Koji naučnik je uveo koncept valencije? Šta je valencija? Elementi sa konstantnom valentnošću

Postoji nekoliko definicija pojma „valencija“. Najčešće se ovaj pojam odnosi na sposobnost atoma jednog elementa da vežu određeni broj atoma drugih elemenata. Često oni koji tek počinju da studiraju hemiju imaju pitanje: Kako odrediti valenciju elementa? To je lako učiniti ako znate nekoliko pravila.

Valencije konstantne i varijabilne

Razmotrimo jedinjenja HF, H2S i CaH2. U svakom od ovih primjera, jedan atom vodika vezuje za sebe samo jedan atom drugog kemijskog elementa, što znači da je njegova valencija jednaka jedinici. Vrijednost valencije je upisana iznad simbola hemijskog elementa rimskim brojevima.

U datom primjeru, atom fluora je vezan za samo jedan monovalentni H atom, što znači da je njegova valencija također 1. Atom sumpora u H2S već veže dva H atoma za sebe, tako da je dvovalentan u ovom spoju. Kalcijum u svom hidridu CaH2 je takođe vezan za dva atoma vodonika, što znači da je njegova valencija dva.

Kiseonik u velikoj većini njegovih jedinjenja je dvovalentan, odnosno formira dve hemijske veze sa drugim atomima.

U prvom slučaju, atom sumpora vezuje dva atoma kiseonika za sebe, odnosno formira ukupno 4 hemijske veze (jedan kiseonik formira dve veze, što znači sumpor - dva puta 2), odnosno njegova valencija je 4.

U spoju SO3 sumpor veže tri O atoma, pa je njegova valencija 6 (tri puta stvara dvije veze sa svakim atomom kisika). Atom kalcija veže samo jedan atom kisika, formirajući s njim dvije veze, što znači da je njegova valencija ista kao kod O, odnosno jednaka 2.

Imajte na umu da je atom H monovalentan u bilo kojem spoju. Valencija kiseonika je uvek (osim hidronijum jona H3O(+)) jednaka 2. Kalcijum formira dve hemijske veze sa vodonikom i kiseonikom. To su elementi sa konstantnom valentnošću. Pored već navedenih, stalnu valentnost imaju sljedeće:

• Li, Na, K, F - monovalentni;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - imaju valenciju II;
• B, Al i Ga su trovalentni.

Atom sumpora, za razliku od razmatranih slučajeva, u kombinaciji sa vodonikom ima valenciju II, a sa kiseonikom može biti tetra- ili heksavalentan. Za atome takvih elemenata se kaže da imaju promjenjivu valenciju. Štaviše, njegova maksimalna vrijednost u većini slučajeva poklapa se s brojem grupe u kojoj se element nalazi u periodnom sistemu (pravilo 1).

Postoji mnogo izuzetaka od ovog pravila. Dakle, element 1 grupe bakra pokazuje valencije i I i II. Gvožđe, kobalt, nikl, dušik, fluor, naprotiv, imaju maksimalnu valenciju manju od broja grupe. Dakle, za Fe, Co, Ni to su II i III, za N - IV, a za fluor - I.

Minimalna vrijednost valencije uvijek odgovara razlici između broja 8 i broja grupe (pravilo 2).

Koja je valencija elemenata za koje je promjenljiva, moguće je nedvosmisleno odrediti samo po formuli određene tvari.

Određivanje valencije u binarnom spoju

Razmotrimo kako odrediti valenciju elementa u binarnom spoju (od dva elementa). Ovdje postoje dvije opcije: u spoju, valencija atoma jednog elementa je točno poznata, ili obje čestice imaju promjenjivu valenciju.

Prvi slučaj:

Slučaj dva:

Određivanje valencije pomoću formule čestica od tri elementa.

Ne sastoje se sve hemijske supstance od dvoatomskih molekula. Kako odrediti valenciju elementa u čestici od tri elementa? Razmotrimo ovo pitanje na primjeru formula dvaju spojeva K2Cr2O7.

Ako, umjesto kalija, formula sadrži željezo, ili neki drugi element s promjenjivom valentnošću, morat ćemo znati koja je valencija kiselinskog ostatka. Na primjer, trebate izračunati valencije atoma svih elemenata u kombinaciji s formulom FeSO4.

Treba napomenuti da se termin „valencija“ češće koristi u organskoj hemiji. Prilikom sastavljanja formula za anorganske spojeve često se koristi koncept „oksidacijskog stanja“.

Na časovima hemije već ste se upoznali sa pojmom valencije hemijskih elemenata. Sve korisne informacije o ovoj temi prikupili smo na jednom mjestu. Koristite ga kada se pripremate za državni ispit i Jedinstveni državni ispit.

Valentnost i hemijska analiza

Valence– sposobnost atoma hemijskih elemenata da uđu u hemijska jedinjenja sa atomima drugih elemenata. Drugim riječima, to je sposobnost atoma da formira određeni broj kemijskih veza s drugim atomima.

S latinskog se riječ “valencija” prevodi kao “snaga, sposobnost”. Veoma korektno ime, zar ne?

