Obstajajo elementi, katerih valenca je vedno konstantna, in teh je zelo malo. Toda vsi drugi elementi kažejo spremenljivo valenco.
Več lekcij na spletnem mestu
En atom drugega enovalentnega elementa je združen z enim atomom enovalentnega elementa(HCl) . Atom dvovalentnega elementa se združi z dvema atomoma enovalentnega elementa.(H2O) ali enega dvovalentnega atoma(CaO) . To pomeni, da lahko valenco elementa predstavimo kot število, ki kaže, s koliko atomi enovalentnega elementa se lahko spoji atom danega elementa. Gred elementa je število vezi, ki jih tvori atom:
Na – monovalentna (ena vez)
H – monovalentna (ena vez)
O – dvovalentna (dve vezi na atom)
S – heksavalentna (tvori šest vezi s sosednjimi atomi)
Pravila za določanje valence
elementov v povezavah
1. Gred vodik zamenjal za jaz(enota). Nato sta v skladu s formulo vode H 2 O dva atoma vodika vezana na en atom kisika.
2. kisik v svojih spojinah vedno kaže valenco II. Zato ima ogljik v spojini CO 2 (ogljikov dioksid) valenco IV.
3. Vrhunska gred enako številka skupine .
4. Najnižja valenca je enaka razliki med številom 8 (število skupin v tabeli) in številom skupine, v kateri se ta element nahaja, tj. 8 — N skupine .
5. Za kovine v podskupini "A" je gred enaka številki skupine.
6. Nekovine imajo na splošno dve valenci: višjo in nižjo.
Figurativno povedano je gred število »rok«, s katerimi se atom oprime drugih atomov. Seveda atomi nimajo "rok"; njihovo vlogo igrajo ti. valenčni elektroni.
Lahko rečeš drugače: je sposobnost atoma danega elementa, da veže določeno število drugih atomov.
Naslednja načela je treba jasno razumeti:
Obstajajo elementi s konstantno valenco (ki jih je relativno malo) in elementi s spremenljivo valenco (teh je večina).
Zapomniti si je treba elemente s konstantno valenco.
Različni kemični elementi se razlikujejo po sposobnosti tvorjenja kemičnih vezi, to je združevanja z drugimi atomi. Zato so v kompleksnih snoveh lahko le v določenih razmerjih. Ugotovimo, kako določiti valenco s pomočjo periodnega sistema.
Obstaja taka definicija valence: to je sposobnost atoma, da tvori določeno število kemičnih vezi.
Za razliko od , je ta količina vedno le pozitivna in jo označujemo z rimskimi številkami.
Ta značilnost za vodik se uporablja kot enota, ki je enaka I. Ta lastnost kaže, s koliko enovalentnimi atomi se lahko spoji določen element. Za kisik je ta vrednost vedno enaka II.
To lastnost je potrebno poznati za pravilno pisanje kemijskih formul snovi in enačb. Poznavanje te vrednosti bo pomagalo vzpostaviti razmerje med številom atomov različnih vrst v molekuli.
Ta koncept izvira iz kemije v 19. stoletju. Frankland je začel teorijo, ki pojasnjuje kombinacijo atomov v različnih razmerjih, vendar njegove ideje o "vezni sili" niso bile zelo razširjene. Odločilna vloga pri razvoju teorije je pripadala Kekuli. Lastnost tvorjenja določenega števila vezi je imenoval bazičnost. Kekulé je verjel, da je to temeljna in nespremenljiva lastnost vsake vrste atoma. Butlerov je dal pomembne dodatke k teoriji. Z razvojem te teorije je postalo mogoče vizualno prikazati molekule. To je bilo zelo koristno pri proučevanju strukture različnih snovi.
Kako lahko pomaga periodni sistem?
Valenco lahko najdete tako, da pogledate številko skupine v različici s kratkim obdobjem. Za večino elementov, za katere je ta značilnost konstantna (ima samo eno vrednost), sovpada s številko skupine.
Takšne lastnosti imajo glavne podskupine. Zakaj? Številka skupine ustreza številu elektronov v zunanji lupini. Te elektrone imenujemo valenčni elektroni. Odgovorni so za sposobnost povezovanja z drugimi atomi.
