Milline teadlane võttis kasutusele valentsuse mõiste? Mis on valents? Pideva valentsiga elemendid

Valentsi mõistel on mitu määratlust. Kõige sagedamini viitab see termin ühe elemendi aatomite võimele kinnitada teatud arv teiste elementide aatomeid. Tihti tekib neil, kes alles alustavad keemiat õppima, küsimus: kuidas määrata elemendi valentsi? Seda on lihtne teha, kui teate mõnda reeglit.

Valentsid konstantsed ja muutujad

Vaatleme ühendeid HF, H2S ja CaH2. Kõigis nendes näidetes seob üks vesinikuaatom enda külge ainult ühe teise keemilise elemendi aatomi, mis tähendab, et selle valents on võrdne ühega. Valentsi väärtus on kirjutatud rooma numbritega keemilise elemendi sümboli kohale.

Toodud näites on fluori aatom seotud ainult ühe monovalentse H-aatomiga, mis tähendab, et ka selle valents on 1. Väävliaatom H2S-s seob enda külge juba kaks H-aatomit, seega on ta selles ühendis kahevalentne. Kaltsium hüdriidis CaH2 on samuti seotud kahe vesinikuaatomiga, mis tähendab, et selle valents on kaks.

Valdav osa selle ühenditest on hapnik kahevalentne, see tähendab, et see moodustab teiste aatomitega kaks keemilist sidet.

Esimesel juhul seob väävliaatom enda külge kaks hapnikuaatomit, see tähendab, et see moodustab kokku 4 keemilist sidet (üks hapnik moodustab kaks sidet, mis tähendab väävlit - kaks korda 2), see tähendab, et selle valents on 4.

SO3 ühendis seob väävel juba kolm O-aatomit, seetõttu on selle valents 6 (kolm korda moodustab iga hapnikuaatomiga kaks sidet). Kaltsiumiaatom seob ainult ühe hapnikuaatomi, moodustades sellega kaks sidet, mis tähendab, et selle valents on sama, mis O-l, st võrdne 2-ga.

Pange tähele, et H-aatom on igas ühendis monovalentne. Hapniku valents on alati (välja arvatud hüdroniumioon H3O(+)) võrdne 2-ga. Kaltsium moodustab kaks keemilist sidet nii vesiniku kui ka hapnikuga. Need on püsiva valentsiga elemendid. Lisaks juba märgitutele on pidev valents järgmine:

• Li, Na, K, F - monovalentne;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - valents on II;
• B, Al ja Ga on kolmevalentsed.

Erinevalt vaadeldavatest juhtudest on väävliaatomil kombinatsioonis vesinikuga II valents ja hapnikuga võib see olla tetra- või kuuevalentne. Selliste elementide aatomitel on väidetavalt muutuv valents. Pealegi langeb selle maksimaalne väärtus enamikul juhtudel kokku selle rühma numbriga, milles element perioodilises tabelis asub (reegel 1).

Sellest reeglist on palju erandeid. Seega on vaserühma elemendil 1 nii I kui ka II valents. Raua, koobalti, nikli, lämmastiku, fluori maksimaalne valents on seevastu rühma numbrist väiksem. Niisiis, Fe, Co, Ni jaoks on need II ja III, N - IV ja fluori jaoks - I.

Minimaalne valentsväärtus vastab alati arvu 8 ja rühmanumbri erinevusele (reegel 2).

Üksnes teatud aine valemiga on võimalik üheselt määrata, milline on elementide valents, mille puhul see on muutuv.

Valentsuse määramine binaarses ühendis

Mõelgem, kuidas määrata elemendi valentsust kahendühendis (kahest elemendist koosnevas) ühendis. Siin on kaks võimalust: ühendis on ühe elemendi aatomite valents täpselt teada või on mõlemal osakesel muutuv valents.

Esimene juhtum:

Juhtum kaks:

Valentsuse määramine kolmeelemendilise osakese valemi abil.

Mitte kõik keemilised ained ei koosne kaheaatomilistest molekulidest. Kuidas määrata elemendi valentsi kolmeelemendilises osakeses? Vaatleme seda küsimust kahe ühendi K2Cr2O7 valemite näitel.

Kui valem sisaldab kaaliumi asemel rauda või muud muutuva valentsiga elementi, peame teadma, milline on happejäägi valents. Näiteks peate arvutama kõigi elementide aatomite valentsid koos valemiga FeSO4.

Tuleb märkida, et terminit "valents" kasutatakse orgaanilises keemias sagedamini. Anorgaaniliste ühendite valemite koostamisel kasutatakse sageli mõistet "oksüdatsiooniaste".

Keemiatundides olete juba tutvunud keemiliste elementide valentsuse mõistega. Oleme kogunud kogu selle teema kohta kasuliku teabe ühte kohta. Kasutage seda riigieksamiks ja ühtseks riigieksamiks valmistumisel.

Valents- ja keemiline analüüs

Valents– keemiliste elementide aatomite võime siseneda keemilistesse ühenditesse teiste elementide aatomitega. Teisisõnu, see on aatomi võime moodustada teatud arv keemilisi sidemeid teiste aatomitega.

Ladina keelest tõlgitakse sõna "valentsus" kui "jõud, võime". Väga õige nimi, eks?

