojou schopnosťou vytvárať chemické väzby, to znamená spájať sa s inými atómami. Preto v komplexných látkach môžu byť prítomné len v určitých pomeroch. Poďme zistiť, ako určiť valenciu pomocou periodickej tabuľky.
Existuje taká definícia valencie: je to schopnosť atómu tvoriť určitý počet chemických väzieb. Na rozdiel od , je táto veličina vždy len kladná a označuje sa rímskymi číslicami.
Táto charakteristika pre vodík sa používa ako jednotka, ktorá sa rovná I. Táto vlastnosť ukazuje, s koľkými jednomocnými atómami sa môže daný prvok spojiť. Pre kyslík sa táto hodnota vždy rovná II.
Pre správne písanie chemických vzorcov látok a rovníc je potrebné poznať túto charakteristiku. Poznanie tejto hodnoty pomôže stanoviť vzťah medzi počtom atómov rôznych typov v molekule.
Tento koncept vznikol v chémii v 19. storočí. Teória vysvetľujúca kombináciu atómov v rôznych pomeroch bola priekopníkom Franklanda, ale jeho predstavy o „väzbovej sile“ neboli veľmi rozšírené. Rozhodujúca úloha vo vývoji teórie patrila Kekulovi. Vlastnosť tvorby určitého počtu väzieb nazval zásaditosťou. Kekulé veril, že ide o základnú a nemennú vlastnosť každého typu atómu. Butlerov urobil dôležité dodatky k teórii. S rozvojom tejto teórie bolo možné vizuálne zobraziť molekuly. To bolo veľmi užitočné pri štúdiu štruktúry rôznych látok.
Ako môže pomôcť periodická tabuľka?
Valenciu nájdete podľa čísla skupiny v krátkodobej verzii. Pre väčšinu prvkov, pre ktoré je táto charakteristika konštantná (má len jednu hodnotu), sa zhoduje s číslom skupiny.
Takéto vlastnosti majú hlavné podskupiny. prečo? Číslo skupiny zodpovedá počtu elektrónov vo vonkajšom obale. Tieto elektróny sa nazývajú valenčné elektróny. Sú zodpovedné za schopnosť spájať sa s inými atómami.
Skupina pozostáva z prvkov s podobnou štruktúrou elektronického obalu a jadrový náboj sa zvyšuje zhora nadol. V krátkodobej forme je každá skupina rozdelená na hlavnú a vedľajšiu podskupinu. Predstaviteľmi hlavných podskupín sú prvky s a p, zástupcovia vedľajších podskupín majú elektróny v orbitáloch d a f.
Ako určiť valenciu chemických prvkov, ak sa mení? Môže sa zhodovať s číslom skupiny alebo sa môže rovnať číslu skupiny mínus osem a môže mať aj iné hodnoty.
Dôležité!Čím vyššie a vpravo je prvok, tým menšia je jeho schopnosť vytvárať vzťahy. Čím viac je posunutý nadol a doľava, tým je väčší.
Spôsob, akým sa valencia mení v periodickej tabuľke pre konkrétny typ atómu, závisí od štruktúry jeho elektrónového obalu. Síra môže byť napríklad di-, tetra- a šesťmocná.
V základnom (neexcitovanom) stave síry sú dva nepárové elektróny umiestnené na úrovni 3p. V tomto stave sa môže spojiť s dvoma atómami vodíka a vytvoriť sírovodík. Ak síra prejde do excitovanejšieho stavu, potom sa jeden elektrón presunie do voľnej 3d podúrovne a budú tam 4 nepárové elektróny.
Síra sa stane štvormocnou. Ak mu dáte ešte viac energie, potom sa ďalší elektrón presunie z podúrovne 3s do 3d. Síra prejde do ešte viac vzrušeného stavu a stane sa šesťmocnou.
Konštantné a premenlivé
Niekedy sa môže zmeniť schopnosť vytvárať chemické väzby. Závisí to od toho, v ktorej zlúčenine je prvok zahrnutý. Napríklad síra v H2S je dvojmocná, v SO2 je štvormocná a v SO3 je šesťmocná. Najväčšia z týchto hodnôt sa nazýva najvyššia a najmenšia sa nazýva najnižšia. Najvyššia a najnižšia valencia podľa periodickej tabuľky môže byť stanovená takto: najvyššia sa zhoduje s číslom skupiny a najnižšia sa rovná 8 mínus číslo skupiny.