Skupino sestavljajo elementi s podobno strukturo elektronske lupine, jedrski naboj pa narašča od zgoraj navzdol. V kratkoročni obliki je vsaka skupina razdeljena na glavne in sekundarne podskupine. Predstavniki glavnih podskupin so s in p elementi, predstavniki stranskih podskupin imajo elektrone v d in f orbitalah.
Kako določiti valenco kemičnih elementov, če se spremeni? Lahko sovpada s številko skupine ali je enaka številki skupine minus osem in ima tudi druge vrednosti. Pomembno!
Višje in desno kot je element, manjša je njegova sposobnost oblikovanja odnosov. Bolj kot je pomaknjena navzdol in v levo, večja je.
V osnovnem (nevzbujenem) stanju žvepla se dva nesparjena elektrona nahajata v podravni 3p. V tem stanju se lahko poveže z dvema atomoma vodika in tvori vodikov sulfid. Če žveplo preide v bolj vzbujeno stanje, se bo en elektron premaknil na prosti 3d podnivoj in tam bodo 4 nesparjeni elektroni.
Žveplo bo postalo štirivalentno. Če mu daste še več energije, se bo še en elektron premaknil iz podravni 3s v 3d. Žveplo bo prešlo v še bolj vznemirjeno stanje in postalo šestvalentno.
Konstantno in spremenljivo
Včasih se lahko spremeni sposobnost tvorjenja kemičnih vezi. Odvisno od tega, v katero spojino je element vključen. Na primer, žveplo v H2S je dvovalentno, v SO2 je štirivalentno, v SO3 pa šestvalentno. Največja od teh vrednosti se imenuje najvišja, najmanjša pa najnižja. Najvišjo in najnižjo valenco po periodnem sistemu lahko določimo na naslednji način: najvišja sovpada s številko skupine, najnižja pa je enaka 8 minus številka skupine.
Kako določiti valenco kemičnih elementov in ali se spreminja? Ugotoviti moramo, ali imamo opravka s kovino ali nekovino. Če gre za kovino, morate ugotoviti, ali pripada glavni ali sekundarni podskupini.
- Kovine glavnih podskupin imajo stalno sposobnost tvorbe kemičnih vezi.
- Za kovine sekundarnih podskupin - spremenljivka.
- Za nekovine je tudi spremenljiva. V večini primerov ima dva pomena - višji in nižji, včasih pa je lahko več možnosti. Primeri so žveplo, klor, brom, jod, krom in drugi.
V spojinah kaže najnižjo valenco element, ki je v periodnem sistemu višji in desni, najvišjo pa tisti, ki je levo in nižje.
Pogosto ima sposobnost tvorjenja kemičnih vezi več kot dva pomena. Potem jih ne boste mogli prepoznati iz tabele, vendar se jih boste morali naučiti. Primeri takih snovi:
- ogljik;
- žveplo;
- klor;
- brom.
Kako določiti valenco elementa v formuli spojine? Če poznamo druge sestavine snovi, to ni težko. Na primer, to lastnost morate izračunati za klor v NaCl. Natrij je element glavne podskupine prve skupine, torej je enovalenten. Posledično lahko tudi klor v tej snovi ustvari samo eno vez in je tudi enovalenten.
Kako določiti valenco kemičnih elementov, če se spremeni? Lahko sovpada s številko skupine ali je enaka številki skupine minus osem in ima tudi druge vrednosti. Vendar te lastnosti ni vedno mogoče ugotoviti za vse atome v kompleksni snovi. Vzemimo za primer HClO4. Ob poznavanju lastnosti vodika lahko ugotovimo le, da je ClO4 monovalenten ostanek.
Kako drugače lahko ugotovite to vrednost?
Sposobnost oblikovanja določenega števila povezav ne sovpada vedno s številko skupine, v nekaterih primerih pa se je je treba preprosto naučiti. Tu bo na pomoč priskočila tabela valence kemičnih elementov, ki prikazuje vrednosti te vrednosti. Učbenik za kemijo za 8. razred ponuja vrednosti za sposobnost kombiniranja z drugimi atomi najpogostejših vrst atomov.
| 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 |
| Kr | 2, 3, 6 |
| S | 2, 4, 6 |
| N | 3, 4 |
| p | 3, 5 |
| Sn, Pb | 2, 4 |
| Cl, Br, I | 1, 3, 5, 7 |
Aplikacija
Treba je povedati, da kemiki trenutno skoraj ne uporabljajo koncepta valence glede na periodični sistem. Namesto tega se koncept oksidacijskega stanja uporablja za sposobnost snovi, da tvori določeno število razmerij, za snovi s strukturo - kovalenco in za snovi z ionsko strukturo - ionski naboj.
