Kurš zinātnieks ieviesa valences jēdzienu? Kas ir valence? Elementi ar nemainīgu valenci

Ir vairākas “valences” jēdziena definīcijas. Visbiežāk šis termins attiecas uz viena elementa atomu spēju piesaistīt noteiktu skaitu citu elementu atomu. Bieži tiem, kas tikai sāk mācīties ķīmiju, rodas jautājums: Kā noteikt elementa valenci? To ir viegli izdarīt, ja zināt dažus noteikumus.

Valences nemainīgas un mainīgas

Apskatīsim savienojumus HF, H2S un CaH2. Katrā no šiem piemēriem viens ūdeņraža atoms piesaista tikai vienu cita ķīmiskā elementa atomu, kas nozīmē, ka tā valence ir vienāda ar vienu. Valences vērtību raksta virs ķīmiskā elementa simbola ar romiešu cipariem.

Dotajā piemērā fluora atoms ir saistīts tikai ar vienu monovalentu H atomu, kas nozīmē, ka tā valence arī ir 1. Sēra atoms H2S jau piestiprina sev divus H atomus, tāpēc šajā savienojumā tas ir divvērtīgs. Kalcijs tā hidrīdā CaH2 ir saistīts arī ar diviem ūdeņraža atomiem, kas nozīmē, ka tā valence ir divi.

Skābeklis lielākajā daļā tā savienojumu ir divvērtīgs, tas ir, tas veido divas ķīmiskas saites ar citiem atomiem.

Pirmajā gadījumā sēra atoms piesaista sev divus skābekļa atomus, tas ir, tas kopā veido 4 ķīmiskās saites (viens skābeklis veido divas saites, kas nozīmē sēru - divas reizes 2), tas ir, tā valence ir 4.

SO3 savienojumā sērs jau piesaista trīs O atomus, tāpēc tā valence ir 6 (trīs reizes tas veido divas saites ar katru skābekļa atomu). Kalcija atoms piesaista tikai vienu skābekļa atomu, veidojot ar to divas saites, kas nozīmē, ka tā valence ir tāda pati kā O, tas ir, vienāda ar 2.

Ņemiet vērā, ka H atoms ir vienvērtīgs jebkurā savienojumā. Skābekļa valence vienmēr (izņemot hidronija jonu H3O(+)) ir vienāda ar 2. Kalcijs veido divas ķīmiskās saites gan ar ūdeņradi, gan ar skābekli. Tie ir elementi ar nemainīgu valenci. Papildus jau norādītajām, pastāvīgā valence ir:

• Li, Na, K, F - monovalents;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - ir II valence;
• B, Al un Ga ir trīsvērtīgi.

Sēra atomam, atšķirībā no aplūkotajiem gadījumiem, kombinācijā ar ūdeņradi ir II valence, un ar skābekli tas var būt tetra- vai sešvērtīgs. Tiek uzskatīts, ka šādu elementu atomiem ir mainīga valence. Turklāt tā maksimālā vērtība vairumā gadījumu sakrīt ar tās grupas numuru, kurā elements atrodas periodiskajā tabulā (1. noteikums).

Šim noteikumam ir daudz izņēmumu. Tādējādi vara grupas 1. elementam ir gan I, gan II valences. Gluži pretēji, dzelzs, kobalts, niķelis, slāpeklis, fluors maksimālā valence ir mazāka par grupas numuru. Tātad Fe, Co, Ni tie ir II un III, N - IV un fluoram - I.

Minimālā valences vērtība vienmēr atbilst starpībai starp skaitli 8 un grupas numuru (2. noteikums).

Viennozīmīgi var noteikt, kāda ir elementu valence, kuriem tas ir mainīgs, tikai pēc noteiktas vielas formulas.

Valences noteikšana binārā savienojumā

Apskatīsim, kā noteikt elementa valenci binārā (divu elementu) savienojumā. Šeit ir divas iespējas: savienojumā viena elementa atomu valence ir precīzi zināma, vai arī abām daļiņām ir mainīga valence.

Pirmais gadījums:

Otrais gadījums:

Valences noteikšana, izmantojot trīs elementu daļiņu formulu.

Ne visas ķīmiskās vielas sastāv no diatomiskām molekulām. Kā noteikt elementa valenci trīselementu daļiņā? Apskatīsim šo jautājumu, izmantojot divu savienojumu K2Cr2O7 formulu piemēru.

Ja kālija vietā formula satur dzelzi vai citu elementu ar mainīgu valenci, mums būs jāzina, kāda ir skābes atlikuma valence. Piemēram, jums jāaprēķina visu elementu atomu valences kombinācijā ar formulu FeSO4.

Jāatzīmē, ka terminu “valence” biežāk lieto organiskajā ķīmijā. Sastādot neorganisko savienojumu formulas, bieži tiek izmantots jēdziens “oksidācijas stāvoklis”.

Ķīmijas stundās jūs jau esat iepazinušies ar ķīmisko elementu valences jēdzienu. Mēs esam apkopojuši visu noderīgo informāciju par šo jautājumu vienuviet. Izmantojiet to, gatavojoties valsts eksāmenam un vienotajam valsts eksāmenam.

Valence un ķīmiskā analīze

Valence– ķīmisko elementu atomu spēja iekļūt ķīmiskos savienojumos ar citu elementu atomiem. Citiem vārdiem sakot, tā ir atoma spēja veidot noteiktu skaitu ķīmisko saišu ar citiem atomiem.

No latīņu valodas vārds "valence" tiek tulkots kā "spēks, spējas". Ļoti pareizs nosaukums, vai ne?