Ako určiť valenciu chemických prvkov a či sa mení? Musíme zistiť, či ide o kov alebo nekov. Ak ide o kov, musíte zistiť, či patrí do hlavnej alebo vedľajšej podskupiny.
- Kovy hlavných podskupín majú stálu schopnosť vytvárať chemické väzby.
- Pre kovy sekundárnych podskupín - variabilné.
- Pre nekovy je tiež variabilný. Vo väčšine prípadov to má dva významy – vyšší a nižší, no niekedy môže existovať väčší počet možností. Ide napríklad o síru, chlór, bróm, jód, chróm a iné.
V zlúčeninách najnižšiu valenciu vykazuje prvok, ktorý je v periodickej tabuľke vyššie a vpravo, najvyššie je ten, ktorý je vľavo a nižšie.
Schopnosť vytvárať chemické väzby má často viac ako dva významy. Potom ich nebudete vedieť rozoznať zo stola, ale budete sa ich musieť naučiť. Príklady takýchto látok:
- uhlík;
- síra;
- chlór;
- bróm.
Ako určiť valenciu prvku vo vzorci zlúčeniny? Ak je to známe pre iné zložky látky, nie je to ťažké. Napríklad musíte vypočítať túto vlastnosť pre chlór v NaCl. Sodík je prvkom hlavnej podskupiny prvej skupiny, je teda monovalentný. V dôsledku toho môže chlór v tejto látke vytvárať aj len jednu väzbu a je tiež monovalentný.
Dôležité! Nie vždy je však možné túto vlastnosť zistiť pre všetky atómy v komplexnej látke. Vezmime si ako príklad HClO4. Keď poznáme vlastnosti vodíka, môžeme len zistiť, že ClO4 je monovalentný zvyšok.
Ako inak môžete zistiť túto hodnotu?
Schopnosť vytvoriť určitý počet spojení sa nie vždy zhoduje s číslom skupiny a v niektorých prípadoch sa to bude musieť jednoducho naučiť. Tu príde na záchranu tabuľka valencie chemických prvkov, ktorá ukazuje hodnoty tejto hodnoty. Učebnica chémie pre 8. ročník poskytuje hodnoty pre schopnosť kombinovať s inými atómami najbežnejšie typy atómov.
| 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 |
Aplikácia
Stojí za zmienku, že chemici v súčasnosti takmer nepoužívajú pojem valencie podľa periodickej tabuľky. Namiesto toho sa pre schopnosť látky vytvárať určitý počet vzťahov používa pojem oxidačný stav, pre látky so štruktúrou - kovalencia a pre látky s iónovou štruktúrou - iónový náboj.
Uvažovaný koncept sa však používa na metodické účely. S jeho pomocou je ľahké vysvetliť, prečo sa atómy rôznych typov spájajú v pomeroch, ktoré pozorujeme, a prečo sú tieto pomery rôzne pre rôzne zlúčeniny.
V súčasnosti je zastaraný prístup, podľa ktorého sa spojenie prvkov do nových látok vždy vysvetľovalo pomocou valencie podľa periodickej tabuľky, bez ohľadu na typ väzby v zlúčenine. Teraz vieme, že pre iónové, kovalentné a kovové väzby existujú rôzne mechanizmy spájania atómov do molekúl.
Užitočné video
Poďme si to zhrnúť
Pomocou periodickej tabuľky nie je možné určiť schopnosť vytvárať chemické väzby pre všetky prvky. Pre tie, ktoré vykazujú jednu valenciu podľa periodickej tabuľky, sa vo väčšine prípadov rovná číslu skupiny. Ak sú pre túto hodnotu dve možnosti, potom sa môže rovnať číslu skupiny alebo osem mínus číslo skupiny. Existujú aj špeciálne tabuľky, podľa ktorých môžete túto charakteristiku zistiť.
Úroveň vedomostí o štruktúre atómov a molekúl v 19. storočí nám neumožnila vysvetliť dôvod, prečo atómy vytvárajú určitý počet väzieb s inými časticami. Myšlienky vedcov však predbehli svoju dobu a valencia sa stále študuje ako jeden zo základných princípov chémie.