Vendar se obravnavani koncept uporablja v metodološke namene. Z njegovo pomočjo je enostavno razložiti, zakaj se atomi različnih vrst združujejo v razmerjih, ki jih opazujemo, in zakaj so ta razmerja različna za različne spojine.
Trenutno je zastarel pristop, po katerem so kombinacijo elementov v nove snovi vedno razlagali z valenco po periodnem sistemu, ne glede na vrsto vezi v spojini. Zdaj vemo, da za ionske, kovalentne in kovinske vezi obstajajo različni mehanizmi za združevanje atomov v molekule.
Uporaben video
Naj povzamemo
Z uporabo periodnega sistema ni mogoče določiti sposobnosti tvorbe kemičnih vezi za vse elemente. Pri tistih, ki izkazujejo eno valenco po periodnem sistemu, je ta v večini primerov enaka številki skupine. Če obstajata dve možnosti za to vrednost, je lahko enaka številki skupine ali osem minus številka skupine. Obstajajo tudi posebne tabele, iz katerih lahko ugotovite to značilnost.
Raven znanja o zgradbi atomov in molekul v 19. stoletju nam ni omogočala pojasniti, zakaj atomi tvorijo določeno število vezi z drugimi delci. Toda ideje znanstvenikov so bile pred svojim časom in valenca se še vedno preučuje kot eno od osnovnih načel kemije.
Iz zgodovine nastanka pojma "valenca kemičnih elementov"
Izjemen angleški kemik 19. stoletja, Edward Frankland, je uvedel izraz "vez" v znanstveno uporabo, da bi opisal proces interakcije atomov med seboj. Znanstvenik je opazil, da nekateri kemični elementi tvorijo spojine z enakim številom drugih atomov. Na primer, dušik veže tri vodikove atome na molekulo amoniaka.
Maja 1852 je Frankland postavil hipotezo, da obstaja določeno število kemičnih vezi, ki jih atom lahko tvori z drugimi drobnimi delci snovi. Frankland je uporabil besedno zvezo "kohezivna sila", da bi opisal tisto, kar se bo kasneje imenovalo valenca. Britanski kemik je ugotavljal, koliko kemičnih vezi tvorijo atomi posameznih elementov, poznanih sredi 19. stoletja. Franklandovo delo je bilo pomemben prispevek k sodobni strukturni kemiji.
Razvoj pogledov
Nemški kemik F.A. Kekule je leta 1857 dokazal, da je ogljik štiribazičen. V njegovi najpreprostejši spojini, metanu, nastanejo vezi s 4 vodikovimi atomi. Znanstvenik je uporabil izraz "bazičnost" za označevanje lastnosti elementov, da pritrdijo strogo določeno število drugih delcev. V Rusiji je podatke sistematiziral A. M. Butlerov (1861). Teorija kemijske vezi je dobila nadaljnji razvoj zahvaljujoč nauku o periodičnih spremembah lastnosti elementov. Njegov avtor je še en izjemen D.I. Mendelejev. Dokazal je, da so valenca kemičnih elementov v spojinah in druge lastnosti določene s položajem, ki ga zasedajo v periodnem sistemu.
Grafični prikaz valence in kemijske vezi
Sposobnost vizualnega prikaza molekul je ena od nedvomnih prednosti valenčne teorije. Prvi modeli so se pojavili v šestdesetih letih 19. stoletja, od leta 1864 pa so bili v uporabi, ki so predstavljali kroge s kemičnim znakom v notranjosti. Med simboli atomov je označena črtica, število teh vrstic pa je enako vrednosti valence. V istih letih so bili izdelani prvi modeli z žogo in palico (glej sliko na levi). Leta 1866 je Kekulé predlagal stereokemično risbo ogljikovega atoma v obliki tetraedra, ki jo je vključil v svoj učbenik Organska kemija.
Valenco kemijskih elementov in tvorbo vezi je proučeval G. Lewis, ki je svoja dela objavil leta 1923. To je ime za najmanjše negativno nabite delce, ki sestavljajo lupine atomov. V svoji knjigi je Lewis uporabil pike okoli štirih strani simbola elementa za predstavitev valenčnih elektronov.
