Care om de știință a introdus conceptul de valență? Ce este valența? Elemente cu valență constantă

Există mai multe definiții ale conceptului de „valență”. Cel mai adesea, acest termen se referă la capacitatea atomilor unui element de a atașa un anumit număr de atomi ai altor elemente. Adesea, cei care abia încep să studieze chimia au o întrebare: Cum se determină valența unui element? Acest lucru este ușor de făcut dacă cunoașteți câteva reguli.

Valențe constante și variabile

Să luăm în considerare compușii HF, H2S și CaH2. În fiecare dintre aceste exemple, un atom de hidrogen se atașează la sine doar un atom al altui element chimic, ceea ce înseamnă că valența sa este egală cu unul. Valoarea valenței este scrisă deasupra simbolului elementului chimic în cifre romane.

În exemplul dat, atomul de fluor este legat de un singur atom de H monovalent, ceea ce înseamnă că valența sa este de asemenea 1. Atomul de sulf din H2S atașează deja doi atomi de H la sine, deci este divalent în acest compus. Calciul din hidrura sa CaH2 este, de asemenea, legat de doi atomi de hidrogen, ceea ce înseamnă că valența sa este de doi.

Oxigenul în marea majoritate a compușilor săi este bivalent, adică formează două legături chimice cu alți atomi.

În primul caz, atomul de sulf se leagă de el însuși doi atomi de oxigen, adică formează 4 legături chimice în total (un oxigen formează două legături, ceea ce înseamnă sulf - de două ori 2), adică valența sa este 4.

În compusul SO3, sulful atașează deja trei atomi de O, prin urmare valența sa este de 6 (de trei ori formează două legături cu fiecare atom de oxigen). Atomul de calciu atașează un singur atom de oxigen, formând două legături cu acesta, ceea ce înseamnă că valența lui este aceeași cu cea a lui O, adică egală cu 2.

Rețineți că atomul de H este monovalent în orice compus. Valența oxigenului este întotdeauna (cu excepția ionului hidroniu H3O(+)) egală cu 2. Calciul formează două legături chimice atât cu hidrogenul, cât și cu oxigenul. Acestea sunt elemente cu valență constantă. Pe lângă cele deja indicate, următoarele au valență constantă:

• Li, Na, K, F - monovalent;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - au valența II;
• B, Al și Ga sunt trivalente.

Atomul de sulf, spre deosebire de cazurile luate în considerare, în combinație cu hidrogenul are o valență de II, iar cu oxigenul poate fi tetra sau hexavalent. Se spune că atomii unor astfel de elemente au valență variabilă. Mai mult, valoarea sa maximă coincide în majoritatea cazurilor cu numărul grupului în care se află elementul în Tabelul Periodic (regula 1).

Există multe excepții de la această regulă. Astfel, elementul 1 al cuprului de grup prezintă valențe atât I, cât și II. Fierul, cobaltul, nichelul, azotul, fluorul, dimpotrivă, au o valență maximă mai mică decât numărul grupului. Deci, pentru Fe, Co, Ni acestea sunt II și III, pentru N - IV și pentru fluor - I.

Valoarea minimă de valență corespunde întotdeauna diferenței dintre numărul 8 și numărul grupului (regula 2).

Este posibil să se determine fără ambiguitate care este valența elementelor pentru care este variabilă numai prin formula unei anumite substanțe.

Determinarea valenței într-un compus binar

Să luăm în considerare cum să determinăm valența unui element într-un compus binar (din două elemente). Există două opțiuni aici: într-un compus, valența atomilor unui element este cunoscută exact, sau ambele particule au o valență variabilă.

Cazul unu:

Cazul doi:

Determinarea valenței folosind formula particulelor cu trei elemente.

Nu toate substanțele chimice constau din molecule diatomice. Cum se determină valența unui element dintr-o particulă cu trei elemente? Să luăm în considerare această întrebare folosind exemplul formulelor a doi compuși K2Cr2O7.

Dacă, în loc de potasiu, formula conține fier, sau alt element cu valență variabilă, va trebui să știm care este valența reziduului acid. De exemplu, trebuie să calculați valențele atomilor tuturor elementelor în combinație cu formula FeSO4.

Trebuie remarcat faptul că termenul „valență” este folosit mai des în chimia organică. La compilarea formulelor pentru compușii anorganici, este adesea folosit conceptul de „stare de oxidare”.

La lecțiile de chimie, te-ai familiarizat deja cu conceptul de valență a elementelor chimice. Am adunat toate informațiile utile despre această problemă într-un singur loc. Folosiți-l atunci când vă pregătiți pentru examenul de stat și examenul de stat unificat.