Z histórie vzniku pojmu „valencia chemických prvkov“
Vynikajúci anglický chemik 19. storočia Edward Frankland zaviedol pojem „väzba“ do vedeckého používania, aby opísal proces vzájomného vzájomného pôsobenia atómov. Vedec si všimol, že niektoré chemické prvky tvoria zlúčeniny s rovnakým počtom iných atómov. Napríklad dusík viaže tri atómy vodíka na molekulu amoniaku.
V máji 1852 Frankland vyslovil hypotézu, že existuje špecifický počet chemických väzieb, ktoré môže atóm vytvoriť s inými drobnými časticami hmoty. Frankland použil frázu „kohézna sila“ na opis toho, čo by sa neskôr nazývalo valencia. Britský chemik určil, koľko chemických väzieb tvoria atómy jednotlivých prvkov známych v polovici 19. storočia. Franklandova práca bola dôležitým príspevkom k modernej štruktúrnej chémii.
Vývoj názorov
Nemecký chemik F.A. Kekule v roku 1857 dokázal, že uhlík je štvorsýtny. V jeho najjednoduchšej zlúčenine, metáne, vznikajú väzby so 4 atómami vodíka. Vedec použil výraz „zásaditosť“ na označenie vlastnosti prvkov pripojiť presne definovaný počet iných častíc. V Rusku údaje systematizoval A. M. Butlerov (1861). Teória chemickej väzby sa ďalej rozvíjala vďaka doktríne periodických zmien vlastností prvkov. Jeho autorom je ďalší vynikajúci D.I. Dokázal, že valencia chemických prvkov v zlúčeninách a ďalšie vlastnosti sú určené pozíciou, ktorú zaujímajú v periodickej tabuľke.
Grafické znázornenie valencie a chemickej väzby
Schopnosť vizuálne zobraziť molekuly je jednou z nepochybných výhod valenčnej teórie. Prvé modely sa objavili v 60. rokoch 19. storočia a od roku 1864 sa používali na znázornenie kruhov s chemickým znakom vo vnútri. Medzi symbolmi atómov je uvedená pomlčka a počet týchto riadkov sa rovná hodnote valencie. V tých istých rokoch boli vyrobené prvé modely guľôčkových palíc (pozri fotografiu vľavo). V roku 1866 Kekule navrhol stereochemický nákres atómu uhlíka vo forme štvorstenu, ktorý zahrnul do svojej učebnice Organická chémia.
Valenciou chemických prvkov a tvorbou väzieb sa zaoberal G. Lewis, ktorý publikoval svoje práce v roku 1923. Takto sa nazývajú najmenšie negatívne nabité častice, ktoré tvoria obaly atómov. Lewis vo svojej knihe použil bodky okolo štyroch strán symbolu prvku na znázornenie valenčných elektrónov.
Valencia vodíka a kyslíka
Pred vytvorením periodickej tabuľky sa valencia chemických prvkov v zlúčeninách zvyčajne porovnávala s tými atómami, pre ktoré bola známa. Ako štandardy boli zvolené vodík a kyslík. Iný chemický prvok pritiahol alebo nahradil určitý počet atómov H a O.
Týmto spôsobom boli stanovené vlastnosti zlúčenín s jednomocným vodíkom (valencia druhého prvku je označená rímskou číslicou):
- HCl - chlór (I):
- H20 - kyslík (II);
- NH3 - dusík (III);
- CH4 - uhlík (IV).
V oxidoch K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 bola kyslíková valencia kovov a nekovov stanovená zdvojnásobením počtu pridaných atómov O. Získali sa tieto hodnoty: K (. I), C(II), N(III), Si(IV), S(VI).
Ako určiť valenciu chemických prvkov
Existujú zákonitosti pri tvorbe chemických väzieb zahŕňajúcich zdieľané elektrónové páry:
- Typická valencia vodíka je I.
- Obvyklá valencia kyslíka je II.
- Pre nekovové prvky možno najnižšiu valenciu určiť podľa vzorca 8 - číslo skupiny, v ktorej sa nachádzajú v periodickej tabuľke prvkov. Najvyššie, ak je to možné, je určené číslom skupiny.
- Pre prvky vedľajších podskupín je maximálna možná valencia rovnaká ako ich číslo skupiny v periodickej tabuľke.