Koncept "valencije" jedan je od osnovnih u hemiji. Uveden je čak i prije nego što su naučnici znali strukturu atoma (daleke 1853. godine). Stoga, dok smo proučavali strukturu atoma, ona je pretrpjela neke promjene.

Dakle, sa stanovišta elektronske teorije, valencija je direktno povezana sa brojem spoljašnjih elektrona atoma elementa. To znači da se "valencija" odnosi na broj elektronskih parova koje atom ima sa drugim atomima.

Znajući to, naučnici su bili u stanju da opišu prirodu hemijske veze. Ona leži u činjenici da par atoma supstance dijeli par valentnih elektrona.

Možete pitati, kako su hemičari iz 19. veka mogli da opišu valenciju čak i kada su verovali da nema čestica manjih od atoma? To ne znači da je bilo tako jednostavno – oslanjali su se na hemijsku analizu.

Kroz hemijsku analizu, naučnici iz prošlosti utvrdili su sastav hemijskog jedinjenja: koliko atoma različitih elemenata se nalazi u molekulu dotične supstance. Da bi se to postiglo, bilo je potrebno utvrditi kolika je točna masa svakog elementa u uzorku čiste (bez nečistoća) tvari.

Istina, ova metoda nije bez nedostataka. Jer valencija elementa se može odrediti na ovaj način samo u njegovoj jednostavnoj kombinaciji sa uvijek monovalentnim vodonikom (hidrid) ili uvijek dvovalentnim kisikom (oksid). Na primjer, valencija dušika u NH 3 je III, pošto je jedan atom vodonika vezan za tri atoma dušika. A valencija ugljenika u metanu (CH 4), po istom principu, je IV.

Ova metoda za određivanje valencije prikladna je samo za jednostavne tvari. Ali u kiselinama na ovaj način možemo odrediti samo valenciju jedinjenja kao što su kiseli ostaci, ali ne i svih elemenata (osim poznate valencije vodonika) pojedinačno.

Kao što ste već primijetili, valencija je označena rimskim brojevima.

Valencija i kiseline

Pošto valencija vodika ostaje nepromijenjena i dobro vam je poznata, lako možete odrediti valencu kiselinskog ostatka. Tako, na primjer, u H 2 SO 3 valencija SO 3 je I, u HClO 3 valencija SlO 3 je I.

Na sličan način, ako je poznata valencija kiselinskog ostatka, lako je zapisati tačnu formulu kiseline: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valencija i formule

Koncept valencije ima smisla samo za supstance molekularne prirode i nije baš pogodan za opisivanje hemijskih veza u jedinjenjima klasterske, jonske, kristalne prirode, itd.

Indeksi u molekularnim formulama tvari odražavaju broj atoma elemenata koji ih čine. Poznavanje valencije elemenata pomaže u pravilnom postavljanju indeksa. Na isti način, gledajući molekularnu formulu i indekse, možete odrediti valencije sastavnih elemenata.

Ovakve zadatke radite na časovima hemije u školi. Na primjer, imajući kemijsku formulu tvari u kojoj je poznata valencija jednog od elemenata, lako možete odrediti valenciju drugog elementa.

Da biste to učinili, samo trebate zapamtiti da je u tvari molekularne prirode broj valencija oba elementa jednak. Stoga, koristite najmanji zajednički višekratnik (koji odgovara broju slobodnih valencija potrebnih za spoj) da odredite valenciju elementa koji vam je nepoznat.

Da bude jasno, uzmimo formulu željeznog oksida Fe 2 O 3. Ovde u formiranju hemijske veze učestvuju dva atoma gvožđa sa valencijom III i 3 atoma kiseonika sa valencijom II. Njihov najmanji zajednički višekratnik je 6.

• Primjer: imate formule Mn 2 O 7. Znate valencu kiseonika, lako je izračunati da je najmanji zajednički višekratnik 14, pa je valencija Mn VII.

Na sličan način možete učiniti suprotno: zapišite ispravnu kemijsku formulu tvari, znajući valencije njenih elemenata.

• Primjer: da bismo ispravno napisali formulu fosfor-oksida, uzimamo u obzir valenciju kisika (II) i fosfora (V). To znači da je najmanji zajednički višekratnik za P i O 10. Prema tome, formula ima sljedeći oblik: P 2 O 5.

Poznavajući dobro svojstva elemenata koje ispoljavaju u raznim jedinjenjima, moguće je odrediti njihovu valenciju čak i po izgledu takvih jedinjenja.

Na primjer: bakreni oksidi su crvene (Cu 2 O) i crne (CuO) boje. Bakarni hidroksidi su obojeni žuto (CuOH) i plavo (Cu(OH) 2).

Da bi vam kovalentne veze u tvarima bile vizualnije i razumljivije, napišite njihove strukturne formule. Linije između elemenata predstavljaju veze (valenciju) koje nastaju između njihovih atoma:

Karakteristike valencije

Danas se određivanje valencije elemenata zasniva na poznavanju strukture spoljašnjih elektronskih omotača njihovih atoma.

Valencija može biti:

• konstanta (metali glavnih podgrupa);
• varijabilni (nemetali i metali sekundarnih grupa):
• viša valencija;
• niža valencija.