Jēdziens “valence” ir viens no ķīmijas pamatjēdzieniem. Tas tika ieviests pat pirms zinātnieki zināja atoma uzbūvi (tālajā 1853. gadā). Tāpēc, pētot atoma struktūru, tajā tika veiktas dažas izmaiņas.

Tādējādi no elektroniskās teorijas viedokļa valence ir tieši saistīta ar elementa atoma ārējo elektronu skaitu. Tas nozīmē, ka “valence” attiecas uz elektronu pāru skaitu, kas atomam ir ar citiem atomiem.

Zinot to, zinātnieki varēja aprakstīt ķīmiskās saites raksturu. Tas slēpjas faktā, ka vielas atomu pārim ir kopīgs valences elektronu pāris.

Jūs varat jautāt, kā 19. gadsimta ķīmiķi spēja aprakstīt valenci pat tad, kad viņi uzskatīja, ka nav daļiņu, kas būtu mazākas par atomu? Tas nenozīmē, ka tas bija tik vienkārši – viņi paļāvās uz ķīmisko analīzi.

Izmantojot ķīmisko analīzi, pagātnes zinātnieki noteica ķīmiskā savienojuma sastāvu: cik daudz dažādu elementu atomu ir attiecīgās vielas molekulā. Lai to izdarītu, bija jānosaka, kāda ir precīza katra elementa masa tīras (bez piemaisījumiem) vielas paraugā.

Tiesa, šī metode nav bez trūkumiem. Jo elementa valenci var noteikt šādā veidā tikai tā vienkāršā savienojumā ar vienmēr vienvērtīgo ūdeņradi (hidrīdu) vai vienmēr divvērtīgo skābekli (oksīdu). Piemēram, slāpekļa valence NH3 ir III, jo viens ūdeņraža atoms ir saistīts ar trim slāpekļa atomiem. Un oglekļa valence metānā (CH 4) saskaņā ar to pašu principu ir IV.

Šī valences noteikšanas metode ir piemērota tikai vienkāršām vielām. Bet skābēs šādā veidā mēs varam noteikt tikai tādu savienojumu valenci kā skābie atlikumi, bet ne visiem elementiem (izņemot zināmo ūdeņraža valenci).

Kā jau esat pamanījis, valence tiek apzīmēta ar romiešu cipariem.

Valence un skābes

Tā kā ūdeņraža valence paliek nemainīga un jums ir labi zināma, jūs varat viegli noteikt skābes atlikuma valenci. Tā, piemēram, H 2 SO 3 SO 3 valence ir I, HСlO 3 СlO 3 valence ir I.

Līdzīgā veidā, ja ir zināma skābes atlikuma valence, ir viegli pierakstīt pareizo skābes formulu: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valence un formulas

Valences jēdzienam ir jēga tikai molekulāras dabas vielām, un tas nav īpaši piemērots ķīmisko saišu aprakstīšanai klastera, jonu, kristāliska rakstura savienojumos utt.

Indeksi vielu molekulārajās formulās atspoguļo to elementu atomu skaitu, kas tos veido. Elementu valences zināšana palīdz pareizi novietot indeksus. Tādā pašā veidā, aplūkojot molekulāro formulu un indeksus, jūs varat noteikt veidojošo elementu valences.

Jūs veicat šādus uzdevumus ķīmijas stundās skolā. Piemēram, ja ir vielas ķīmiskā formula, kurā ir zināma viena elementa valence, jūs varat viegli noteikt cita elementa valenci.

Lai to izdarītu, jums vienkārši jāatceras, ka molekulāras dabas vielā abu elementu valenču skaits ir vienāds. Tāpēc, lai noteiktu jums nezināma elementa valenci, izmantojiet mazāko kopējo daudzkārtni (kas atbilst savienojumam nepieciešamajam brīvo valenču skaitam).

Lai tas būtu skaidrs, ņemsim dzelzs oksīda Fe 2 O 3 formulu. Šeit ķīmiskās saites veidošanā piedalās divi dzelzs atomi ar III valenci un 3 skābekļa atomi ar II valenci. Viņu mazākais kopīgais reizinājums ir 6.

• Piemērs: jums ir formulas Mn 2 O 7. Jūs zināt skābekļa valenci, ir viegli aprēķināt, ka mazākais kopīgais reizinājums ir 14, tātad Mn valence ir VII.

Līdzīgā veidā jūs varat rīkoties pretēji: pierakstiet pareizo vielas ķīmisko formulu, zinot tās elementu valences.

• Piemērs: lai pareizi uzrakstītu fosfora oksīda formulu, mēs ņemam vērā skābekļa (II) un fosfora (V) valenci. Tas nozīmē, ka P un O mazākais kopīgais reizinājums ir 10. Tāpēc formulai ir šāda forma: P 2 O 5.

Labi zinot elementu īpašības, kas tiem piemīt dažādos savienojumos, ir iespējams noteikt to valenci pat pēc šādu savienojumu parādīšanās.

Piemēram: vara oksīdi ir sarkanā (Cu 2 O) un melnā (CuO) krāsā. Vara hidroksīdi ir iekrāsoti dzeltenā (CuOH) un zilā krāsā (Cu(OH) 2).

Lai vielās esošās kovalentās saites būtu jums vizuālākas un saprotamākas, uzrakstiet to strukturālās formulas. Līnijas starp elementiem apzīmē saites (valenci), kas rodas starp to atomiem:

Valences īpašības

Mūsdienās elementu valences noteikšana balstās uz zināšanām par to atomu ārējo elektronisko apvalku struktūru.