Valenca vodika in kisika
Pred nastankom periodnega sistema so valenco kemičnih elementov v spojinah običajno primerjali s tistimi atomi, za katere je bila znana. Za standarda sta bila izbrana vodik in kisik. Drugi kemični element je pritegnil ali nadomestil določeno število atomov H in O.
Na ta način smo določili lastnosti spojin z enovalentnim vodikom (valenca drugega elementa je označena z rimsko številko):
- HCl - klor (I):
- H 2 O - kisik (II);
- NH 3 - dušik (III);
- CH 4 - ogljik (IV).
V oksidih K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 smo določili kisikovo valenco kovin in nekovin s podvojitvijo števila dodanih atomov O. Dobili smo naslednje vrednosti: K ( I), C (II), N (III), Si(IV), S(VI).
Kako določiti valenco kemičnih elementov
Obstajajo zakonitosti pri nastajanju kemičnih vezi, ki vključujejo skupne elektronske pare:
- Tipična valenca vodika je I.
- Običajna valenca kisika je II.
- Za nekovinske elemente lahko najnižjo valenco določimo s formulo 8 - številko skupine, v kateri se nahajajo v periodnem sistemu. Najvišjo, če je mogoče, določi številka skupine.
- Za elemente stranskih podskupin je največja možna valenca enaka številki njihove skupine v periodnem sistemu.
Določitev valence kemičnih elementov po formuli spojine se izvede z naslednjim algoritmom:
- Nad kemijskim simbolom napišite znano vrednost enega od elementov. Na primer, v Mn 2 O 7 je valenca kisika II.
- Izračunajte skupno vrednost, za katero morate valenco pomnožiti s številom atomov istega kemičnega elementa v molekuli: 2 * 7 = 14.
- Določite valenco drugega elementa, za katerega ni znan. Vrednost, dobljeno v koraku 2, delite s številom atomov Mn v molekuli.
- 14: 2 = 7. v svojem višjem oksidu - VII.
Konstantna in spremenljiva valenca
Vrednosti valence za vodik in kisik se razlikujejo. Na primer, žveplo v spojini H 2 S je dvovalentno, v formuli SO 3 pa šestvalentno. Ogljik tvori s kisikom CO monoksid in CO 2 dioksid. V prvi spojini je valenca C II, v drugi pa IV. Enaka vrednost v metanu CH 4.
Večina elementov ne kaže konstantne, ampak spremenljive valence, na primer fosfor, dušik, žveplo. Iskanje glavnih vzrokov tega pojava je privedlo do nastanka teorij kemijske vezi, idej o valenčni lupini elektronov in molekularnih orbitalah. Obstoj različnih vrednosti iste lastnosti je bil razložen s stališča zgradbe atomov in molekul.
Sodobne ideje o valenci
Vsi atomi so sestavljeni iz pozitivnega jedra, obdanega z negativno nabitimi elektroni. Zunanja lupina, ki jo tvorijo, je včasih nedokončana. Dokončana struktura je najbolj stabilna, saj vsebuje 8 elektronov (oktet). Nastanek kemijske vezi zaradi skupnih elektronskih parov vodi do energijsko ugodnega stanja atomov.
Pravilo za nastanek spojin je dokončanje lupine s sprejemanjem elektronov ali opuščanjem neparnih – odvisno kateri proces je lažji. Če atom zagotavlja negativne delce, ki nimajo para za tvorbo kemične vezi, potem tvori toliko vezi, kolikor ima nesparjenih elektronov. Po sodobnih konceptih je valenca atomov kemičnih elementov sposobnost tvorbe določenega števila kovalentnih vezi. Na primer, v molekuli vodikovega sulfida H 2 S žveplo pridobi valenco II (-), saj vsak atom sodeluje pri tvorbi dveh elektronskih parov. Znak "-" označuje privlačnost elektronskega para k bolj elektronegativnemu elementu. Pri manj elektronegativnem se valenčni vrednosti doda »+«.
Z donorsko-akceptorskim mehanizmom proces vključuje elektronske pare enega elementa in proste valenčne orbitale drugega.