Sljedeće ostaje konstantno u različitim hemijskim jedinjenjima:

• valencija vodonika, natrijuma, kalijuma, fluora (I);
• valencija kiseonika, magnezijuma, kalcijuma, cinka (II);
• valencija aluminijuma (III).

Ali valencija željeza i bakra, broma i hlora, kao i mnogih drugih elemenata mijenja se kada formiraju različite kemijske spojeve.

Teorija valencije i elektrona

U okviru elektronske teorije, valencija atoma se određuje na osnovu broja nesparenih elektrona koji učestvuju u formiranju elektronskih parova sa elektronima drugih atoma.

U formiranju hemijskih veza sudjeluju samo elektroni koji se nalaze u vanjskoj ljusci atoma. Stoga je maksimalna valencija kemijskog elementa broj elektrona u vanjskoj elektronskoj ljusci njegovog atoma.

Koncept valencije je usko povezan sa periodičnim zakonom, koji je otkrio D. I. Mendeljejev. Ako pažljivo pogledate periodni sistem, lako ćete uočiti: pozicija elementa u periodnom sistemu i njegova valencija su neraskidivo povezani. Najveća valencija elemenata koji pripadaju istoj grupi odgovara rednom broju grupe u periodnom sistemu.

Najnižu valenciju ćete saznati kada od broja grupa u periodnom sistemu (ima ih osam) oduzmete broj grupe elementa koji vas zanima.

Na primjer, valencija mnogih metala poklapa se s brojevima grupa u tabeli periodičnih elemenata kojima pripadaju.

Tabela valencije hemijskih elemenata

Serijski broj chem. element (atomski broj)	Ime	Hemijski simbol	Valence
1	Vodonik Helijum Lithium Berilijum Karbon Azot / dušik Kiseonik Fluor Neon / Neon Natrijum/Natrijum Magnezijum / Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor / Fosfor Sumpor/Sumpor Hlor Argon / Argon Kalijum/Kalijum Kalcijum Scandium / Scandium Titanijum Vanadijum Chrome / Chromium Mangan / Mangan Iron Kobalt Nikl Bakar Cink Galij germanijum Arsen/Arsen Selen Brom Krypton / Krypton Rubidijum / Rubidijum Stroncijum / Stroncijum Itrij / Itrij Cirkonijum / Cirkonijum Niobij / Niobij molibden Tehnecij / Tehnecij Rutenijum / Rutenijum Rodijum Paladij Srebro Kadmijum Indija Tin/Tin Antimon / Antimon Telurijum / Telurijum Jod / Jod Xenon / Xenon cezijum Barijum / Barijum Lantan / Lantan Cerium Praseodymium / Praseodymium Neodim / Neodimijum Promethium / Promethium Samarium / Samarium Europium Gadolinium / Gadolinium Terbijum / Terbij Disprozijum / Disprozijum Holmijum Erbium Tulij Ytterbium / Ytterbium Lutecij / Lutecij Hafnij / Hafnij Tantal / Tantal Volfram/Tungsten renijum / renijum Osmijum / Osmijum Iridijum / Iridijum Platinum Zlato Merkur Talij / Talij Lead/Lead Bizmut Polonijum Astatin Radon / Radon Francium Radijum Actinium Torijum Proaktinijum / Protaktinijum Uranijum / Uranijum	H	I (I), II, III, IV, V I, (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) I, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) I, (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) Nema podataka Nema podataka (II), III, IV, (V), VI

One valencije koje elementi koji ih posjeduju rijetko pokazuju date su u zagradama.

Valentnost i oksidaciono stanje

Dakle, govoreći o stepenu oksidacije, misli se da atom u supstanciji jonske (što je važno) prirode ima određeni konvencionalni naboj. A ako je valencija neutralna karakteristika, tada oksidacijsko stanje može biti negativno, pozitivno ili jednako nuli.

Zanimljivo je da za atom istog elementa, ovisno o elementima s kojima tvori hemijsko jedinjenje, valencija i oksidacijsko stanje mogu biti isti (H 2 O, CH 4 itd.) ili različiti (H 2 O 2, HNO 3 ).

Zaključak

Produbljujući svoje znanje o strukturi atoma, naučit ćete dublje i detaljnije o valenciji. Ovaj opis hemijskih elemenata nije iscrpan. Ali ima veliki praktični značaj. Kao što ste i sami vidjeli više puta, rješavanje problema i provođenje kemijskih eksperimenata u svojim lekcijama.

Ovaj članak je osmišljen da vam pomogne da organizirate svoje znanje o valentnosti. I također vas podsjetiti kako se može odrediti i gdje se koristi valencija.

Nadamo se da će vam ovaj materijal biti od koristi za pripremu domaće zadaće i samopripremu za testove i ispite.

blog.site, pri kopiranju materijala u cijelosti ili djelimično, potrebna je veza do originalnog izvora.

Hemijska formula odražava sastav (strukturu) hemijskog jedinjenja ili jednostavne supstance. Na primjer, H 2 O - dva atoma vodika su povezana s atomom kisika. Hemijske formule sadrže i neke informacije o strukturi supstance: na primjer, Fe(OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - ove formule ukazuju na neke stabilne grupe (OH, SO 4) koje su dio tvari - njegove molekula, formula ili strukturna jedinica (FU ili SE).