Valence var būt:

• konstante (galveno apakšgrupu metāli);
• mainīgie (nemetāli un sekundāro grupu metāli):
• augstāka valence;
• zemāka valence.

Dažādos ķīmiskajos savienojumos paliek nemainīgs:

• ūdeņraža, nātrija, kālija, fluora valence (I);
• skābekļa, magnija, kalcija, cinka valence (II);
• alumīnija valence (III).

Bet dzelzs un vara, broma un hlora, kā arī daudzu citu elementu valence mainās, veidojot dažādus ķīmiskus savienojumus.

Valence un elektronu teorija

Elektroniskās teorijas ietvaros atoma valence tiek noteikta, pamatojoties uz nepāra elektronu skaitu, kas piedalās elektronu pāru veidošanā ar citu atomu elektroniem.

Ķīmisko saišu veidošanā piedalās tikai elektroni, kas atrodas atoma ārējā apvalkā. Tāpēc ķīmiskā elementa maksimālā valence ir elektronu skaits tā atoma ārējā elektronu apvalkā.

Valences jēdziens ir cieši saistīts ar Periodisko likumu, ko atklāja D. I. Mendeļejevs. Uzmanīgi aplūkojot periodisko tabulu, jūs varat viegli pamanīt: elementa pozīcija periodiskajā sistēmā un tā valence ir nesaraujami saistītas. Vienai grupai piederošo elementu augstākā valence atbilst grupas kārtas numuram periodiskajā tabulā.

Zemāko valenci uzzināsiet, no periodiskās tabulas grupu skaita (tādas ir astoņas) atņemot sev interesējošā elementa grupas numuru.

Piemēram, daudzu metālu valence sakrīt ar to grupu numuriem periodisko elementu tabulā, pie kurām tie pieder.

Ķīmisko elementu valences tabula

Sērijas numurs chem. elements (atomskaitlis)	Vārds	Ķīmiskais simbols	Valence
1	Ūdeņradis Hēlijs Litijs Berilijs Ogleklis Slāpeklis / slāpeklis Skābeklis Fluors Neons / Neons Nātrijs/nātrijs Magnijs / Magnijs Alumīnijs Silīcijs Fosfors / Fosfors Sērs/Sērs Hlors Argons / Argons Kālijs / Kālijs Kalcijs Skandijs / Skandijs Titāns Vanādijs Chrome/Chromium Mangāns / Mangāns Dzelzs Kobalts Niķelis Varš Cinks Gallijs Germānija Arsēns/Arsēns Selēns Broms Kriptons / Kriptons Rubidijs / Rubidijs Stroncijs / Stroncijs Itrijs / Itrijs Cirkonijs / cirkonijs Niobijs / niobijs Molibdēns Tehnēcijs / Tehnēcijs Rutēnijs / rutēnijs Rodijs Palādijs Sudrabs Kadmijs Indijs Alva/alva Antimons / Antimons Telūrs / Telūrs Jods / jods Ksenons / Ksenons Cēzijs Bārijs / Bārijs Lantāns / Lantāns Cerijs Prazeodīms / Prazeodīms Neodīms / neodīms Prometijs / Prometijs Samarijs / Samarijs Eiropijs Gadolīnijs / Gadolīnijs Terbijs / Terbijs Disprozijs / Disprozijs Holmium Erbijs Tulijs Iterbijs / iterbijs Lutēcijs / Lutēcijs Hafnijs / Hafnijs Tantals / tantals Volframs / Volframs Rēnijs / rēnijs Osmijs / osmijs Iridijs / Iridijs Platīns Zelts Merkurs Talijs / tallijs Svins/Svins Bismuts Polonijs Astatīns Radons / Radons Francijs Rādijs Aktīnijs Torijs Proaktīnijs / Protaktīnijs Urāns / Urāns	H	es (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) Nav datu Nav datu (II), III, IV, (V), VI

Iekavās norādītas tās valences, kuras elementiem, kurām tās piemīt, uzrāda reti.

Valence un oksidācijas stāvoklis

Tādējādi, runājot par oksidācijas pakāpi, tiek domāts, ka atomam jonu (kas ir svarīgi) vielā ir noteikts konvencionāls lādiņš. Un, ja valence ir neitrāls raksturlielums, tad oksidācijas stāvoklis var būt negatīvs, pozitīvs vai vienāds ar nulli.

Interesanti, ka viena un tā paša elementa atomam atkarībā no elementiem, ar kuriem tas veido ķīmisko savienojumu, valence un oksidācijas pakāpe var būt vienāda (H 2 O, CH 4 utt.) vai atšķirīga (H 2 O 2, HNO3).

Secinājums

Padziļinot zināšanas par atomu uzbūvi, jūs uzzināsiet dziļāk un sīkāk par valenci. Šis ķīmisko elementu apraksts nav pilnīgs. Bet tam ir liela praktiska nozīme. Kā jūs pats esat redzējis ne reizi vien, risinot uzdevumus un veicot ķīmiskos eksperimentus savās nodarbībās.

Šis raksts ir izstrādāts, lai palīdzētu sakārtot zināšanas par valenci. Un arī atgādināt, kā to var noteikt un kur tiek izmantota valence.

Mēs ceram, ka šis materiāls jums noderēs mājasdarbu sagatavošanā un pašgatavošanā ieskaitēm un eksāmeniem.

blog.site, kopējot materiālu pilnībā vai daļēji, ir nepieciešama saite uz oriģinālo avotu.