Odvisnost valence od zgradbe atoma
Poglejmo si na primeru ogljika in kisika, kako je valenca kemičnih elementov odvisna od zgradbe snovi. Periodni sistem daje idejo o glavnih značilnostih ogljikovega atoma:
- kemijski simbol - C;
- številka elementa - 6;
- polnjenje jedra - +6;
- protoni v jedru - 6;
- elektroni - 6, vključno s 4 zunanjimi, od katerih 2 tvorita par, 2 - neparna.
Če ogljikov atom v CO monoksidu tvori dve vezi, potem pride v poštev samo 6 negativnih delcev. Za pridobitev okteta morajo pari tvoriti 4 zunanje negativne delce. Ogljik ima valenco IV (+) v dioksidu in IV (-) v metanu.
Atomsko število kisika je 8, valenčna lupina je sestavljena iz šestih elektronov, 2 od njih ne tvorita parov in sodelujeta v kemičnih vezeh in interakcijah z drugimi atomi. Tipična valenca kisika je II (-).
Valenca in oksidacijsko stanje
V mnogih primerih je bolj priročno uporabiti koncept "oksidacijskega stanja". To je ime za naboj na atomu, ki bi ga pridobil, če bi vse vezne elektrone prenesli na element, ki ima višjo vrednost elektronegativnosti (EO). Oksidacijsko število v enostavni snovi je nič. Oksidacijskemu stanju elementa, ki je bolj elektronegativen, se doda znak "-", manj elektronegativnemu elementu pa znak "+". Na primer, za kovine glavnih podskupin so tipična oksidacijska stanja in naboji ionov enaki številki skupine z znakom "+". V večini primerov sta valenca in oksidacijsko stanje atomov v isti spojini številčno enaki. Samo pri interakciji z bolj elektronegativnimi atomi je oksidacijsko stanje pozitivno, pri elementih z nižjim EO pa negativno. Koncept "valence" se pogosto uporablja samo za snovi z molekularno strukturo.
Atomi kemičnih elementov lahko tvorijo različno število vezi. Ta sposobnost ima posebno ime – valenca. Ugotovimo, kako določiti valenco s periodično tabelo, ugotovimo, kaj je njena razlika od stopnje oksidacijo, videli bomo vzorce, značilne za ogljik, fosfor, cink, naučili se bomo poiskati valenco kemijskih elementov.
Osnove
Valenca je sposobnost atomov različnih kemijskih elementov, da med seboj tvorijo vezi. Z drugimi besedami, lahko rečemo, da je to sposobnost atoma, da nase veže določeno število drugih atomov.
Kako določiti valenco kemičnih elementov, če se spremeni? Lahko sovpada s številko skupine ali je enaka številki skupine minus osem in ima tudi druge vrednosti. To ni vedno konstantno število za isti element. V različnih spojinah ima lahko element različne pomene.
Določitev po tabeli D.I. Mendelejev
Za določitev te sposobnosti atoma je treba vedeti, kaj skupine in podskupine periodnega sistema.
To so navpični stolpci, ki delijo vse elemente po določenem kriteriju. Glede na značilnosti se razlikujejo delitve elementov.
Ti stolpci delijo elemente na težke in lahke elemente ter podskupine - halogene, inertne pline in podobno.
Če želite torej določiti sposobnost elementa za tvorbo vezi, morate upoštevati dve pravili:
- Najvišja valenca elementa je enaka njegovi skupini.
- Najnižjo valenco dobimo kot razliko med številom 8 in številom skupine, v kateri se element nahaja.
Na primer, fosfor kaže višjo valenco V – P 2 O 5 in nižje (8-5) = 3 – PF 3.
Pri določanju tega kazalnika je treba upoštevati tudi nekaj glavnih značilnosti in značilnosti:
- Valenca vodika je vedno I – H 2 O, HNO 3, H 3 PO 4.
- Valenca je vedno enaka II - CO 2, SO 3.
- Za kovine, ki se nahajajo v glavni podskupini, je ta indikator vedno enak številki skupine - Al 2 O 3, NaOH, KH.
- Pri nekovinah se najpogosteje pojavljata samo dve valenci - višja in nižja.
Obstajajo tudi elementi, ki lahko imajo 3 ali 4 različne vrednosti ta indikator. Sem spadajo klor, bor, jod, krom, žveplo in drugi. Na primer, klor ima valenco I, III, V, VII - HCl, ClF 3, ClF 5, HClO 4.