Stanovenie valencie chemických prvkov podľa vzorca zlúčeniny sa vykonáva pomocou nasledujúceho algoritmu:
- Napíšte známu hodnotu jedného z prvkov nad chemickú značku. Napríklad v Mn207 je valencia kyslíka II.
- Vypočítajte celkovú hodnotu, pre ktorú musíte vynásobiť valenciu počtom atómov toho istého chemického prvku v molekule: 2 * 7 = 14.
- Určte valenciu druhého prvku, pre ktorý nie je známy. Vydeľte hodnotu získanú v kroku 2 počtom atómov Mn v molekule.
- 14: 2 = 7. vo svojom vyššom oxide - VII.
Konštantná a premenlivá valencia
Hodnoty valencie pre vodík a kyslík sa líšia. Napríklad síra v zlúčenine H2S je dvojmocná a vo vzorci S03 je šesťmocná. Uhlík tvorí s kyslíkom oxid CO a oxid CO 2 . V prvej zlúčenine je valencia C II a v druhej je IV. Rovnaká hodnota v metáne CH 4.
Väčšina prvkov nevykazuje konštantnú, ale premenlivú mocnosť, napríklad fosfor, dusík, síra. Hľadanie hlavných príčin tohto javu viedlo k vzniku teórií chemických väzieb, predstáv o valenčnom obale elektrónov a molekulových orbitáloch. Existencia rôznych hodnôt tej istej vlastnosti bola vysvetlená z hľadiska štruktúry atómov a molekúl.
Moderné predstavy o valencii
Všetky atómy pozostávajú z kladného jadra obklopeného záporne nabitými elektrónmi. Vonkajší obal, ktorý tvoria, je niekedy nedokončený. Hotová štruktúra je najstabilnejšia, obsahuje 8 elektrónov (oktet). Vznik chemickej väzby v dôsledku zdieľaných elektrónových párov vedie k energeticky priaznivému stavu atómov.
Pravidlom pre tvorbu zlúčenín je dokončenie obalu prijatím elektrónov alebo odovzdaním nepárových - podľa toho, ktorý proces je jednoduchší. Ak atóm poskytuje negatívne častice, ktoré nemajú pár na vytvorenie chemickej väzby, potom tvorí toľko väzieb, koľko má nepárových elektrónov. Podľa moderných koncepcií je valencia atómov chemických prvkov schopnosťou vytvárať určitý počet kovalentných väzieb. Napríklad v molekule sírovodíka H2S získava síra valenciu II (-), pretože každý atóm sa podieľa na tvorbe dvoch elektrónových párov. Znamienko "-" označuje príťažlivosť elektrónového páru k elektronegatívnejšiemu prvku. Pre menej elektronegatívne sa k hodnote valencie pripočíta „+“.
S mechanizmom donor-akceptor proces zahŕňa elektrónové páry jedného prvku a voľné valenčné orbitály druhého prvku.
Závislosť valencie od štruktúry atómu
Uvažujme na príklade uhlíka a kyslíka, ako mocnosť chemických prvkov závisí od štruktúry látky. Periodická tabuľka poskytuje predstavu o hlavných charakteristikách atómu uhlíka:
- chemický symbol - C;
- číslo prvku - 6;
- jadrové nabíjanie - +6;
- protóny v jadre - 6;
- elektróny - 6, vrátane 4 vonkajších, z ktorých 2 tvoria pár, 2 - nepárové.
Ak atóm uhlíka v oxide CO vytvorí dve väzby, potom sa použije iba 6 negatívnych častíc. Na získanie oktetu musia páry vytvoriť 4 vonkajšie negatívne častice. Uhlík má valenciu IV (+) v oxide a IV (-) v metáne.
Atómové číslo kyslíka je 8, valenčný obal pozostáva zo šiestich elektrónov, z ktorých 2 netvoria páry a zúčastňujú sa chemických väzieb a interakcií s inými atómami. Typická valencia kyslíka je II (-).