Molekularna formula označava broj atoma svakog elementa u molekulu. Molekularna formula opisuje samo tvari s molekularnom strukturom (gasovi, tekućine i neke čvrste tvari). Sastav tvari s atomskom ili jonskom strukturom može se opisati samo simbolima jedinica formule.

Jedinice formule označavaju najjednostavniji odnos između broja atoma različitih elemenata u tvari. Na primjer, jedinica formule benzena je CH, molekulska formula je C 6 H 6.

Strukturna (grafička) formula označava red povezivanja atoma u molekulu (kao i u PU i CE) i broj veza između atoma.

Razmatranje takvih formula dovelo je do ideje o valencija(valentia - snaga) - kao sposobnost atoma datog elementa da za sebe veže određeni broj drugih atoma. Mogu se razlikovati tri tipa valencije: stehiometrijska (uključujući oksidaciono stanje), strukturna i elektronska.

Stehiometrijska valencija. Kvantitativni pristup određivanju valencije pokazao se mogućim nakon što je uspostavljen koncept „ekvivalenata“ i njegova definicija prema zakonu ekvivalenata. Na osnovu ovih koncepata možemo uvesti ideju o stehiometrijska valencija je broj ekvivalenata koje dati atom može sebi prikačiti, ili je broj ekvivalenata u atomu. Ekvivalenti su određeni brojem atoma vodika, tada V sh zapravo znači broj atoma vodika (ili njemu ekvivalentnih čestica) sa kojima dati atom u interakciji.

V stx = Z B ili V stx = . (1.1)

Na primjer, u SO 3 ( S= +6), Z B (S) je jednako 6 V stx (S) = 6.

Ekvivalent vodonika je 1, tako da je za elemente u jedinjenjima ispod, Z B (Cl) = 1, Z B (O) = 2, Z B (N) = 3 i Z B (C) = 4. Numerička vrijednost stehiometrijska valencija se obično označava rimskim brojevima:

I I I II III I IV I

HCl, H 2 O, NH 3, CH 4.

U slučajevima kada se element ne kombinuje sa vodonikom, valencija elementa koji se traži određuje se iz elementa čija je valencija poznata. Najčešće se nalazi pomoću kisika, jer je njegova valencija u spojevima obično jednaka dva. Na primjer, u vezama:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Prilikom određivanja stehiometrijske valencije elementa koristeći formulu binarnog spoja, treba imati na umu da ukupna valencija svih atoma jednog elementa mora biti jednaka ukupnoj valentnosti svih atoma drugog elementa.

Poznavajući valenciju elemenata, možete stvoriti kemijsku formulu tvari. Prilikom sastavljanja hemijskih formula možete slijediti sljedeći postupak:

1. Upišite pored hemijskih simbola elemenata koji čine jedinjenje: KO AlCl AlO ;

2. Njihova valencija je naznačena iznad simbola hemijskih elemenata:

I II III I III II

3. Koristeći gornje pravilo, odredite najmanji zajednički višekratnik brojeva koji izražavaju stehiometrijsku valencu oba elementa (2, 3 i 6, redom).

Dijeljenjem najmanjeg zajedničkog višekratnika sa valentnošću odgovarajućeg elementa, dobiju se indeksi:

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3 .

Primjer 1. Napravite formulu za hlor oksid, znajući da je hlor u njemu sedmovalentan, a kiseonik dvovalentan.

Rješenje. Pronalazimo najmanji umnožak brojeva 2 i 7 - jednak je 14. Dijelimo najmanji zajednički umnožak sa stehiometrijskom valencijom odgovarajućeg elementa, nalazimo indekse: za atome hlora 14/7 = 2, za atome kiseonika 14 /2 = 7.

Formula oksida je -Cl 2 O 7.

Oksidacijsko stanje također karakterizira sastav tvari i jednaka je stehiometrijskoj valenciji sa znakom plus (za metal ili elektropozitivniji element u molekuli) ili minus.

 = ±V stx. (1.2)

w je definisan kroz V stx, dakle kroz ekvivalent, a to znači da je w(H) = ±1; nadalje, w svih ostalih elemenata u različitim jedinjenjima može se pronaći eksperimentalno. Posebno je važno da određeni broj elemenata uvijek ili gotovo uvijek ima konstantna oksidacijska stanja.

Korisno je zapamtiti sljedeća pravila za određivanje oksidacijskih stanja.

1. w(H) = ±1 (. w = +1 u H 2 O, HCl; . w = –1 u NaH, CaH 2);

2. F(fluor) u svim jedinjenjima ima w = –1, preostali halogeni sa metalima, vodonikom i drugim elektropozitivnijim elementima također imaju w = –1.

3. Kiseonik u običnim jedinjenjima ima. w = –2 (izuzetak su vodikov peroksid i njegovi derivati ​​– H 2 O 2 ili BaO 2, kod kojih kiseonik ima oksidaciono stanje od –1, kao i kiseonik fluorid OF 2, u kojem je oksidaciono stanje kiseonika +2 ).