Določitev s formulo
Za določitev s formulo lahko uporabite več pravil:
- Če je znana valenca (V) enega od elementov v dvojni spojini: recimo, da obstaja spojina ogljika in kisika CO 2 in vemo, da je valenca kisika vedno enaka II, potem lahko uporabimo naslednje pravilo: zmnožek števila atomov z njegovim V enega elementa mora biti enak zmnožku števila atomov drugega elementa z njegovim V. Tako lahko valenco ugotovimo takole - 2 × 2 (v molekuli tam sta 2 atoma kisika z V = 2), tj ogljikova valenca je 4. Oglejmo si še nekaj primerov: P 2 O 5 - tukaj je valenca fosforja = (5*2)/2 = 5. HCl - valenca klora bo enaka I, ker je v tej molekuli 1 atom vodika, in V = 1.
- Če je znana valenca več elementov, ki sestavljajo skupino: v molekuli natrijevega hidroksida NaOH je valenca kisika II, valenca vodika pa I, torej ima skupina -OH eno prosto valenco, saj ima kisik vezan samo en atom vodika in še ena vez je prosta. Natrij se mu bo pridružil. Sklepamo lahko, da je natrij enovalenten element.
Razlika med oksidacijskim stanjem in valenco
Zelo pomembno je razumeti temeljno razliko med temi pojmi. Oksidacijsko stanje je običajni električni naboj, ki ga ima jedro atoma, medtem ko je valenca število vezi, ki jih jedro elementa lahko vzpostavi.
Oglejmo si podrobneje, kaj je oksidacijsko stanje. Po sodobni teoriji zgradbe atoma je jedro elementa sestavljeno iz pozitivno nabitih protonov in nevtronov brez naboja, okoli njega pa so elektroni z negativnim nabojem, ki uravnotežijo naboj jedra in naredijo element električno nevtralen.
Če atom vzpostavi vez z drugim elementom, ga oddaja ali sprejema elektrone, to pomeni, da zapusti stanje ravnovesja in začne imeti električni naboj. Še več, če atom odda elektron, postane ta pozitivno nabit, če pa ga sprejme, postane negativno nabit.
Pozor! V spojini klora in vodika HCl vodik odda en elektron in pridobi naboj +1, klor pa prevzame elektron in postane negativen -1. V kompleksnih spojinah, HNO 3 in H 2 SO 4, bosta oksidacijski stopnji H +1 N +5 O 3 -2 in H 2 +1 S +6 O 4 -2.
Če primerjamo ti dve definiciji, lahko sklepamo, da sta valenca in oksidacijsko stanje pogosto enaki: valenca vodika +1 in valenca I, oksidacijsko stanje kisika -2 in V II, vendar je zelo pomembno vedeti, da to pravilo se ne upošteva vedno!
V organski spojini ogljika, imenovani formaldehid, in s formulo HCOH ima ogljik oksidacijsko stopnjo 0, vendar ima V 4. V vodikovem peroksidu H 2 O 2 ima kisik oksidacijsko stopnjo +1, V pa ostane enak do 2. Zato teh dveh konceptov ne bi smeli identificirati, saj lahko v nekaterih primerih to povzroči napako.
Valence skupnih elementov
vodik
Eden najpogostejših elementov v vesolju, ki ga najdemo v številnih spojinah in vedno ima V=1. To je posledica strukture njegove zunanje elektronske orbite, v kateri ima vodik 1 elektron.
Na prvi ravni ne moreta obstajati več kot dva elektrona hkrati, tako da lahko vodik odda svoj elektron in tvori vez (elektronska lupina bo ostala prazna) ali pa sprejme 1 elektron in prav tako tvori novo vez (elektron lupina bo popolnoma napolnjena).
Primer: H 2 O – 2 atoma vodika z V=1 sta povezana z dvovalentnim kisikom; HCl – monovalentni klor in vodik; HCN je cianovodikova kislina, kjer ima vodik tudi V 1.
Koncept "valenca" se je v kemiji oblikoval od začetka 19. stoletja. Angleški znanstvenik E. Frankland je opazil, da lahko vsi elementi tvorijo le določeno število vezi z atomi drugih elementov. Imenoval jo je "povezovalna sila". Kasneje je nemški znanstvenik F. A. Kekule proučeval metan in prišel do zaključka, da lahko en atom ogljika v normalnih pogojih veže le štiri atome vodika.