Mõiste "valents" on keemias üks põhimõisteid. See võeti kasutusele juba enne, kui teadlased teadsid aatomi struktuuri (aastal 1853). Seetõttu muutus aatomi struktuuri uurides selles mõningaid muutusi.

Seega on elektroonika teooria seisukohast valents otseselt seotud elemendi aatomi väliste elektronide arvuga. See tähendab, et "valentsus" viitab elektronpaaride arvule, mis aatomil on teiste aatomitega.

Seda teades suutsid teadlased kirjeldada keemilise sideme olemust. See seisneb selles, et aine aatomite paar jagab valentselektronide paari.

Võite küsida, kuidas suutsid 19. sajandi keemikud kirjeldada valentsi isegi siis, kui nad uskusid, et pole olemas aatomist väiksemaid osakesi? See ei tähenda, et see nii lihtne oleks – nad toetusid keemilisele analüüsile.

Keemilise analüüsi abil määrasid mineviku teadlased keemilise ühendi koostise: kui palju erinevate elementide aatomeid on kõnealuse aine molekulis. Selleks oli vaja kindlaks teha, milline on iga elemendi täpne mass puhta (ilma lisanditeta) aine proovis.

Tõsi, see meetod ei ole ilma puudusteta. Kuna elemendi valentsi saab sel viisil määrata ainult selle lihtsas kombinatsioonis alati ühevalentse vesinikuga (hüdriid) või alati kahevalentse hapnikuga (oksiid). Näiteks lämmastiku valents NH3-s on III, kuna üks vesinikuaatom on seotud kolme lämmastikuaatomiga. Ja süsiniku valents metaanis (CH 4) on sama põhimõtte kohaselt IV.

See valentsuse määramise meetod sobib ainult lihtsate ainete jaoks. Kuid hapetes saame sel viisil määrata ainult selliste ühendite valentsi, nagu happelised jäägid, kuid mitte kõigi elementide (välja arvatud vesiniku teadaolev valents) valentsi eraldi.

Nagu olete juba märganud, tähistatakse valentsi rooma numbritega.

Valents ja happed

Kuna vesiniku valents jääb muutumatuks ja on teile hästi teada, saate happejäägi valentsi hõlpsalt määrata. Näiteks H 2 SO 3-s on SO 3 valents I, HСlO 3 puhul on СlO 3 valents I.

Samamoodi, kui happejäägi valents on teada, on lihtne üles kirjutada happe õige valem: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valents ja valemid

Valentsi mõiste on mõttekas ainult molekulaarse olemusega ainete puhul ega sobi kuigi hästi keemiliste sidemete kirjeldamiseks klastri, ioonse, kristallilise loomuga jne ühendites.

Ainete molekulaarvalemite indeksid peegeldavad neid moodustavate elementide aatomite arvu. Elementide valentsi teadmine aitab indekseid õigesti paigutada. Samamoodi saate molekulaarset valemit ja indekseid vaadates öelda koostisosade valentsid.

Teete selliseid ülesandeid koolis keemiatundides. Näiteks kui teil on aine keemiline valem, milles ühe elemendi valents on teada, saate hõlpsasti määrata teise elemendi valentsi.

Selleks peate lihtsalt meeles pidama, et molekulaarse olemusega aines on mõlema elemendi valentside arv võrdne. Seetõttu kasutage teile tundmatu elemendi valentsi määramiseks vähimat ühiskordset (mis vastab ühendi jaoks vajalike vabade valentside arvule).

Et see oleks selge, võtame raudoksiidi Fe 2 O 3 valemi. Siin osalevad keemilise sideme moodustumisel kaks raua aatomit valentsiga III ja 3 hapnikuaatomit valentsiga II. Nende vähim ühiskordne on 6.

• Näide: teil on valemid Mn 2 O 7. Teate hapniku valentsi, on lihtne arvutada, et vähim ühiskordne on 14, seega Mn valents on VII.

Sarnasel viisil saate teha vastupidist: kirjutage üles aine õige keemiline valem, teades selle elementide valentsi.

• Näide: fosforoksiidi valemi õigeks kirjutamiseks võtame arvesse hapniku (II) ja fosfori (V) valentsi. See tähendab, et P ja O vähim ühiskordaja on 10. Seetõttu on valem järgmine: P 2 O 5.

Teades hästi elementide omadusi, mis neil erinevates ühendites esinevad, on võimalik määrata nende valents isegi selliste ühendite ilmnemise järgi.

Näiteks: vaskoksiidid on punase (Cu 2 O) ja musta (CuO) värvusega. Vaskhüdroksiidid on värvitud kollaseks (CuOH) ja siniseks (Cu(OH) 2).

Et muuta ainete kovalentsed sidemed teile visuaalsemaks ja arusaadavamaks, kirjutage nende struktuurivalemid. Elementide vahelised jooned tähistavad sidemeid (valentsi), mis tekivad nende aatomite vahel:

Valentsi omadused

Tänapäeval põhineb elementide valentsuse määramine teadmistel nende aatomite väliste elektrooniliste kestade struktuurist.

Valentsus võib olla:

• konstant (peamiste alarühmade metallid);
• muutuv (mittemetallid ja sekundaarsete rühmade metallid):
• kõrgem valents;
• madalaim valents.