Valencia a oxidačný stav
V mnohých prípadoch je vhodnejšie použiť pojem „oxidačný stav“. Toto je názov pre náboj na atóme, ktorý by získal, keby sa všetky väzbové elektróny preniesli na prvok, ktorý má vyššiu hodnotu elektronegativity (EO). Oxidačné číslo v jednoduchej látke je nula. Znamienko „-“ sa pridá k oxidačnému stavu prvku, ktorý je viac elektronegatívny, k oxidačnému stavu prvku, ktorý je menej elektronegatívny, sa pridá znamienko „+“. Napríklad pre kovy hlavných podskupín sú typické oxidačné stavy a iónové náboje rovné číslu skupiny so znamienkom „+“. Vo väčšine prípadov sú valencia a oxidačný stav atómov v tej istej zlúčenine číselne rovnaké. Len pri interakcii s viac elektronegatívnymi atómami je oxidačný stav pozitívny, u prvkov s nižším EO je negatívny. Pojem „valencia“ sa často používa iba na látky s molekulárnou štruktúrou.
Atómy chemických prvkov môžu vytvárať rôzny počet väzieb. Táto schopnosť má špeciálny názov - valencia. Poďme zistiť, ako určiť valenciu pomocou periodickej tabuľky, zistiť, čo to je jeho rozdiel od stupňa oxidáciu, uvidíme vzory charakteristické pre uhlík, fosfor, zinok, naučíme sa nájsť valenciu chemických prvkov.
V kontakte s
Základné informácie
Valencia je schopnosť atómov rôznych chemických prvkov vytvárať medzi sebou väzby. Inými slovami, môžeme povedať, že ide o schopnosť atómu pripojiť k sebe určitý počet ďalších atómov.
Dôležité! Toto nie je vždy konštantné číslo pre ten istý prvok. V rôznych zlúčeninách môže mať prvok rôzne významy.
Stanovenie podľa tabuľky D.I. Mendelejev
Na určenie tejto schopnosti atómu je potrebné vedieť akú skupiny a podskupiny periodickej tabuľky.
Sú to vertikálne stĺpce, ktoré rozdeľujú všetky prvky podľa určitého kritéria. V závislosti od charakteristiky sa rozlišujú pododdelenia prvkov.
Tieto stĺpce rozdeľujú prvky na ťažké a ľahké prvky, ako aj podskupiny - halogény, inertné plyny a pod.
Ak chcete určiť schopnosť prvku vytvárať väzby, musíte sa riadiť dvoma pravidlami:
- Najvyššia valencia prvku sa rovná jeho skupinovému číslu.
- Najnižšiu valenciu nájdeme ako rozdiel medzi číslom 8 a číslom skupiny, v ktorej sa prvok nachádza.
Napríklad fosfor vykazuje vyššiu valenciu V – P 2 O 5 a nižšie (8-5) = 3 – PF 3.
Pri určovaní tohto ukazovateľa tiež stojí za zmienku niekoľko hlavných charakteristík a vlastností:
- Valencia vodíka je vždy I – H 2 O, HNO 3, H 3 PO 4.
- Valencia sa vždy rovná II - CO 2, SO 3.
- Pre kovy, ktoré sa nachádzajú v hlavnej podskupine, sa tento ukazovateľ vždy rovná číslu skupiny - Al 2 O 3, NaOH, KH.
- U nekovov sa najčastejšie objavujú len dve valencie – vyššie a nižšie.
Existujú aj prvky, ktoré môžu mať 3 alebo 4 rôzne hodnoty tento ukazovateľ. Patria sem chlór, bór, jód, chróm, síra a iné. Napríklad chlór má valenciu I, III, V, VII - HCl, ClF3, ClF5, HCl04, v tomto poradí.
Stanovenie podľa vzorca
Na určenie podľa vzorca môžete použiť niekoľko pravidiel:
- Ak je známa valencia (V) jedného z prvkov v dvojitej zlúčenine: povedzme, že existuje zlúčenina uhlíka a kyslíka CO 2 a vieme, že valencia kyslíka je vždy rovná II, potom môžeme použiť nasledujúce pravidlo: súčin počtu atómov podľa jeho V jedného prvku by sa mal rovnať súčinu počtu atómov iného prvku jeho V. Valenciu teda môžeme nájsť takto - 2 × 2 (v molekule je sú 2 atómy kyslíka s V = 2), tj uhlíková valencia je 4. Uvažujme ešte niekoľko príkladov: P 2 O 5 - tu je valencia fosforu = (5*2)/2 = 5. HCl - valencia chlóru bude rovná I, keďže v tejto molekule je 1 atóm vodíka, a V = 1.