Valenta si analiza chimica

Valenţă– capacitatea atomilor elementelor chimice de a intra în compuși chimici cu atomi ai altor elemente. Cu alte cuvinte, este capacitatea unui atom de a forma un anumit număr de legături chimice cu alți atomi.

Din latină, cuvântul „valență” este tradus ca „putere, abilitate”. Un nume foarte corect, nu?

Conceptul de „valență” este unul dintre cele de bază în chimie. A fost introdus chiar înainte ca oamenii de știință să cunoască structura atomului (în 1853). Prin urmare, pe măsură ce am studiat structura atomului, acesta a suferit unele modificări.

Astfel, din punctul de vedere al teoriei electronice, valența este direct legată de numărul de electroni exteriori ai atomului unui element. Aceasta înseamnă că prin „valență” înțelegem numărul de perechi de electroni cu care un atom este conectat la alți atomi.

Știind acest lucru, oamenii de știință au putut să descrie natura legăturii chimice. Constă în faptul că o pereche de atomi ai unei substanțe împarte o pereche de electroni de valență.

Vă puteți întreba cum au putut chimiștii secolului al XIX-lea să descrie valența chiar și atunci când credeau că nu există particule mai mici decât un atom? Acest lucru nu înseamnă că a fost atât de simplu - s-au bazat pe analize chimice.

Prin analiză chimică, oamenii de știință din trecut au determinat compoziția unui compus chimic: câți atomi de diferite elemente sunt conținute în molecula substanței în cauză. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se determine care este masa exactă a fiecărui element dintr-o probă de substanță pură (fără impurități).

Adevărat, această metodă nu este lipsită de defecte. Deoarece valența unui element poate fi determinată în acest fel doar în simpla sa combinație cu hidrogen (hidrură) întotdeauna monovalent sau oxigen (oxid) întotdeauna divalent. De exemplu, valența azotului în NH3 este III, deoarece un atom de hidrogen este legat de trei atomi de azot. Iar valența carbonului în metan (CH 4), după același principiu, este IV.

Această metodă de determinare a valenței este potrivită numai pentru substanțe simple. Dar în acizi, în acest fel putem determina doar valența compușilor precum reziduurile acide, dar nu toate elementele (cu excepția valenței cunoscute a hidrogenului) individual.

După cum ați observat deja, valența este indicată prin cifre romane.

Valență și acizi

Deoarece valența hidrogenului rămâne neschimbată și vă este bine cunoscută, puteți determina cu ușurință valența reziduului acid. Deci, de exemplu, în H 2 SO 3 valența lui SO 3 este I, în HСlO 3 valența lui СlO 3 este I.

În mod similar, dacă se cunoaște valența reziduului acid, este ușor de scris formula corectă a acidului: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valenta si formule

Conceptul de valență are sens doar pentru substanțele de natură moleculară și nu este foarte potrivit pentru descrierea legăturilor chimice în compuși de natură cluster, ionică, cristalină etc.

Indicii din formulele moleculare ale substanțelor reflectă numărul de atomi ai elementelor care le alcătuiesc. Cunoașterea valenței elementelor ajută la plasarea corectă a indicilor. În același mod, uitându-ne la formula moleculară și la indici, puteți spune valențele elementelor constitutive.

Faceți astfel de sarcini la lecțiile de chimie de la școală. De exemplu, având formula chimică a unei substanțe în care este cunoscută valența unuia dintre elemente, puteți determina cu ușurință valența altui element.

Pentru a face acest lucru, trebuie doar să vă amintiți că într-o substanță de natură moleculară, numărul de valențe ale ambelor elemente este egal. Prin urmare, utilizați cel mai mic multiplu comun (corespunzător numărului de valențe libere necesare pentru compus) pentru a determina valența unui element care vă este necunoscut.

Pentru a fi clar, să luăm formula oxidului de fier Fe 2 O 3. Aici, doi atomi de fier cu valența III și 3 atomi de oxigen cu valența II participă la formarea unei legături chimice. Cel mai mic multiplu comun al lor este 6.

• Exemplu: aveți formulele Mn 2 O 7. Știți valența oxigenului, este ușor de calculat că cel mai mic multiplu comun este 14, deci valența lui Mn este VII.

În mod similar, puteți face opusul: scrieți formula chimică corectă a unei substanțe, cunoscând valențele elementelor sale.

• Exemplu: pentru a scrie corect formula oxidului de fosfor, luăm în considerare valența oxigenului (II) și a fosforului (V). Aceasta înseamnă că cel mai mic multiplu comun pentru P și O este 10. Prin urmare, formula are următoarea formă: P 2 O 5.