Erinevates keemilistes ühendites jääb konstantseks järgmine:

• vesiniku, naatriumi, kaaliumi, fluori valents (I);
• hapniku, magneesiumi, kaltsiumi, tsingi valentsus (II);
• alumiiniumi valents (III).

Kuid raua ja vase, broomi ja kloori, aga ka paljude teiste elementide valents muutub, kui nad moodustavad erinevaid keemilisi ühendeid.

Valents ja elektronide teooria

Elektroonikateooria raames määratakse aatomi valents paaritute elektronide arvu järgi, mis osalevad elektronpaaride moodustamisel teiste aatomite elektronidega.

Keemiliste sidemete moodustumisel osalevad ainult elektronid, mis asuvad aatomi väliskihis. Seetõttu on keemilise elemendi maksimaalne valents elektronide arv selle aatomi välises elektronkihis.

Valentsuse mõiste on tihedalt seotud perioodilise seadusega, mille avastas D. I. Mendelejev. Kui vaatate tähelepanelikult perioodilisustabelit, võite kergesti märgata: elemendi asukoht perioodilisuse süsteemis ja selle valents on lahutamatult seotud. Samasse rühma kuuluvate elementide kõrgeim valents vastab rühma järjekorranumbrile perioodilisustabelis.

Väikseima valentsi saate teada, kui lahutate perioodilisuse tabeli rühmade arvust (neid on kaheksa) teid huvitava elemendi rühmanumbri.

Näiteks paljude metallide valents langeb kokku perioodiliste elementide tabelis olevate rühmade arvuga, kuhu nad kuuluvad.

Keemiliste elementide valentsitabel

Seerianumber chem. element (aatomnumber)	Nimi	Keemiline sümbol	Valents
1	Vesinik Heelium Liitium Berüllium Süsinik Lämmastik / lämmastik Hapnik Fluor Neoon / neoon Naatrium/naatrium Magneesium / Magneesium Alumiiniumist Räni Fosfor / Fosfor Väävel/väävel Kloor Argoon / Argoon Kaalium/kaalium Kaltsium Scandium / Scandium Titaan Vanaadium Chrome / Chromium Mangaan / mangaan Raud Koobalt Nikkel Vask Tsink Gallium Germaanium Arseen/Arseen Seleen Broom Krüpton / Krüpton Rubiidium / Rubiidium Strontsium / Strontsium Ütrium / ütrium Tsirkoonium / tsirkoonium Nioobium / nioobium Molübdeen Tehneetsium / tehneetsium Ruteenium / Ruteenium Roodium Pallaadium Hõbedane Kaadmium Indium Tina / Tina Antimon / Antimon Telluur / Telluur Jood / Jood Ksenoon / Xenon Tseesium Baarium / baarium Lantaan / Lantaan Tseerium Praseodüüm / Praseodüüm Neodüüm / neodüüm Promeetium / Promeetium Samaarium / Samarium euroopium Gadoliinium / Gadoliinium Terbium / Terbium Düsproosium / Düsproosium Holmium Erbium Tulium Ütterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantaal / tantaal Volfram / volfram Reenium / Reenium Osmium / osmium Iriidium / Iriidium Plaatina Kuldne elavhõbe Taalium / tallium Juht / Plii Vismut Poloonium Astatiin Radoon / Radoon Francium Raadium Aktiinium Toorium Proaktiinium / Protaktiinium Uraan / uraan	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) Andmed puuduvad Andmed puuduvad (II), III, IV, (V), VI

Need valentsid, mida neid omavad elemendid harva näitavad, on toodud sulgudes.

Valents ja oksüdatsiooniaste

Seega, rääkides oksüdatsiooniastmest, mõeldakse seda, et ioonse (mis on oluline) olemusega aines oleval aatomil on teatud kokkuleppeline laeng. Ja kui valents on neutraalne omadus, võib oksüdatsiooniaste olla negatiivne, positiivne või võrdne nulliga.

Huvitav on see, et sama elemendi aatomi puhul võivad sõltuvalt elementidest, millega see keemilise ühendi moodustada, valents ja oksüdatsiooniaste olla samad (H 2 O, CH 4 jne) või erinevad (H 2 O 2, HNO3).

Järeldus

Süvendades oma teadmisi aatomite ehitusest, õpid valentsi kohta sügavamalt ja üksikasjalikumalt. See keemiliste elementide kirjeldus ei ole ammendav. Kuid sellel on suur praktiline tähendus. Nagu olete ise korduvalt näinud, oma tundides probleeme lahendades ja keemilisi katseid tehes.

Selle artikli eesmärk on aidata teil oma teadmisi valentsi kohta korrastada. Ja tuletage meelde, kuidas seda saab määrata ja kus valentsi kasutatakse.

Loodame, et see materjal on teile kasulik kodutööde ettevalmistamisel ning testideks ja eksamiteks valmistumisel.

blog.site, materjali täielikul või osalisel kopeerimisel on vaja linki algallikale.