- Ak je známa valencia viacerých prvkov, ktoré tvoria skupinu: v molekule hydroxidu sodného NaOH je valencia kyslíka II a valencia vodíka I, teda skupina -OH má jednu voľnú valenciu, pretože kyslík má pripojený iba jeden atóm vodíka a ešte jedna väzba je voľná. Sodík sa k nemu pripojí. Môžeme konštatovať, že sodík je jednomocný prvok.
Rozdiel medzi oxidačným stavom a valenciou
Je veľmi dôležité pochopiť zásadný rozdiel medzi týmito pojmami. Oxidačný stav je konvenčný elektrický náboj, ktorý má jadro atómu, zatiaľ čo valencia je počet väzieb, ktoré môže jadro prvku vytvoriť.
Pozrime sa bližšie na to, aký je oxidačný stav. Podľa modernej teórie atómovej štruktúry sa jadro prvku skladá z kladne nabitých protónov a neutrónov bez náboja a okolo neho sú elektróny so záporným nábojom, ktoré vyrovnávajú náboj jadra a robia prvok elektricky neutrálnym.
Ak atóm vytvorí väzbu s iným prvkom, to daruje alebo prijíma elektróny, to znamená, že opustí stav rovnováhy a začne mať elektrický náboj. Navyše, ak sa atóm vzdá elektrónu, nabije sa kladne a ak ho prijme, nabije sa záporne.
Pozor! V zlúčenine chlóru a vodíka HCl vodík odovzdá jeden elektrón a získa náboj +1 a chlór vezme elektrón a stane sa záporným -1. V komplexných zlúčeninách, HNO 3 a H 2 SO 4, budú oxidačné stavy H + 1 N + 5 O 3 -2 a H 2 + 1 S + 6 O 4 -2.
Porovnaním týchto dvoch definícií môžeme dospieť k záveru, že valencia a oxidačný stav sú často rovnaké: valencia vodíka +1 a valencia I, oxidačný stav kyslíka -2 a V II, ale je veľmi dôležité mať na pamäti, že toto pravidlo nie je vždy dodržané!
V organickej zlúčenine uhlíka nazývanej formaldehyd a vzorca HCOH má uhlík oxidačný stav 0, ale má V 4. V peroxide vodíka H 2 O 2 má kyslík oxidačný stav +1, ale V zostáva rovnaký až 2. Preto by tieto dva pojmy nemali byť identifikované, pretože v niektorých prípadoch to môže viesť k chybe.
Valencie spoločných prvkov
Vodík
Jeden z najrozšírenejších prvkov vo vesmíre, ktorý sa nachádza v mnohých zlúčeninách a má vždy V=1. Je to spôsobené štruktúrou jeho vonkajšieho elektrónového orbitálu, v ktorom má vodík 1 elektrón.
Na prvej úrovni nemôžu byť naraz viac ako dva elektróny, takže vodík sa môže buď vzdať svojho elektrónu a vytvoriť väzbu (elektrónový obal zostane prázdny), alebo prijať 1 elektrón, čím sa vytvorí nová väzba (elektrón škrupina bude úplne naplnená).
Príklad: H 2 O – 2 atómy vodíka s V=1 sú spojené s dvojmocným kyslíkom; HCl – jednomocný chlór a vodík; HCN je kyselina kyanovodíková, kde vodík tiež vykazuje V 1.
Pojem „valencia“ sa v chémii formoval od začiatku 19. storočia. Anglický vedec E. Frankland si všimol, že všetky prvky môžu vytvárať len určitý počet väzieb s atómami iných prvkov. Nazval to „spojovacia sila“. Neskôr nemecký vedec F.A. Kekule študoval metán a dospel k záveru, že jeden atóm uhlíka môže za normálnych podmienok pripojiť iba štyri atómy vodíka.
Nazval to zásaditosťou. Zásaditosť uhlíka je štyri. To znamená, že uhlík môže tvoriť štyri väzby s inými prvkami.
Koncept bol ďalej rozvinutý v dielach D.I. Dmitrij Ivanovič vyvinul doktrínu periodických zmien vlastností jednoduchých látok. Spojovaciu silu definoval ako schopnosť prvku pripojiť určitý počet atómov iného prvku.