Ķīmiskā formula atspoguļo ķīmiska savienojuma vai vienkāršas vielas sastāvu (struktūru). Piemēram, H 2 O - divi ūdeņraža atomi ir saistīti ar skābekļa atomu. Ķīmiskās formulas satur arī zināmu informāciju par vielas struktūru: piemēram, Fe(OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - šīs formulas norāda dažas stabilas grupas (OH, SO 4), kas ir daļa no vielas - tās molekula, formula vai struktūrvienība (FU vai SE).

Molekulārā formula norāda katra elementa atomu skaitu molekulā. Molekulārā formula apraksta tikai vielas ar molekulāro struktūru (gāzes, šķidrumi un dažas cietas vielas). Vielas ar atomu vai jonu struktūru sastāvu var aprakstīt tikai ar formulas vienību simboliem.

Formulas vienības norāda vienkāršāko sakarību starp dažādu elementu atomu skaitu vielā. Piemēram, benzola formulas vienība ir CH, molekulārā formula ir C6H6.

Strukturālā (grafiskā) formula norāda atomu savienojuma secību molekulā (kā arī PU un CE) un saišu skaitu starp atomiem.

Apsverot šādas formulas, radās doma par valence(valentia - spēks) - kā dotā elementa atoma spēja piesaistīt sev noteiktu skaitu citu atomu. Var izšķirt trīs valences veidus: stehiometrisko (ieskaitot oksidācijas stāvokli), strukturālo un elektronisko.

Stehiometriskā valence. Kvantitatīvā pieeja valences noteikšanai izrādījās iespējama pēc tam, kad tika izveidots jēdziens “ekvivalents” un tā definīcija saskaņā ar ekvivalentu likumu. Pamatojoties uz šiem jēdzieniem, mēs varam ieviest priekšstatu par stehiometriskā valence ir ekvivalentu skaits, ko dotais atoms var piesaistīt sev, vai ekvivalentu skaits atomā. Ekvivalentus nosaka pēc ūdeņraža atomu skaita, tad V сх faktiski nozīmē ūdeņraža atomu (vai tam līdzvērtīgu daļiņu) skaitu, ar kuriem dotais atoms mijiedarbojas.

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

Piemēram, SO 3 ( S= +6) Z B (S) ir vienāds ar 6 V stx (S) = 6.

Ūdeņraža ekvivalents ir 1, tāpēc elementiem tālāk minētajos savienojumos Z B (Cl) = 1, Z B (O) = 2, Z B (N) = 3 un Z B (C) = 4. Stehiometrisko valenci parasti apzīmē ar romiešu cipariem:

I I I II III I IV I

HCl, H2O, NH3, CH4.

Gadījumos, kad elements nesavienojas ar ūdeņradi, meklējamā elementa valenci nosaka pēc elementa, kura valence ir zināma. Visbiežāk tas tiek konstatēts, izmantojot skābekli, jo tā valence savienojumos parasti ir vienāda ar diviem. Piemēram, savienojumos:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Nosakot elementa stehiometrisko valenci, izmantojot bināra savienojuma formulu, jāatceras, ka viena elementa visu atomu kopējai valencei jābūt vienādai ar cita elementa visu atomu kopējo valenci.

Zinot elementu valenci, varat izveidot vielas ķīmisko formulu. Sastādot ķīmiskās formulas, varat ievērot šādu procedūru:

1. Blakus savienojumu veidojošo elementu ķīmiskajiem simboliem ierakstiet: KO AlCl AlO ;

2. To valence norādīta virs ķīmisko elementu simboliem:

I II III I III II

3. Izmantojot iepriekš minēto noteikumu, nosakiet abu elementu (attiecīgi 2, 3 un 6) stehiometrisko valenci izsaka skaitļu mazāko kopīgo reizinājumu.

Dalot mazāko kopējo reizni ar atbilstošā elementa valenci, tiek atrasti indeksi:

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3 .

1. piemērs. Izveidojiet hlora oksīda formulu, zinot, ka hlors tajā ir septiņvērtīgs un skābeklis ir divvērtīgs.

Risinājums. Mēs atrodam skaitļu 2 un 7 mazāko daudzkārtni - tas ir vienāds ar 14. Izdalot mazāko kopīgo reizinātāju ar atbilstošā elementa stehiometrisko valenci, atrodam indeksus: hlora atomiem 14/7 = 2, skābekļa atomiem 14 /2 = 7.

Oksīda formula ir -Cl2O7.

Oksidācijas stāvoklis raksturo arī vielas sastāvu un ir vienāds ar stehiometrisko valenci ar plus zīmi (metālam vai elektropozitīvākam elementam molekulā) vai mīnusu.

 = ±V stx. (1.2)

w ir definēts caur V stx, tātad ar ekvivalentu, un tas nozīmē, ka w(H) = ±1; turklāt eksperimentāli var atrast visu pārējo elementu w dažādos savienojumos. Jo īpaši ir svarīgi, lai vairākiem elementiem vienmēr vai gandrīz vienmēr būtu nemainīgs oksidācijas stāvoklis.

Ir lietderīgi atcerēties šādus noteikumus oksidācijas pakāpes noteikšanai.

1. w(H) = ±1 (. w = +1 H2O, HCl; . w = –1 NaH, CaH2);

2. F(fluors) visos savienojumos ir w = –1, atlikušajiem halogēniem ar metāliem, ūdeņradi un citiem elektropozitīvākiem elementiem arī ir w = –1.