Keemiline valem peegeldab keemilise ühendi või lihtaine koostist (struktuuri). Näiteks H 2 O – kaks vesinikuaatomit on ühendatud hapnikuaatomiga. Keemilised valemid sisaldavad ka teatud teavet aine struktuuri kohta: näiteks Fe(OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - need valemid näitavad mõningaid stabiilseid rühmi (OH, SO 4), mis on aine osa - selle molekul, valem või struktuuriüksus (FU või SE).

Molekulaarvalem näitab iga elemendi aatomite arvu molekulis. Molekulaarvalem kirjeldab ainult molekulaarse struktuuriga aineid (gaasid, vedelikud ja mõned tahked ained). Aatom- või ioonstruktuuriga aine koostist saab kirjeldada ainult valemiühiku sümbolitega.

Valemi ühikud näitavad lihtsaimat seost aine erinevate elementide aatomite arvu vahel. Näiteks benseeni valemiühik on CH, molekulvalem on C6H6.

Struktuurne (graafiline) valem näitab aatomite ühendamise järjekorda molekulis (nagu ka PU-s ja CE-s) ning aatomitevaheliste sidemete arvu.

Selliste valemite kaalumine viis ideeni valents(valentia - tugevus) - kui antud elemendi aatomi võime kinnituda enda külge teatud arv teisi aatomeid. Eristada saab kolme tüüpi valentsi: stöhhiomeetriline (sh oksüdatsiooniaste), struktuurne ja elektrooniline.

Stöhhiomeetriline valents. Kvantitatiivne lähenemine valentsi määramisele osutus võimalikuks pärast seda, kui mõiste "ekvivalent" kehtestati ja selle defineerimine vastavalt ekvivalentide seadusele. Nende kontseptsioonide põhjal saame tutvustada ettekujutust stöhhiomeetriline valents on ekvivalentide arv, mida antud aatom saab enda külge siduda, või on ekvivalentide arv aatomis. Ekvivalendid määratakse vesinikuaatomite arvu järgi, siis V сх tähendab tegelikult vesinikuaatomite (või sellega ekvivalentsete osakeste) arvu, millega antud aatom interakteerub.

V stx = Z B või V stx = . (1.1)

Näiteks SO 3 ( S= +6) korral on Z B (S) võrdne 6 V stx (S) = 6.

Vesiniku ekvivalent on 1, nii et alltoodud ühendite elementide puhul on Z B (Cl) = 1, Z B (O) = 2, Z B (N) = 3 ja Z B (C) = 4. Stöhhiomeetrilist valentsi tähistatakse tavaliselt rooma numbritega:

I I I II III I IV I

HCl, H20, NH3, CH4.

Juhtudel, kui element ei ühine vesinikuga, määratakse otsitava elemendi valents selle elemendi põhjal, mille valentsus on teada. Kõige sagedamini leitakse see hapniku abil, kuna selle valents ühendites on tavaliselt võrdne kahega. Näiteks ühendustes:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Elemendi stöhhiomeetrilise valentsi määramisel kahendühendi valemi abil tuleb meeles pidada, et ühe elemendi kõigi aatomite summaarne valents peab olema võrdne teise elemendi kõigi aatomite koguvalentsiga.

Teades elementide valentsi, saate luua aine keemilise valemi. Keemiliste valemite koostamisel saate järgida järgmist protseduuri:

1. Kirjutage ühendi moodustavate elementide keemiliste sümbolite kõrvale: KO AlCl AlO ;

2. Nende valentsus on näidatud keemiliste elementide sümbolite kohal:

I II III I III II

3. Määrake ülaltoodud reegli abil mõlema elemendi (vastavalt 2, 3 ja 6) stöhhiomeetrilist valentsi väljendavate arvude vähim ühiskordne.

Jagades vähima ühiskordse vastava elemendi valentsiga, leitakse indeksid:

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3.

Näide 1. Koostage klooroksiidi valem, teades, et selles sisalduv kloor on heptavalentne ja hapnik kahevalentne.

Lahendus. Leiame arvude 2 ja 7 väikseima kordse - see on võrdne 14-ga. Jagades vähima ühiskordse vastava elemendi stöhhiomeetrilise valentsiga, leiame indeksid: klooriaatomite jaoks 14/7 = 2, hapnikuaatomite jaoks 14 /2 = 7.

Oksiidvalem on -Cl2O7.

Oksüdatsiooni olek iseloomustab ka aine koostist ja võrdub stöhhiomeetrilise valentsiga plussmärgiga (metalli või elektropositiivsema elemendi puhul molekulis) või miinusmärgiga.

 = ±V stx. (1.2)

w on defineeritud läbi V stx, seega läbi ekvivalendi, ja see tähendab, et w(H) = ±1; lisaks võib katseliselt leida ka kõigi teiste elementide w erinevates ühendites. Eelkõige on oluline, et paljudel elementidel oleks alati või peaaegu alati konstantne oksüdatsiooniaste.

Oksüdatsiooniastmete määramisel on kasulik meeles pidada järgmisi reegleid.

1. w(H) = ±1 (. w = +1 H20-s, HCl-s; w = -1 NaH-s, CaH2-s);

2. F(fluor) kõigis ühendites on w = –1, ülejäänud halogeenidel koos metallide, vesiniku ja muude elektropositiivsemate elementidega on samuti w = –1.