Stanovenie z periodickej tabuľky
Periodická tabuľka uľahčuje určenie zásaditosti prvkov. Na to potrebujete vedieť čítať periodickú tabuľku. Tabuľka má osem skupín vertikálne a bodky sú usporiadané horizontálne. Ak sa obdobie skladá z dvoch riadkov, potom sa nazýva veľké, a ak pozostáva z jedného, nazýva sa malé. Prvky sú rozmiestnené nerovnomerne vertikálne v stĺpcoch a skupinách. Valencia je vždy označená rímskymi číslicami.
Ak chcete určiť valenciu, musíte vedieť, čo to je. Pre kovy hlavných podskupín je vždy konštantná, ale pre nekovy a kovy vedľajších podskupín môže byť premenlivá.
Konštanta sa rovná číslu skupiny. Premenná môže byť vyššia alebo nižšia. Najvyššia premenná sa rovná číslu skupiny a najnižšia sa vypočíta podľa vzorca: osem mínus číslo skupiny . Pri určovaní je potrebné pamätať na:
- pre vodík sa rovná I;
- pre kyslík - II.
Ak má zlúčenina atóm vodíka alebo kyslíka, nie je ťažké určiť jej mocenstvo, najmä ak máme hydrid alebo oxid.
Vzorec a algoritmus
Najnižšia valencia je pre tie prvky, ktoré sú v tabuľke umiestnené vpravo a vyššie. A naopak, ak je prvok nižšie a vľavo, potom bude vyšší. Aby som to definoval, musíte postupovať podľa univerzálneho algoritmu:
Príklad: zoberme si zlúčeninu amoniaku - NH3. Vieme, že atóm vodíka má konštantnú mocnosť a rovná sa I. I vynásobíme 3 (počet atómov) - najmenší násobok je 3. Dusík v tomto vzorci má index jedna. Z toho vyplýva záver: vydelíme 3 číslom 1 a zistíme, že pre dusík sa rovná IIII.
Hodnotu vodíka a kyslíka je vždy ľahké určiť. Ťažšie je to vtedy, keď to treba určiť bez nich. Napríklad zlúčenina SiCl4. Ako určiť valenciu prvkov v tomto prípade? Chlór patrí do skupiny 7. To znamená, že jeho valencia je buď 7 alebo 1 (osem mínus číslo skupiny). Kremík je vo štvrtej skupine, čo znamená, že jeho potenciál na vytváranie väzieb je štyri. Je logické, že chlór má v tejto situácii najnižšiu mocnosť a rovná sa I.
Moderné učebnice chémie vždy obsahujú tabuľku valencie chemických prvkov. Študentom sa tak úloha výrazne zjednoduší. Téma sa študuje v ôsmom ročníku - na predmete anorganická chémia.
Moderné reprezentácie
Moderné predstavy o valencii na základe štruktúry atómov. Atóm sa skladá z jadra a elektrónov rotujúcich v orbitáloch.
Samotné jadro sa skladá z protónov a neutrónov, ktoré určujú atómovú hmotnosť. Aby bola látka stabilná, jej energetické hladiny musia byť naplnené a mať osem elektrónov.
Pri interakcii sa prvky snažia o stabilitu a buď sa vzdajú svojich nepárových elektrónov, alebo ich prijmú. Interakcia prebieha podľa princípu „čo je jednoduchšie“ - dáva alebo prijíma elektróny. To tiež určuje, ako sa mení valencia v periodickej tabuľke. Počet nepárových elektrónov vo vonkajšom energetickom orbitále sa rovná číslu skupiny.
Ako príklad
Alkalický kov sodík je v prvej skupine Mendelejevovej periodickej tabuľky. To znamená, že má jeden nepárový elektrón vo svojej vonkajšej energetickej úrovni. Chlór je v siedmej skupine. To znamená, že chlór má sedem nepárových elektrónov. Chlór potrebuje presne jeden elektrón na dokončenie svojej energetickej hladiny. Sodík mu daruje svoj elektrón a v zlúčenine sa stáva stabilným. Chlór získava ďalší elektrón a tiež sa stáva stabilným. V dôsledku toho sa objaví väzba a pevné spojenie - NaCl - známa kuchynská soľ. Valencia chlóru a sodíka bude v tomto prípade rovná 1.