4. Alkalni (Li – Fr) i zemnoalkalni (Ca – Ra) metali uvek imaju oksidaciono stanje jednako broju grupe, odnosno +1 i +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La i lantanidi (osim Ce) – w = +3.

6. Najveće oksidaciono stanje elementa jednako je broju grupe periodnog sistema, a najniže = (broj grupe - 8). Na primjer, najveći w (S) = +6 u SO 3, najniži w = -2 u H 2 S.

7. Pretpostavlja se da su oksidaciona stanja jednostavnih supstanci nula.

8. Oksidacijska stanja jona jednaka su njihovom naboju.

9. Oksidacijska stanja elemenata u spoju se međusobno poništavaju tako da je njihov zbir za sve atome u molekulskoj ili neutralnoj formuli nula, a za jon njegov naboj. Ovo se može koristiti za određivanje nepoznatog oksidacijskog stanja od poznatih i stvaranje formula za višeelementna jedinjenja.

Primjer 2. Odrediti stepen oksidacije hroma u soli K 2 CrO 4 i u jonu Cr 2 O 7 2 - .

Rješenje. Prihvatamo w(K) = +1, w(O) =-2. Za strukturnu jedinicu K 2 CrO 4 imamo:

2 . (+1) + X + 4 . (-2) = 0, dakle X =w(Cr) = +6.

Za jon Cr 2 O 7 2 - imamo: 2 . X + 7 . (-2) =-2, X =w(Cr) = +6.

Odnosno, oksidaciono stanje hroma je isto u oba slučaja.

Primjer 3. Odrediti stepen oksidacije fosfora u jedinjenjima P 2 O 3 i PH 3.

Rješenje. U jedinjenju P 2 O 3 w(O) = -2. Na osnovu činjenice da algebarski zbir oksidacionih stanja molekula mora biti jednak nuli, nalazimo oksidaciono stanje fosfora: 2. X + 3. (-2) = 0, dakle X =w(P) = +3.

U spoju PH 3 w(H) = +1, dakle X + 3.(+1) = 0. X =w(P) =-3.

Primjer 4. Napišite formule oksida koji se mogu dobiti termičkom razgradnjom dolje navedenih hidroksida:

H 2 SiO 3 ; Fe(OH) 3 ; H 3 AsO 4 ; H2WO4; Cu(OH)2.

Rješenje. H 2 SiO 3 - odredimo oksidaciono stanje silicijuma: w(H) = +1, w(O) =-2, dakle: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0.w(Si) = X = +4. Izrađujemo formulu oksida-SiO 2.

Fe(OH) 3 - naelektrisanje hidrokso grupe je -1, dakle w(Fe) = +3 i formula odgovarajućeg oksida je Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 - oksidaciono stanje arsena u kiselini: 3. (+1) +X+ 4 . (-2) = 0.X=w(As) = +5. Dakle, formula oksida je As 2 O 5.

H 2 WO 4 -w(W) u kiselini je +6, pa je formula odgovarajućeg oksida WO 3.

Cu(OH) 2 - pošto postoje dvije hidrokso grupe, čiji je naboj -1, stoga je w(Cu) = +2 i formula oksida je -CuO.

Većina elemenata ima nekoliko oksidacijskih stanja.

Razmotrimo kako, koristeći tabelu D.I. Mendeljejev može odrediti glavna oksidaciona stanja elemenata.

Stabilna oksidaciona stanja elemenata glavnih podgrupa može se odrediti prema sljedećim pravilima:

1. Elementi grupa I-III imaju samo jedno oksidaciono stanje - pozitivno i jednako po vrijednosti brojevima grupa (osim talijuma koji ima w = +1 i +3).

Za elemente grupa IV-VI, pored pozitivnog oksidacionog stanja koje odgovara broju grupe, i negativnog, jednakog razlici između broja 8 i broja grupe, postoje i srednja oksidaciona stanja, koja se obično razlikuju za 2 jedinice. Za grupu IV, oksidaciona stanja su, respektivno, +4, +2, -2, -4; za elemente grupe V, odnosno -3, -1 +3 +5; a za grupu VI - +6, +4, -2.

3. Elementi VII grupe imaju sva oksidaciona stanja od +7 do -1, koja se razlikuju za dve jedinice, tj. +7, +5, +3, +1 i -1. U grupi halogena se oslobađa fluor koji nema pozitivna oksidaciona stanja i u jedinjenjima sa drugim elementima postoji samo u jednom oksidacionom stanju -1. (Postoji nekoliko halogenih spojeva s ravnomjernim oksidacijskim stanjima: ClO, ClO 2, itd.)

Elementi bočne podgrupe ne postoji jednostavan odnos između stabilnih oksidacionih stanja i broja grupe. Za neke elemente sekundarnih podgrupa, stabilna oksidaciona stanja treba jednostavno zapamtiti. Ovi elementi uključuju:

Cr (+3 i +6), Mn (+7, +6, +4 i +2), Fe, Co i Ni (+3 i +2), Cu (+2 i +1), Ag (+1 ), Au (+3 i +1), Zn i Cd (+2), Hg (+2 i +1).