3. Hapnik tavalistes ühendites on. w = –2 (erandiks on vesinikperoksiid ja selle derivaadid – H 2 O 2 või BaO 2, milles hapniku oksüdatsiooniaste on –1, samuti hapniku fluoriid OF 2, milles hapniku oksüdatsiooniaste on +2 ).

4. Leelismetallide (Li – Fr) ja leelismuldmetallide (Ca – Ra) oksüdatsiooniaste on alati võrdne rühmaarvuga, see tähendab vastavalt +1 ja +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La ja lantaniidid (va Ce) – w = +3.

6. Elemendi kõrgeim oksüdatsiooniaste on võrdne perioodilise süsteemi rühmanumbriga ja madalaim = (rühmaarv - 8). Näiteks kõrgeim w (S) = +6 SO 3-s, madalaim w = -2 H 2 S-s.

7. Eeldatakse, et lihtainete oksüdatsiooniaste on null.

8. Ioonide oksüdatsiooniastmed on võrdsed nende laengutega.

9. Ühendis olevate elementide oksüdatsiooniastmed tühistavad üksteist nii, et nende summa molekuli või neutraalse valemiühiku kõigi aatomite kohta on null ja iooni puhul selle laeng. Selle abil saab teadaolevatest määrata tundmatu oksüdatsiooniastme ja luua valemeid mitmeelemendiliste ühendite jaoks.

Näide 2. Määrake kroomi oksüdatsiooniaste soolas K 2 CrO 4 ja ioonis Cr 2 O 7 2 - .

Lahendus. Aktsepteerime w(K) = +1; w(O) = -2. Struktuuriüksuse K 2 CrO 4 jaoks on meil:

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

Iooni Cr 2 O 7 2 jaoks on meil: 2 . X + 7 . (-2) =-2, X =w(Cr) = +6.

See tähendab, et kroomi oksüdatsiooniaste on mõlemal juhul sama.

Näide 3. Määrake fosfori oksüdatsiooniaste ühendites P 2 O 3 ja PH 3.

Lahendus.Ühendis P 2 O 3 w(O) = -2. Lähtudes sellest, et molekuli oksüdatsiooniastmete algebraline summa peab olema võrdne nulliga, leiame fosfori oksüdatsiooniastme: 2. X + 3. (-2) = 0, seega X =w(P) = +3.

Ühendis PH 3 w(H) = +1, seega X + 3. (+1) = 0. X = w(P) = -3.

Näide 4. Kirjutage oksiidide valemid, mida saab saada allpool loetletud hüdroksiidide termilisel lagunemisel:

H2SiO3; Fe(OH)3; H3As04; H2WO4; Cu(OH)2.

Lahendus. H 2 SiO 3 - määrame räni oksüdatsiooniastme: w(H) = +1, w(O) =-2, seega: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0.w(Si) = X = +4. Koostame oksiidi-SiO 2 valemi.

Fe(OH) 3 - hüdroksorühma laeng võrdub -1, seega w(Fe) = +3 ja vastava oksiidi valem on Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 – arseeni oksüdatsiooniaste happes: 3. (+1) +X+ 4 . (-2) = 0,X = w(As) = +5. Seega on oksiidi valem As 2 O 5.

H 2 WO 4 -w(W) happes on +6, seega on vastava oksiidi valem WO 3.

Cu(OH) 2 - kuna on kaks hüdroksorühma, mille laeng on -1, siis w(Cu) = +2 ja oksiidi valem on -CuO.

Enamikul elementidel on mitu oksüdatsiooniastet.

Mõelgem, kuidas, kasutades tabelit D.I. Mendelejev suudab määrata elementide peamised oksüdatsiooniastmed.

Stabiilsed oksüdatsiooniastmed peamiste alarühmade elemendid saab määrata vastavalt järgmistele reeglitele:

1. Rühmade I-III elementidel on ainult üks oksüdatsiooniaste – positiivne ja väärtuselt võrdne rühmanumbritega (v.a tallium, mille w = +1 ja +3).

IV-VI rühma elementide puhul on lisaks rühma numbrile vastavale positiivsele oksüdatsiooniastmele ja negatiivsele, mis võrdub arvu 8 ja rühma numbri erinevusega, ka vahepealsed oksüdatsiooniastmed, mis erinevad tavaliselt 2 võrra. ühikut. IV rühma puhul on oksüdatsiooniastmed vastavalt +4, +2, -2, -4; V rühma elementide puhul vastavalt -3, -1 +3 +5; ja VI rühmale - +6, +4, -2.

3. VII rühma elementidel on kõik oksüdatsiooniastmed +7 kuni -1, mis erinevad kahe ühiku võrra, s.o. +7, +5, +3, +1 ja -1. Halogeenide rühmas eraldub fluor, millel ei ole positiivseid oksüdatsiooniastmeid ja teiste elementidega ühendites esineb ainult ühes oksüdatsiooniastmes -1. (On mitmeid ühtlase oksüdatsiooniastmega halogeenühendeid: ClO, ClO 2 jne.)