3. Skābeklis parastajos savienojumos ir. w = –2 (izņēmums ir ūdeņraža peroksīds un tā atvasinājumi – H 2 O 2 vai BaO 2, kurā skābekļa oksidācijas pakāpe ir –1, kā arī skābekļa fluorīds OF 2, kurā skābekļa oksidācijas pakāpe ir +2 ).

4. Sārmu (Li – Fr) un sārmzemju metālu (Ca – Ra) oksidācijas pakāpe vienmēr ir vienāda ar grupas numuru, tas ir, attiecīgi +1 un +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La un lantanīdi (izņemot Ce) – w = +3.

6. Elementa augstākais oksidācijas līmenis ir vienāds ar periodiskās sistēmas grupas numuru, bet zemākais = (grupas numurs - 8). Piemēram, lielākais w (S) = +6 SO 3, zemākais w = -2 H 2 S.

7. Pieņem, ka vienkāršu vielu oksidācijas pakāpes ir nulle.

8. Jonu oksidācijas pakāpes ir vienādas ar to lādiņiem.

9. Savienojuma elementu oksidācijas pakāpes izslēdz viens otru tā, ka to summa visiem molekulas vai neitrālas formulas vienības atomiem ir nulle, bet jonam tā lādiņš. To var izmantot, lai noteiktu nezināmu oksidācijas pakāpi no zināmiem un izveidotu formulas daudzelementu savienojumiem.

2. piemērs. Noteikt hroma oksidācijas pakāpi sālī K 2 CrO 4 un jona Cr 2 O 7 2 - .

Risinājums. Mēs pieņemam w(K) = +1; w(O) = -2. Struktūrvienībai K 2 CrO 4 mums ir:

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

Jonam Cr 2 O 7 2 - mums ir: 2 . X+7 . (-2) = -2, X = w(Cr) = +6.

Tas nozīmē, ka hroma oksidācijas pakāpe abos gadījumos ir vienāda.

3. piemērs. Noteikt fosfora oksidācijas pakāpi savienojumos P 2 O 3 un PH 3.

Risinājums. Savienojumā P 2 O 3 w(O) = -2. Pamatojoties uz faktu, ka molekulas oksidācijas pakāpju algebriskajai summai jābūt vienādai ar nulli, mēs atrodam fosfora oksidācijas pakāpi: 2. X + 3. (-2) = 0, tātad X = w(P) = +3.

Savienojumā PH 3 w(H) = +1, tātad X + 3.(+1) = 0. X = w(P) =-3.

4. piemērs. Uzrakstiet oksīdu formulas, ko var iegūt, termiski sadalot tālāk uzskaitītos hidroksīdus:

H2SiO3; Fe(OH)3; H3AsO4; H2WO4; Cu(OH)2.

Risinājums. H 2 SiO 3 - noteiksim silīcija oksidācijas pakāpi: w(H) = +1, w(O) =-2, tātad: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0.w(Si) = X = +4. Mēs veidojam oksīda-SiO 2 formulu.

Fe(OH) 3 - hidroksogrupas lādiņš ir -1, tāpēc w(Fe) = +3 un atbilstošā oksīda formula ir Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 - arsēna oksidācijas pakāpe skābē: 3. (+1) +X+ 4 . (-2) = 0,X = w(As) = +5. Tādējādi oksīda formula ir As 2 O 5.

H 2 WO 4 -w(W) skābē ir +6, tāpēc atbilstošā oksīda formula ir WO 3.

Cu(OH) 2 - tā kā ir divas hidrokso grupas, kuru lādiņš ir -1, tāpēc w(Cu) = +2 un oksīda formula ir -CuO.

Lielākajai daļai elementu ir vairāki oksidācijas stāvokļi.

Apsvērsim, kā, izmantojot tabulu D.I. Mendeļejevs var noteikt galvenos elementu oksidācijas stāvokļus.

Stabili oksidācijas stāvokļi galveno apakšgrupu elementi var noteikt saskaņā ar šādiem noteikumiem:

1. I-III grupas elementiem ir tikai viens oksidācijas pakāpe - pozitīvs un pēc vērtības vienāds ar grupu skaitļiem (izņemot talliju, kuram w = +1 un +3).

IV-VI grupas elementiem papildus pozitīvajam oksidācijas stāvoklim, kas atbilst grupas numuram, un negatīvajam, kas vienāds ar starpību starp skaitli 8 un grupas numuru, ir arī starpposma oksidācijas pakāpes, kas parasti atšķiras par 2. vienības. IV grupai oksidācijas pakāpes ir attiecīgi +4, +2, -2, -4; V grupas elementiem attiecīgi -3, -1 +3 +5; un VI grupai - +6, +4, -2.

3. VII grupas elementiem ir visi oksidācijas pakāpes no +7 līdz -1, kas atšķiras par divām vienībām, t.i. +7, +5, +3, +1 un -1. Halogēnu grupā izdalās fluors, kuram nav pozitīvu oksidācijas pakāpju un savienojumos ar citiem elementiem eksistē tikai vienā oksidācijas pakāpē -1. (Ir vairāki halogēna savienojumi ar vienmērīgu oksidācijas pakāpi: ClO, ClO 2 utt.)