Za sastavljanje formula za tro- i višeelementna jedinjenja prema oksidacionim stanjima potrebno je poznavati oksidaciona stanja svih elemenata. U ovom slučaju, broj atoma elemenata u formuli se određuje iz uvjeta da je zbir oksidacijskih stanja svih atoma jednak naboju jedinice formule (molekula, jon). Na primjer, ako je poznato da nenabijena jedinica formule sadrži atome K, Cr i O sa oksidacijskim stanjima jednakim +1, +6 i -2, tada će ovaj uvjet biti zadovoljen formulama K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 i mnogi drugi; slično tome, ovaj ion s nabojem -2 koji sadrži Cr +6 i O - 2 odgovarat će formulama CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 -, itd.

3. Elektronska valencija V - broj hemijskih veza koje formira dati atom.

Na primjer, u molekuli H 2 O 2 H ¾ O

V stx (O) = 1, V c.h. (O) = 2, V .(O) = 2

To jest, postoje hemijska jedinjenja u kojima se stehiometrijske i elektronske valencije ne poklapaju; oni uključuju, na primjer, kompleksna jedinjenja.

Koordinacija i elektronske valencije su detaljnije obrađene u temama “Kemijsko vezivanje” i “Složeni spojevi”.

Na časovima hemije već ste se upoznali sa pojmom valencije hemijskih elemenata. Sve korisne informacije o ovoj temi prikupili smo na jednom mjestu. Koristite ga kada se pripremate za državni ispit i Jedinstveni državni ispit.

Valentnost i hemijska analiza

Valence– sposobnost atoma hemijskih elemenata da uđu u hemijska jedinjenja sa atomima drugih elemenata. Drugim riječima, to je sposobnost atoma da formira određeni broj kemijskih veza s drugim atomima.

S latinskog se riječ “valencija” prevodi kao “snaga, sposobnost”. Veoma korektno ime, zar ne?

Koncept "valencije" jedan je od osnovnih u hemiji. Uveden je čak i prije nego što su naučnici znali strukturu atoma (daleke 1853. godine). Stoga, dok smo proučavali strukturu atoma, ona je pretrpjela neke promjene.

Dakle, sa stanovišta elektronske teorije, valencija je direktno povezana sa brojem spoljašnjih elektrona atoma elementa. To znači da se "valencija" odnosi na broj elektronskih parova koje atom ima sa drugim atomima.

Znajući to, naučnici su bili u stanju da opišu prirodu hemijske veze. Ona leži u činjenici da par atoma supstance dijeli par valentnih elektrona.

Možete pitati, kako su hemičari iz 19. veka mogli da opišu valenciju čak i kada su verovali da nema čestica manjih od atoma? To ne znači da je bilo tako jednostavno – oslanjali su se na hemijsku analizu.

Kroz hemijsku analizu, naučnici iz prošlosti utvrdili su sastav hemijskog jedinjenja: koliko atoma različitih elemenata se nalazi u molekulu dotične supstance. Da bi se to postiglo, bilo je potrebno utvrditi kolika je točna masa svakog elementa u uzorku čiste (bez nečistoća) tvari.

Istina, ova metoda nije bez nedostataka. Jer valencija elementa se može odrediti na ovaj način samo u njegovoj jednostavnoj kombinaciji sa uvijek monovalentnim vodonikom (hidrid) ili uvijek dvovalentnim kisikom (oksid). Na primjer, valencija dušika u NH 3 je III, pošto je jedan atom vodonika vezan za tri atoma dušika. A valencija ugljenika u metanu (CH 4), po istom principu, je IV.

Ova metoda za određivanje valencije prikladna je samo za jednostavne tvari. Ali u kiselinama na ovaj način možemo odrediti samo valenciju jedinjenja kao što su kiseli ostaci, ali ne i svih elemenata (osim poznate valencije vodonika) pojedinačno.

Kao što ste već primijetili, valencija je označena rimskim brojevima.

Valencija i kiseline

Pošto valencija vodika ostaje nepromijenjena i dobro vam je poznata, lako možete odrediti valencu kiselinskog ostatka. Tako, na primjer, u H 2 SO 3 valencija SO 3 je I, u HClO 3 valencija SlO 3 je I.

Na sličan način, ako je poznata valencija kiselinskog ostatka, lako je zapisati tačnu formulu kiseline: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valencija i formule

Koncept valencije ima smisla samo za supstance molekularne prirode i nije baš pogodan za opisivanje hemijskih veza u jedinjenjima klasterske, jonske, kristalne prirode, itd.

Indeksi u molekularnim formulama tvari odražavaju broj atoma elemenata koji ih čine. Poznavanje valencije elemenata pomaže u pravilnom postavljanju indeksa. Na isti način, gledajući molekularnu formulu i indekse, možete odrediti valencije sastavnih elemenata.

Ovakve zadatke radite na časovima hemije u školi. Na primjer, imajući kemijsku formulu tvari u kojoj je poznata valencija jednog od elemenata, lako možete odrediti valenciju drugog elementa.

Da biste to učinili, samo trebate zapamtiti da je u tvari molekularne prirode broj valencija oba elementa jednak. Stoga, koristite najmanji zajednički višekratnik (koji odgovara broju slobodnih valencija potrebnih za spoj) da odredite valenciju elementa koji vam je nepoznat.