Elemendid külgmised alarühmad stabiilsete oksüdatsiooniastmete ja rühmaarvu vahel pole lihtsat seost. Sekundaarsete alarühmade mõne elemendi puhul tuleks lihtsalt meeles pidada stabiilseid oksüdatsiooniolekuid. Need elemendid hõlmavad järgmist:

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

Kolme- ja mitmeelemendiliste ühendite valemite koostamiseks oksüdatsiooniastmete järgi on vaja teada kõigi elementide oksüdatsiooniasteid. Sel juhul määratakse elementide aatomite arv valemis tingimusest, et kõigi aatomite oksüdatsiooniastmete summa on võrdne valemiühiku (molekuli, iooni) laenguga. Näiteks kui on teada, et laenguta valemiühik sisaldab K, Cr ja O aatomeid, mille oksüdatsiooniaste on vastavalt +1, +6 ja -2, siis on see tingimus täidetud valemitega K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 ja paljud teised; samamoodi vastab see ioon laenguga -2, mis sisaldab Cr +6 ja O -2, valemitele CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 - jne.

3. Elektrooniline valents V - antud aatomiga moodustatud keemiliste sidemete arv.

Näiteks molekulis H 2 O 2 H ¾ O

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

See tähendab, et on keemilisi ühendeid, mille stöhhiomeetrilised ja elektroonilised valentsid ei lange kokku; nende hulka kuuluvad näiteks kompleksühendid.

Koordinatsioonist ja elektroonilistest valentsidest on täpsemalt juttu teemades “Keemiline side” ja “Keerulised ühendid”.

Keemiatundides olete juba tutvunud keemiliste elementide valentsuse mõistega. Oleme kogunud kogu selle teema kohta kasuliku teabe ühte kohta. Kasutage seda riigieksamiks ja ühtseks riigieksamiks valmistumisel.

Valents- ja keemiline analüüs

Valents– keemiliste elementide aatomite võime siseneda keemilistesse ühenditesse teiste elementide aatomitega. Teisisõnu, see on aatomi võime moodustada teatud arv keemilisi sidemeid teiste aatomitega.

Ladina keelest tõlgitakse sõna "valentsus" kui "jõud, võime". Väga õige nimi, eks?

Mõiste "valents" on keemias üks põhimõisteid. See võeti kasutusele juba enne, kui teadlased teadsid aatomi struktuuri (aastal 1853). Seetõttu muutus aatomi struktuuri uurides selles mõningaid muutusi.

Seega on elektroonika teooria seisukohast valents otseselt seotud elemendi aatomi väliste elektronide arvuga. See tähendab, et "valentsus" viitab elektronpaaride arvule, mis aatomil on teiste aatomitega.

Seda teades suutsid teadlased kirjeldada keemilise sideme olemust. See seisneb selles, et aine aatomite paar jagab valentselektronide paari.

Võite küsida, kuidas suutsid 19. sajandi keemikud kirjeldada valentsi isegi siis, kui nad uskusid, et pole olemas aatomist väiksemaid osakesi? See ei tähenda, et see nii lihtne oleks – nad toetusid keemilisele analüüsile.

Keemilise analüüsi abil määrasid mineviku teadlased keemilise ühendi koostise: kui palju erinevate elementide aatomeid on kõnealuse aine molekulis. Selleks oli vaja kindlaks teha, milline on iga elemendi täpne mass puhta (ilma lisanditeta) aine proovis.

Tõsi, see meetod ei ole ilma puudusteta. Kuna elemendi valentsi saab sel viisil määrata ainult selle lihtsas kombinatsioonis alati ühevalentse vesinikuga (hüdriid) või alati kahevalentse hapnikuga (oksiid). Näiteks lämmastiku valents NH3-s on III, kuna üks vesinikuaatom on seotud kolme lämmastikuaatomiga. Ja süsiniku valents metaanis (CH 4) on sama põhimõtte kohaselt IV.

See valentsuse määramise meetod sobib ainult lihtsate ainete jaoks. Kuid hapetes saame sel viisil määrata ainult selliste ühendite valentsi, nagu happelised jäägid, kuid mitte kõigi elementide (välja arvatud vesiniku teadaolev valents) valentsi eraldi.

Nagu olete juba märganud, tähistatakse valentsi rooma numbritega.

Valents ja happed

Kuna vesiniku valents jääb muutumatuks ja on teile hästi teada, saate happejäägi valentsi hõlpsalt määrata. Näiteks H 2 SO 3-s on SO 3 valents I, HСlO 3 puhul on СlO 3 valents I.

Samamoodi, kui happejäägi valents on teada, on lihtne üles kirjutada happe õige valem: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valents ja valemid

Valentsi mõiste on mõttekas ainult molekulaarse olemusega ainete puhul ega sobi kuigi hästi keemiliste sidemete kirjeldamiseks klastri, ioonse, kristallilise loomuga jne ühendites.

Ainete molekulaarvalemite indeksid peegeldavad neid moodustavate elementide aatomite arvu. Elementide valentsi teadmine aitab indekseid õigesti paigutada. Samamoodi saate molekulaarset valemit ja indekseid vaadates öelda koostisosade valentsid.

Teete selliseid ülesandeid koolis keemiatundides. Näiteks kui teil on aine keemiline valem, milles ühe elemendi valents on teada, saate hõlpsasti määrata teise elemendi valentsi.