Imenoval ga je bazičnost. Bazičnost ogljika je štiri. To pomeni, da lahko ogljik tvori štiri vezi z drugimi elementi.
Koncept je bil nadalje razvit v delih D.I. Mendelejeva. Dmitrij Ivanovič je razvil nauk o periodičnih spremembah lastnosti preprostih snovi. Povezovalno silo je opredelil kot sposobnost elementa, da pripne določeno število atomov drugega elementa.
Določitev iz periodnega sistema
Periodni sistem omogoča enostavno določanje bazičnosti elementov. Za to potrebujete znati brati periodni sistem. Tabela ima osem skupin navpično, točke pa so razporejene vodoravno. Če je obdobje sestavljeno iz dveh vrstic, se imenuje veliko, če je sestavljeno iz ene, se imenuje majhno. Elementi so v stolpcih in skupinah neenakomerno navpično razporejeni. Valenca je vedno označena z rimskimi številkami.
Če želite določiti valenco, morate vedeti, kaj je. Za kovine glavnih podskupin je vedno konstantna, za nekovine in kovine sekundarnih podskupin pa je lahko spremenljiva.
Konstanta je enaka številki skupine. Spremenljivka je lahko višja ali nižja. Najvišja spremenljivka je enaka številki skupine, nižja pa se izračuna po formuli: osem minus številka skupine . Pri določanju se morate spomniti:
- za vodik je enak I;
- za kisik - II.
Če ima spojina atom vodika ali kisika, potem določitev njene valence ni težavna, še posebej, če imamo hidrid ali oksid.
Formula in algoritem
Najnižjo valenco imajo tisti elementi, ki se nahajajo desno in višje v tabeli. In obratno, če je element nižji in levo, potem bo višji. Da ga definiram, morate slediti univerzalnemu algoritmu:
Primer: vzemimo amonijevo spojino - NH3. Vemo, da ima vodikov atom konstantno valenco in je enak I. I pomnožimo s 3 (število atomov) – najmanjši večkratnik je 3. Dušik v tej formuli ima indeks ena. Od tod sklep: 3 delimo z 1 in ugotovimo, da je za dušik enako IIII.
Vrednost za vodik in kisik je vedno enostavno določiti. Težje je, ko je treba določiti brez njih. Na primer , spojina SiCl4. Kako v tem primeru določiti valenco elementov? Klor je v skupini 7. To pomeni, da je njegova valenca 7 ali 1 (osem minus številka skupine). Silicij je v četrti skupini, kar pomeni, da je njegov potencial za tvorbo vezi štiri. Postane logično, da ima klor v tej situaciji najnižjo valenco in je enaka I.
Sodobni učbeniki za kemijo vedno vsebujejo tabelo valence kemijskih elementov. To učencem zelo olajša nalogo. Tema se obravnava v osmem razredu - pri predmetu anorganska kemija.
Moderne predstave
Sodobne ideje o valenci ki temelji na strukturi atomov. Atom je sestavljen iz jedra in elektronov, ki se vrtijo v orbitalah.
Samo jedro je sestavljeno iz protonov in nevtronov, ki določajo atomsko težo. Da je snov stabilna, morajo biti njeni energijski nivoji napolnjeni in imeti osem elektronov.
Pri medsebojnem delovanju si elementi prizadevajo za stabilnost in bodisi opustijo svoje neparne elektrone bodisi jih sprejmejo. Interakcija poteka po načelu "kar je lažje" - dajanje ali sprejemanje elektronov. To tudi določa, kako se valenca spreminja v periodnem sistemu. Število neparnih elektronov v zunanji energijski orbitali je enako številu skupine.
Kot primer
Alkalijska kovina natrij je v prvi skupini Mendelejevega periodnega sistema. To pomeni, da ima en nesparjen elektron na svojem zunanjem energijskem nivoju. Klor je v sedmi skupini. To pomeni, da ima klor sedem neparnih elektronov. Klor potrebuje točno en elektron, da dokonča svojo energijsko raven. Natrij mu preda svoj elektron in postane stabilen v spojini. Klor prejme dodaten elektron in prav tako postane stabilen. Posledično se pojavi vez in močna povezava - NaCl - znana kuhinjska sol. Valenca klora in natrija bo v tem primeru enaka 1.