Da bude jasno, uzmimo formulu željeznog oksida Fe 2 O 3. Ovde u formiranju hemijske veze učestvuju dva atoma gvožđa sa valencijom III i 3 atoma kiseonika sa valencijom II. Njihov najmanji zajednički višekratnik je 6.

• Primjer: imate formule Mn 2 O 7. Znate valencu kiseonika, lako je izračunati da je najmanji zajednički višekratnik 14, pa je valencija Mn VII.

Na sličan način možete učiniti suprotno: zapišite ispravnu kemijsku formulu tvari, znajući valencije njenih elemenata.

• Primjer: da bismo ispravno napisali formulu fosfor-oksida, uzimamo u obzir valenciju kisika (II) i fosfora (V). To znači da je najmanji zajednički višekratnik za P i O 10. Prema tome, formula ima sljedeći oblik: P 2 O 5.

Poznavajući dobro svojstva elemenata koje ispoljavaju u raznim jedinjenjima, moguće je odrediti njihovu valenciju čak i po izgledu takvih jedinjenja.

Na primjer: bakreni oksidi su crvene (Cu 2 O) i crne (CuO) boje. Bakarni hidroksidi su obojeni žuto (CuOH) i plavo (Cu(OH) 2).

Da bi vam kovalentne veze u tvarima bile vizualnije i razumljivije, napišite njihove strukturne formule. Linije između elemenata predstavljaju veze (valenciju) koje nastaju između njihovih atoma:

Karakteristike valencije

Danas se određivanje valencije elemenata zasniva na poznavanju strukture spoljašnjih elektronskih omotača njihovih atoma.

Valencija može biti:

• konstanta (metali glavnih podgrupa);
• varijabilni (nemetali i metali sekundarnih grupa):
• viša valencija;
• niža valencija.

Sljedeće ostaje konstantno u različitim hemijskim jedinjenjima:

• valencija vodonika, natrijuma, kalijuma, fluora (I);
• valencija kiseonika, magnezijuma, kalcijuma, cinka (II);
• valencija aluminijuma (III).

Ali valencija željeza i bakra, broma i hlora, kao i mnogih drugih elemenata mijenja se kada formiraju različite kemijske spojeve.

Teorija valencije i elektrona

U okviru elektronske teorije, valencija atoma se određuje na osnovu broja nesparenih elektrona koji učestvuju u formiranju elektronskih parova sa elektronima drugih atoma.

U formiranju hemijskih veza sudjeluju samo elektroni koji se nalaze u vanjskoj ljusci atoma. Stoga je maksimalna valencija kemijskog elementa broj elektrona u vanjskoj elektronskoj ljusci njegovog atoma.

Koncept valencije je usko povezan sa periodičnim zakonom, koji je otkrio D. I. Mendeljejev. Ako pažljivo pogledate periodni sistem, lako ćete uočiti: pozicija elementa u periodnom sistemu i njegova valencija su neraskidivo povezani. Najveća valencija elemenata koji pripadaju istoj grupi odgovara rednom broju grupe u periodnom sistemu.

Najnižu valenciju ćete saznati kada od broja grupa u periodnom sistemu (ima ih osam) oduzmete broj grupe elementa koji vas zanima.

Na primjer, valencija mnogih metala poklapa se s brojevima grupa u tabeli periodičnih elemenata kojima pripadaju.

Tabela valencije hemijskih elemenata

Serijski broj chem. element (atomski broj)	Ime	Hemijski simbol	Valence
1	Vodonik Helijum Lithium Berilijum Karbon Azot / dušik Kiseonik Fluor Neon / Neon Natrijum/Natrijum Magnezijum / Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor / Fosfor Sumpor/Sumpor Hlor Argon / Argon Kalijum/Kalijum Kalcijum Scandium / Scandium Titanijum Vanadijum Chrome / Chromium Mangan / Mangan Iron Kobalt Nikl Bakar Cink Galij germanijum Arsen/Arsen Selen Brom Krypton / Krypton Rubidijum / Rubidijum Stroncijum / Stroncijum Itrij / Itrij Cirkonijum / Cirkonijum Niobij / Niobij molibden Tehnecij / Tehnecij Rutenijum / Rutenijum Rodijum Paladij Srebro Kadmijum Indija Tin/Tin Antimon / Antimon Telurijum / Telurijum Jod / Jod Xenon / Xenon cezijum Barijum / Barijum Lantan / Lantan Cerium Praseodymium / Praseodymium Neodim / Neodimijum Promethium / Promethium Samarium / Samarium Europium Gadolinium / Gadolinium Terbijum / Terbij Disprozijum / Disprozijum Holmijum Erbium Tulij Ytterbium / Ytterbium Lutecij / Lutecij Hafnij / Hafnij Tantal / Tantal Volfram/Tungsten renijum / renijum Osmijum / Osmijum Iridijum / Iridijum Platinum Zlato Merkur Talij / Talij Lead/Lead Bizmut Polonijum Astatin Radon / Radon Francium Radijum Actinium Torijum Proaktinijum / Protaktinijum Uranijum / Uranijum	H	I (I), II, III, IV, V I, (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) I, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) I, (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) Nema podataka Nema podataka (II), III, IV, (V), VI

One valencije koje elementi koji ih posjeduju rijetko pokazuju date su u zagradama.