Selleks peate lihtsalt meeles pidama, et molekulaarse olemusega aines on mõlema elemendi valentside arv võrdne. Seetõttu kasutage teile tundmatu elemendi valentsi määramiseks vähimat ühiskordset (mis vastab ühendi jaoks vajalike vabade valentside arvule).

Et see oleks selge, võtame raudoksiidi Fe 2 O 3 valemi. Siin osalevad keemilise sideme moodustumisel kaks raua aatomit valentsiga III ja 3 hapnikuaatomit valentsiga II. Nende vähim ühiskordne on 6.

• Näide: teil on valemid Mn 2 O 7. Teate hapniku valentsi, on lihtne arvutada, et vähim ühiskordne on 14, seega Mn valents on VII.

Sarnasel viisil saate teha vastupidist: kirjutage üles aine õige keemiline valem, teades selle elementide valentsi.

• Näide: fosforoksiidi valemi õigeks kirjutamiseks võtame arvesse hapniku (II) ja fosfori (V) valentsi. See tähendab, et P ja O vähim ühiskordaja on 10. Seetõttu on valem järgmine: P 2 O 5.

Teades hästi elementide omadusi, mis neil erinevates ühendites esinevad, on võimalik määrata nende valents isegi selliste ühendite ilmnemise järgi.

Näiteks: vaskoksiidid on punase (Cu 2 O) ja musta (CuO) värvusega. Vaskhüdroksiidid on värvitud kollaseks (CuOH) ja siniseks (Cu(OH) 2).

Et muuta ainete kovalentsed sidemed teile visuaalsemaks ja arusaadavamaks, kirjutage nende struktuurivalemid. Elementide vahelised jooned tähistavad sidemeid (valentsi), mis tekivad nende aatomite vahel:

Valentsi omadused

Tänapäeval põhineb elementide valentsuse määramine teadmistel nende aatomite väliste elektrooniliste kestade struktuurist.

Valentsus võib olla:

• konstant (peamiste alarühmade metallid);
• muutuv (mittemetallid ja sekundaarsete rühmade metallid):
• kõrgem valents;
• madalaim valents.

Erinevates keemilistes ühendites jääb konstantseks järgmine:

• vesiniku, naatriumi, kaaliumi, fluori valents (I);
• hapniku, magneesiumi, kaltsiumi, tsingi valentsus (II);
• alumiiniumi valents (III).

Kuid raua ja vase, broomi ja kloori, aga ka paljude teiste elementide valents muutub, kui nad moodustavad erinevaid keemilisi ühendeid.

Valents ja elektronide teooria

Elektroonikateooria raames määratakse aatomi valents paaritute elektronide arvu järgi, mis osalevad elektronpaaride moodustamisel teiste aatomite elektronidega.

Keemiliste sidemete moodustumisel osalevad ainult elektronid, mis asuvad aatomi väliskihis. Seetõttu on keemilise elemendi maksimaalne valents elektronide arv selle aatomi välises elektronkihis.

Valentsuse mõiste on tihedalt seotud perioodilise seadusega, mille avastas D. I. Mendelejev. Kui vaatate tähelepanelikult perioodilisustabelit, võite kergesti märgata: elemendi asukoht perioodilisuse süsteemis ja selle valents on lahutamatult seotud. Samasse rühma kuuluvate elementide kõrgeim valents vastab rühma järjekorranumbrile perioodilisustabelis.

Väikseima valentsi saate teada, kui lahutate perioodilisuse tabeli rühmade arvust (neid on kaheksa) teid huvitava elemendi rühmanumbri.

Näiteks paljude metallide valents langeb kokku perioodiliste elementide tabelis olevate rühmade arvuga, kuhu nad kuuluvad.

Keemiliste elementide valentsitabel

Seerianumber chem. element (aatomnumber)	Nimi	Keemiline sümbol	Valents
1	Vesinik Heelium Liitium Berüllium Süsinik Lämmastik / lämmastik Hapnik Fluor Neoon / neoon Naatrium/naatrium Magneesium / Magneesium Alumiiniumist Räni Fosfor / Fosfor Väävel/väävel Kloor Argoon / Argoon Kaalium/kaalium Kaltsium Scandium / Scandium Titaan Vanaadium Chrome / Chromium Mangaan / mangaan Raud Koobalt Nikkel Vask Tsink Gallium Germaanium Arseen/Arseen Seleen Broom Krüpton / Krüpton Rubiidium / Rubiidium Strontsium / Strontsium Ütrium / ütrium Tsirkoonium / tsirkoonium Nioobium / nioobium Molübdeen Tehneetsium / tehneetsium Ruteenium / Ruteenium Roodium Pallaadium Hõbedane Kaadmium Indium Tina / Tina Antimon / Antimon Telluur / Telluur Jood / Jood Ksenoon / Xenon Tseesium Baarium / baarium Lantaan / Lantaan Tseerium Praseodüüm / Praseodüüm Neodüüm / neodüüm Promeetium / Promeetium Samaarium / Samarium euroopium Gadoliinium / Gadoliinium Terbium / Terbium Düsproosium / Düsproosium Holmium Erbium Tulium Ütterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantaal / tantaal Volfram / volfram Reenium / Reenium Osmium / osmium Iriidium / Iriidium Plaatina Kuldne elavhõbe Taalium / tallium Juht / Plii Vismut Poloonium Astatiin Radoon / Radoon Francium Raadium Aktiinium Toorium Proaktiinium / Protaktiinium Uraan / uraan	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) Andmed puuduvad Andmed puuduvad (II), III, IV, (V), VI

Need valentsid, mida neid omavad elemendid harva näitavad, on toodud sulgudes.