Elementi sānu apakšgrupas nav vienkāršas attiecības starp stabiliem oksidācijas stāvokļiem un grupas skaitu. Dažiem sekundāro apakšgrupu elementiem vienkārši jāatceras stabilie oksidācijas stāvokļi. Šie elementi ietver:

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

Lai sastādītu formulas trīs un vairāku elementu savienojumiem pēc oksidācijas pakāpēm, jāzina visu elementu oksidācijas pakāpes. Šajā gadījumā elementu atomu skaitu formulā nosaka no nosacījuma, ka visu atomu oksidācijas pakāpju summa ir vienāda ar formulas vienības (molekulas, jona) lādiņu. Piemēram, ja ir zināms, ka neuzlādēta formulas vienība satur K, Cr un O atomus ar oksidācijas pakāpēm attiecīgi +1, +6 un -2, tad šis nosacījums tiks izpildīts ar formulām K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 un daudzi citi; līdzīgi šis jons ar lādiņu -2, kas satur Cr +6 un O - 2, atbildīs formulām CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 - utt.

3. Elektroniskā valence V - ķīmisko saišu skaits, ko veido dots atoms.

Piemēram, molekulā H 2 O 2 H ¾ O

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

Tas ir, ir ķīmiski savienojumi, kuros stehiometriskā un elektroniskā valence nesakrīt; tie ietver, piemēram, sarežģītus savienojumus.

Koordinācijas un elektroniskās valences sīkāk apskatītas tēmās “Ķīmiskā saite” un “Kompleksie savienojumi”.

Ķīmijas stundās jūs jau esat iepazinušies ar ķīmisko elementu valences jēdzienu. Mēs esam apkopojuši visu noderīgo informāciju par šo jautājumu vienuviet. Izmantojiet to, gatavojoties valsts eksāmenam un vienotajam valsts eksāmenam.

Valence un ķīmiskā analīze

Valence– ķīmisko elementu atomu spēja iekļūt ķīmiskos savienojumos ar citu elementu atomiem. Citiem vārdiem sakot, tā ir atoma spēja veidot noteiktu skaitu ķīmisko saišu ar citiem atomiem.

No latīņu valodas vārds "valence" tiek tulkots kā "spēks, spējas". Ļoti pareizs nosaukums, vai ne?

Jēdziens “valence” ir viens no ķīmijas pamatjēdzieniem. Tas tika ieviests pat pirms zinātnieki zināja atoma uzbūvi (tālajā 1853. gadā). Tāpēc, pētot atoma struktūru, tajā tika veiktas dažas izmaiņas.

Tādējādi no elektroniskās teorijas viedokļa valence ir tieši saistīta ar elementa atoma ārējo elektronu skaitu. Tas nozīmē, ka “valence” attiecas uz elektronu pāru skaitu, kas atomam ir ar citiem atomiem.

Zinot to, zinātnieki varēja aprakstīt ķīmiskās saites raksturu. Tas slēpjas faktā, ka vielas atomu pārim ir kopīgs valences elektronu pāris.

Jūs varat jautāt, kā 19. gadsimta ķīmiķi spēja aprakstīt valenci pat tad, kad viņi uzskatīja, ka nav daļiņu, kas būtu mazākas par atomu? Tas nenozīmē, ka tas bija tik vienkārši – viņi paļāvās uz ķīmisko analīzi.

Izmantojot ķīmisko analīzi, pagātnes zinātnieki noteica ķīmiskā savienojuma sastāvu: cik daudz dažādu elementu atomu ir attiecīgās vielas molekulā. Lai to izdarītu, bija jānosaka, kāda ir precīza katra elementa masa tīras (bez piemaisījumiem) vielas paraugā.

Tiesa, šī metode nav bez trūkumiem. Jo elementa valenci var noteikt šādā veidā tikai tā vienkāršā savienojumā ar vienmēr vienvērtīgo ūdeņradi (hidrīdu) vai vienmēr divvērtīgo skābekli (oksīdu). Piemēram, slāpekļa valence NH3 ir III, jo viens ūdeņraža atoms ir saistīts ar trim slāpekļa atomiem. Un oglekļa valence metānā (CH 4) saskaņā ar to pašu principu ir IV.

Šī valences noteikšanas metode ir piemērota tikai vienkāršām vielām. Bet skābēs šādā veidā mēs varam noteikt tikai tādu savienojumu valenci kā skābie atlikumi, bet ne visiem elementiem (izņemot zināmo ūdeņraža valenci).

Kā jau esat pamanījis, valence tiek apzīmēta ar romiešu cipariem.

Valence un skābes

Tā kā ūdeņraža valence paliek nemainīga un jums ir labi zināma, jūs varat viegli noteikt skābes atlikuma valenci. Tā, piemēram, H 2 SO 3 SO 3 valence ir I, HСlO 3 СlO 3 valence ir I.

Līdzīgā veidā, ja ir zināma skābes atlikuma valence, ir viegli pierakstīt pareizo skābes formulu: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valence un formulas

Valences jēdzienam ir jēga tikai molekulāras dabas vielām, un tas nav īpaši piemērots ķīmisko saišu aprakstīšanai klastera, jonu, kristāliska rakstura savienojumos utt.

Indeksi vielu molekulārajās formulās atspoguļo to elementu atomu skaitu, kas tos veido. Elementu valences zināšana palīdz pareizi novietot indeksus. Tādā pašā veidā, aplūkojot molekulāro formulu un indeksus, jūs varat noteikt veidojošo elementu valences.

Jūs veicat šādus uzdevumus ķīmijas stundās skolā. Piemēram, ja ir vielas ķīmiskā formula, kurā ir zināma viena elementa valence, jūs varat viegli noteikt cita elementa valenci.

Lai to izdarītu, jums vienkārši jāatceras, ka molekulāras dabas vielā abu elementu valenču skaits ir vienāds. Tāpēc, lai noteiktu jums nezināma elementa valenci, izmantojiet mazāko kopējo daudzkārtni (kas atbilst savienojumam nepieciešamajam brīvo valenču skaitam).