Valentnost i oksidaciono stanje

Dakle, govoreći o stepenu oksidacije, misli se da atom u supstanciji jonske (što je važno) prirode ima određeni konvencionalni naboj. A ako je valencija neutralna karakteristika, tada oksidacijsko stanje može biti negativno, pozitivno ili jednako nuli.

Zanimljivo je da za atom istog elementa, ovisno o elementima s kojima tvori hemijsko jedinjenje, valencija i oksidacijsko stanje mogu biti isti (H 2 O, CH 4 itd.) ili različiti (H 2 O 2, HNO 3 ).

Zaključak

Produbljujući svoje znanje o strukturi atoma, naučit ćete dublje i detaljnije o valenciji. Ovaj opis hemijskih elemenata nije iscrpan. Ali ima veliki praktični značaj. Kao što ste i sami vidjeli više puta, rješavanje problema i provođenje kemijskih eksperimenata u svojim lekcijama.

Ovaj članak je osmišljen da vam pomogne da organizirate svoje znanje o valentnosti. I također vas podsjetiti kako se može odrediti i gdje se koristi valencija.

Nadamo se da će vam ovaj materijal biti od koristi za pripremu domaće zadaće i samopripremu za testove i ispite.

web stranicu, kada kopirate materijal u cijelosti ili djelomično, link na izvor je obavezan.

Valencija je sposobnost atoma da vežu za sebe određeni broj drugih atoma.

Jedan atom drugog monovalentnog elementa je u kombinaciji sa jednim atomom monovalentnog elementa(HCl) . Atom dvovalentnog elementa se kombinuje sa dva atoma monovalentnog elementa.(H2O) ili jedan dvovalentni atom(CaO) . To znači da se valencija elementa može predstaviti kao broj koji pokazuje s koliko atoma monovalentnog elementa se atom datog elementa može kombinirati. Valentnost elementa je broj veza koje atom formira:

N / A – monovalentna (jedna veza)

H – monovalentna (jedna veza)

O – dvovalentni (dvije veze za svaki atom)

S – heksavalentna (tvori šest veza sa susjednim atomima)

Pravila za određivanje valencije
elemenata u spojevima

1. Valence vodonik pogrešno za I(jedinica). Zatim, u skladu sa formulom vode H 2 O, dva atoma vodika su vezana za jedan atom kiseonika.

2. Kiseonik u svojim jedinjenjima uvijek pokazuje valenciju II. Prema tome, ugljenik u spoju CO 2 (ugljični dioksid) ima valenciju IV.

3. Viša valencija jednak broj grupe .

4. Najniža valencija jednaka je razlici između broja 8 (broja grupa u tabeli) i broja grupe u kojoj se ovaj element nalazi, tj. 8 - N grupe .

5. Za metale koji se nalaze u “A” podgrupama, valencija je jednaka broju grupe.

6. Nemetali općenito pokazuju dvije valencije: višu i nižu.

Na primjer: sumpor ima najveću valenciju VI, a najmanju (8 – 6) jednaku II; fosfor pokazuje valencije V i III.

7. Valencija može biti konstantna ili varijabilna.

Valentnost elemenata mora biti poznata da bi se sastavile hemijske formule jedinjenja.

Algoritam za sastavljanje formule jedinjenja fosfornog oksida

Sekvenciranje	Formulisanje fosfor-oksida
1. Napišite simbole elemenata	R O
2. Odrediti valencije elemenata	V II P O
3. Pronađite najmanji zajednički višekratnik brojčanih vrijednosti valencija	5 2 = 10
4. Pronađite odnose između atoma elemenata dijeleći pronađeni najmanji višekratnik s odgovarajućim valencijama elemenata	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Napišite indekse za simbole elemenata	R 2 O 5
6. Formula jedinjenja (oksida)	R 2 O 5

Zapamtite!

Osobine sastavljanja hemijskih formula jedinjenja.

1) Najnižu valenciju pokazuje element koji se nalazi desno i iznad u tabeli D.I. Mendeljejeva, a najvišu valenciju prikazuje element koji se nalazi lijevo i ispod.

Na primjer, u kombinaciji s kisikom, sumpor pokazuje najveću valenciju VI, a kisik najnižu valenciju II. Tako će formula za sumporov oksid biti SO 3.

U spoju silicijuma sa ugljenikom, prvi pokazuje najveću valenciju IV, a drugi - najnižu IV. Dakle formula – SiC. Ovo je silicijum karbid, osnova vatrostalnih i abrazivnih materijala.

2) Atom metala je prvi u formuli.

2) U formulama jedinjenja, atom nemetala koji pokazuje najmanju valenciju uvijek je na drugom mjestu, a naziv takvog spoja završava na "id".

Na primjer,Sao – kalcijum oksid, NaCl - natrijum hlorida, PbS – olovni sulfid.

Sada možete napisati formule za bilo koje spojeve metala i nemetala.