Valents ja oksüdatsiooniaste

Seega, rääkides oksüdatsiooniastmest, mõeldakse seda, et ioonse (mis on oluline) olemusega aines oleval aatomil on teatud kokkuleppeline laeng. Ja kui valents on neutraalne omadus, võib oksüdatsiooniaste olla negatiivne, positiivne või võrdne nulliga.

Huvitav on see, et sama elemendi aatomi puhul võivad sõltuvalt elementidest, millega see keemilise ühendi moodustada, valents ja oksüdatsiooniaste olla samad (H 2 O, CH 4 jne) või erinevad (H 2 O 2, HNO3).

Järeldus

Süvendades oma teadmisi aatomite ehitusest, õpid valentsi kohta sügavamalt ja üksikasjalikumalt. See keemiliste elementide kirjeldus ei ole ammendav. Kuid sellel on suur praktiline tähendus. Nagu olete ise korduvalt näinud, oma tundides probleeme lahendades ja keemilisi katseid tehes.

Selle artikli eesmärk on aidata teil oma teadmisi valentsi kohta korrastada. Ja tuletage meelde, kuidas seda saab määrata ja kus valentsi kasutatakse.

Loodame, et see materjal on teile kasulik kodutööde ettevalmistamisel ning testideks ja eksamiteks valmistumisel.

veebisaidil, materjali täielikul või osalisel kopeerimisel on vajalik link allikale.

Valentsus on aatomite võime siduda enda külge teatud arv teisi aatomeid.

Teise monovalentse elemendi üks aatom on ühendatud monovalentse elemendi ühe aatomiga(HCl) . Kahevalentse elemendi aatom ühineb ühevalentse elemendi kahe aatomiga.(H2O) või üks kahevalentne aatom(CaO) . See tähendab, et elemendi valentsi saab esitada arvuna, mis näitab, kui mitme monovalentse elemendi aatomiga saab antud elemendi aatom ühineda. Elemendi valentsus on sidemete arv, mille aatom moodustab:

Na - monovalentne (üks side)

H - monovalentne (üks side)

O - kahevalentne (iga aatomi kohta kaks sidet)

S - kuuevalentne (moodustab kuus sidet naaberaatomitega)

Valentsi määramise reeglid
elemendid ühendustes

1. Valents vesinik ekslikult I(ühik). Seejärel on vee H 2 O valemi kohaselt kaks vesinikuaatomit ühendatud ühe hapnikuaatomiga.

2. Hapnik selle ühendites on alati valentsus II. Seetõttu on ühendis CO 2 (süsinikdioksiid) sisalduva süsiniku valents IV.

3. Kõrgem valents võrdne rühma number .

4. Madalaim valents on võrdne arvu 8 (rühmade arv tabelis) ja selle grupi numbri vahega, milles see element asub, s.t. 8 - N rühmad .

5. A-alarühmades olevate metallide valents võrdub rühma numbriga.

6. Mittemetallidel on tavaliselt kaks valentsi: kõrgem ja madalam.

Näiteks: väävel on kõrgeima valentsiga VI ja madalaim (8–6) võrdne II-ga; fosforil on V ja III valents.

7. Valents võib olla konstantne või muutuv.

Ühendite keemiliste valemite koostamiseks peab olema teada elementide valents.

Algoritm fosforoksiidi ühendi valemi koostamiseks

Järjestus	Fosforoksiidi koostis
1. Kirjutage elementide tähised	R O
2. Määrake elementide valentsid	V II P O
3. Leidke valentside arvväärtuste vähim ühiskordne	5 2 = 10
4. Leidke seosed elementide aatomite vahel, jagades leitud väikseima kordse elementide vastavate valentsidega	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O = 2:5
5. Kirjutage elemendisümbolite indeksid	R2O5
6. Ühendi valem (oksiid)	R2O5

Pea meeles!

Ühendite keemiliste valemite koostamise tunnused.

1) Madalaimat valentsi näitab element, mis asub D.I. Mendelejevi tabelis paremal ja ülal, ning kõrgeimat valentsi näitab vasakul ja allpool asuv element.

Näiteks kombinatsioonis hapnikuga on väävlil kõrgeim valentsus VI ja hapnikul madalaim II valents. Seega on vääveloksiidi valem järgmine SO 3.

Räni ühendis süsinikuga on esimesel kõrgeim IV valentsus ja teisel madalaim IV valents. Seega valem – SiC. See on ränikarbiid, tulekindlate ja abrasiivsete materjalide alus.

2) Metalli aatom on valemis esikohal.

2) Ühendite valemites on madalaima valentsiga mittemetalli aatom alati teisel kohal ja sellise ühendi nimi lõpeb tähega "id".

Näiteks,SaO - kaltsiumoksiid, NaCl - naatriumkloriid, PbS - pliisulfiid.

Nüüd saate kirjutada mis tahes metallide ja mittemetallide ühendite valemeid.