Lai tas būtu skaidrs, ņemsim dzelzs oksīda Fe 2 O 3 formulu. Šeit ķīmiskās saites veidošanā piedalās divi dzelzs atomi ar III valenci un 3 skābekļa atomi ar II valenci. Viņu mazākais kopīgais reizinājums ir 6.

• Piemērs: jums ir formulas Mn 2 O 7. Jūs zināt skābekļa valenci, ir viegli aprēķināt, ka mazākais kopīgais reizinājums ir 14, tātad Mn valence ir VII.

Līdzīgā veidā jūs varat rīkoties pretēji: pierakstiet pareizo vielas ķīmisko formulu, zinot tās elementu valences.

• Piemērs: lai pareizi uzrakstītu fosfora oksīda formulu, mēs ņemam vērā skābekļa (II) un fosfora (V) valenci. Tas nozīmē, ka P un O mazākais kopīgais reizinājums ir 10. Tāpēc formulai ir šāda forma: P 2 O 5.

Labi zinot elementu īpašības, kas tiem piemīt dažādos savienojumos, ir iespējams noteikt to valenci pat pēc šādu savienojumu parādīšanās.

Piemēram: vara oksīdi ir sarkanā (Cu 2 O) un melnā (CuO) krāsā. Vara hidroksīdi ir iekrāsoti dzeltenā (CuOH) un zilā krāsā (Cu(OH) 2).

Lai vielās esošās kovalentās saites būtu jums vizuālākas un saprotamākas, uzrakstiet to strukturālās formulas. Līnijas starp elementiem apzīmē saites (valenci), kas rodas starp to atomiem:

Valences īpašības

Mūsdienās elementu valences noteikšana balstās uz zināšanām par to atomu ārējo elektronisko apvalku struktūru.

Valence var būt:

• konstante (galveno apakšgrupu metāli);
• mainīgie (nemetāli un sekundāro grupu metāli):
• augstāka valence;
• zemāka valence.

Dažādos ķīmiskajos savienojumos paliek nemainīgs:

• ūdeņraža, nātrija, kālija, fluora valence (I);
• skābekļa, magnija, kalcija, cinka valence (II);
• alumīnija valence (III).

Bet dzelzs un vara, broma un hlora, kā arī daudzu citu elementu valence mainās, veidojot dažādus ķīmiskus savienojumus.

Valence un elektronu teorija

Elektroniskās teorijas ietvaros atoma valence tiek noteikta, pamatojoties uz nepāra elektronu skaitu, kas piedalās elektronu pāru veidošanā ar citu atomu elektroniem.

Ķīmisko saišu veidošanā piedalās tikai elektroni, kas atrodas atoma ārējā apvalkā. Tāpēc ķīmiskā elementa maksimālā valence ir elektronu skaits tā atoma ārējā elektronu apvalkā.

Valences jēdziens ir cieši saistīts ar Periodisko likumu, ko atklāja D. I. Mendeļejevs. Uzmanīgi aplūkojot periodisko tabulu, jūs varat viegli pamanīt: elementa pozīcija periodiskajā sistēmā un tā valence ir nesaraujami saistītas. Vienai grupai piederošo elementu augstākā valence atbilst grupas kārtas numuram periodiskajā tabulā.

Zemāko valenci uzzināsiet, no periodiskās tabulas grupu skaita (tādas ir astoņas) atņemot sev interesējošā elementa grupas numuru.

Piemēram, daudzu metālu valence sakrīt ar to grupu numuriem periodisko elementu tabulā, pie kurām tie pieder.

Ķīmisko elementu valences tabula

Sērijas numurs chem. elements (atomskaitlis)	Vārds	Ķīmiskais simbols	Valence
1	Ūdeņradis Hēlijs Litijs Berilijs Ogleklis Slāpeklis / slāpeklis Skābeklis Fluors Neons / Neons Nātrijs/nātrijs Magnijs / Magnijs Alumīnijs Silīcijs Fosfors / Fosfors Sērs/Sērs Hlors Argons / Argons Kālijs / Kālijs Kalcijs Skandijs / Skandijs Titāns Vanādijs Chrome/Chromium Mangāns / Mangāns Dzelzs Kobalts Niķelis Varš Cinks Gallijs Germānija Arsēns/Arsēns Selēns Broms Kriptons / Kriptons Rubidijs / Rubidijs Stroncijs / Stroncijs Itrijs / Itrijs Cirkonijs / cirkonijs Niobijs / niobijs Molibdēns Tehnēcijs / Tehnēcijs Rutēnijs / rutēnijs Rodijs Palādijs Sudrabs Kadmijs Indijs Alva/alva Antimons / Antimons Telūrs / Telūrs Jods / jods Ksenons / Ksenons Cēzijs Bārijs / Bārijs Lantāns / Lantāns Cerijs Prazeodīms / Prazeodīms Neodīms / neodīms Prometijs / Prometijs Samarijs / Samarijs Eiropijs Gadolīnijs / Gadolīnijs Terbijs / Terbijs Disprozijs / Disprozijs Holmium Erbijs Tulijs Iterbijs / iterbijs Lutēcijs / Lutēcijs Hafnijs / Hafnijs Tantals / tantals Volframs / Volframs Rēnijs / rēnijs Osmijs / osmijs Iridijs / Iridijs Platīns Zelts Merkurs Talijs / tallijs Svins/Svins Bismuts Polonijs Astatīns Radons / Radons Francijs Rādijs Aktīnijs Torijs Proaktīnijs / Protaktīnijs Urāns / Urāns	H	es (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) Nav datu Nav datu (II), III, IV, (V), VI

Iekavās norādītas tās valences, kuras elementiem, kurām tās piemīt, uzrāda reti.

Valence un oksidācijas stāvoklis

Tādējādi, runājot par oksidācijas pakāpi, tiek domāts, ka atomam jonu (kas ir svarīgi) vielā ir noteikts konvencionāls lādiņš. Un, ja valence ir neitrāls raksturlielums, tad oksidācijas stāvoklis var būt negatīvs, pozitīvs vai vienāds ar nulli.

Interesanti, ka viena un tā paša elementa atomam atkarībā no elementiem, ar kuriem tas veido ķīmisko savienojumu, valence un oksidācijas pakāpe var būt vienāda (H 2 O, CH 4 utt.) vai atšķirīga (H 2 O 2, HNO3).

Secinājums

Padziļinot zināšanas par atomu uzbūvi, jūs uzzināsiet dziļāk un sīkāk par valenci. Šis ķīmisko elementu apraksts nav pilnīgs. Bet tam ir liela praktiska nozīme. Kā jūs pats esat redzējis ne reizi vien, risinot uzdevumus un veicot ķīmiskos eksperimentus savās nodarbībās.

Šis raksts ir izstrādāts, lai palīdzētu sakārtot zināšanas par valenci. Un arī atgādināt, kā to var noteikt un kur tiek izmantota valence.

Mēs ceram, ka šis materiāls jums noderēs mājasdarbu sagatavošanā un pašgatavošanā ieskaitēm un eksāmeniem.

tīmekļa vietni, kopējot materiālu pilnībā vai daļēji, ir nepieciešama saite uz avotu.

Valence ir atomu spēja piesaistīt sev noteiktu skaitu citu atomu.

Viens cita monovalenta elementa atoms ir apvienots ar vienu monovalentā elementa atomu(HCl) . Divvērtīgā elementa atoms apvienojas ar diviem monovalenta elementa atomiem.(H2O) vai viens divvērtīgs atoms(CaO) . Tas nozīmē, ka elementa valenci var attēlot kā skaitli, kas parāda, ar cik monovalentā elementa atomiem var apvienoties dotā elementa atoms. Elementa valence ir saišu skaits, ko veido atoms:

Na - monovalenta (viena saite)

H - monovalenta (viena saite)

O - divvērtīgs (divas saites katram atomam)

S - sešvērtīgs (veido sešas saites ar blakus esošajiem atomiem)

Valences noteikšanas noteikumi
elementi savienojumos

1. Valence ūdeņradis maldās par es(vienība). Tad saskaņā ar ūdens H 2 O formulu vienam skābekļa atomam tiek pievienoti divi ūdeņraža atomi.

2. Skābeklis tā savienojumos vienmēr piemīt valence II. Tāpēc ogleklim savienojumā CO 2 (oglekļa dioksīds) ir IV valence.

3. Augstāka valence vienāds ar grupas numurs .

4. Zemākā valence ir vienāds ar starpību starp skaitli 8 (grupu skaits tabulā) un tās grupas numuru, kurā atrodas šis elements, t.i. 8 - N grupas .

5. Metāliem, kas atrodas “A” apakšgrupās, valence ir vienāda ar grupas numuru.

6. Nemetāliem parasti ir divas valences: augstāka un zemāka.

Piemēram: sēram ir augstākā valence VI un zemākā (8 – 6) vienāda ar II; fosforam ir V un III valence.

7. Valence var būt nemainīga vai mainīga.

Lai izveidotu savienojumu ķīmiskās formulas, ir jāzina elementu valence.

Fosfora oksīda savienojuma formulas sastādīšanas algoritms

Secība	Formulējošais fosfora oksīds
1. Uzrakstiet elementu simbolus	R O
2. Noteikt elementu valences	V II P O
3. Atrodiet valenču skaitlisko vērtību mazāko kopīgo daudzkārtni	5 2 = 10
4. Atrodiet attiecības starp elementu atomiem, dalot atrasto mazāko daudzkārtni ar atbilstošajām elementu valencēm.	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Uzrakstiet elementu simbolu indeksus	R2O5
6. Savienojuma (oksīda) formula	R2O5

Atcerieties!

Savienojumu ķīmisko formulu sastādīšanas iezīmes.

1) Zemāko valenci parāda elements, kas atrodas pa labi un augšā D. I. Mendeļejeva tabulā, un augstāko valenci parāda elements, kas atrodas pa kreisi un zemāk.

Piemēram, kombinācijā ar skābekli sēram ir visaugstākā VI valence, bet skābeklim ir zemākā II valence. Tādējādi sēra oksīda formula būs SO 3.

Silīcija savienojumā ar oglekli pirmajam ir visaugstākā IV valence, bet otrajam - zemākā IV valence. Tātad formula – SiC. Tas ir silīcija karbīds, kas ir ugunsizturīgu un abrazīvu materiālu pamats.

2) Metāla atoms formulā ir pirmais.

2) Savienojumu formulās nemetāla atoms, kuram ir viszemākā valence, vienmēr ir otrajā vietā, un šāda savienojuma nosaukums beidzas ar “id”.

Piemēram,Sao - kalcija oksīds, NaCl - nātrija hlorīds, PbS - svina sulfīds.

Tagad jūs varat uzrakstīt formulas visiem metālu un nemetālu savienojumiem.