Cunoscând bine proprietățile elementelor pe care le prezintă în diverși compuși, este posibil să se determine valența acestora chiar și prin apariția unor astfel de compuși.

De exemplu: oxizii de cupru sunt de culoare roșie (Cu 2 O) și negru (CuO). Hidroxizii de cupru sunt colorați în galben (CuOH) și albastru (Cu(OH) 2).

Pentru a face legăturile covalente din substanțe mai vizuale și mai ușor de înțeles pentru dvs., scrieți formulele lor structurale. Liniile dintre elemente reprezintă legăturile (valența) care apar între atomii lor:

Caracteristicile valenței

Astăzi, determinarea valenței elementelor se bazează pe cunoașterea structurii învelișurilor electronice exterioare ale atomilor lor.

Valenta poate fi:

• constantă (metale principalelor subgrupe);
• variabilă (nemetale și metale din grupele secundare):
• valență mai mare;
• cea mai scăzută valență.

Următoarele rămân constante în diverși compuși chimici:

• valența hidrogenului, sodiului, potasiului, fluorului (I);
• valența oxigenului, magneziului, calciului, zincului (II);
• valenţa aluminiului (III).

Dar valența fierului și a cuprului, a bromului și a clorului, precum și a multor alte elemente se schimbă atunci când formează diverși compuși chimici.

Valenta si teoria electronilor

În cadrul teoriei electronice, valența unui atom este determinată pe baza numărului de electroni neperechi care participă la formarea perechilor de electroni cu electronii altor atomi.

Doar electronii aflați în învelișul exterior al unui atom participă la formarea legăturilor chimice. Prin urmare, valența maximă a unui element chimic este numărul de electroni din învelișul exterior al atomului său.

Conceptul de valență este strâns legat de Legea periodică, descoperită de D. I. Mendeleev. Dacă te uiți cu atenție la tabelul periodic, poți observa cu ușurință: poziția unui element în sistemul periodic și valența acestuia sunt indisolubil legate. Cea mai mare valență a elementelor care aparțin aceluiași grup corespunde numărului ordinal al grupului din tabelul periodic.

Cea mai mică valență o veți afla când scădeți numărul de grup al elementului care vă interesează din numărul de grupuri din tabelul periodic (sunt opt).

De exemplu, valența multor metale coincide cu numerele grupurilor din tabelul elementelor periodice cărora le aparțin.

Tabelul de valență a elementelor chimice

Număr de serie chimic. element (număr atomic)	Nume	Simbol chimic	Valenţă
1	Hidrogen Heliu Litiu Beriliu Carbon Azot / Azot Oxigen Fluor Neon / Neon Sodiu/Sodiu Magneziu / Magneziu Aluminiu Siliciu Fosfor / Fosfor Sulf/Sulphur Clor Argon / Argon Potasiu/Potasiu Calciu Scandium / Scandium Titan Vanadiu Crom / Crom Mangan / Mangan Fier Cobalt Nichel Cupru Zinc Galiu germaniu Arsenic/Arsenic Seleniu Brom Krypton / Krypton Rubidiu / Rubidiu Stronțiu / Stronțiu Ytriu / Ytriu Zirconiu / Zirconiu Niobiu / Niobiu Molibden Tehnețiu / Tehnețiu Ruteniu / Ruteniu Rodiu Paladiu Argint Cadmiu Indiu Staniu/Tiniu Antimoniu / Antimoniu Telur / Tellurium Iod / Iod Xenon / Xenon cesiu Bariu / Bariu Lanthanum / Lanthanum ceriu Praseodimiu / Praseodimiu Neodim / Neodim Promethium / Promethium Samariul / Samariul Europiu Gadoliniu / Gadoliniu Terbiu / Terbiu Disprosium / Disprosium Holmiu Erbiu Tuliu Itterbiu / Itterbiu Lutetium / Lutetium Hafniu / Hafniu Tantal / Tantal Tungsten/Tungsten Reniu / Reniu Osmiu / Osmiu Iridium / Iridium Platină Aur Mercur Taliu / Taliu Plumb / Plumb Bismut Poloniu / Poloniu Astatin Radon / Radon Franciu Radiu actiniu Toriu Proactiniu / Protactiniu Uraniu / Uraniu	H	eu (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) Nu există date Nu există date (II), III, IV, (V), VI

Acele valențe pe care elementele care le posedă le prezintă rar sunt date între paranteze.

Valenta si starea de oxidare

Astfel, vorbind despre gradul de oxidare, se înțelege că un atom dintr-o substanță de natură ionică (ceea ce este important) are o anumită sarcină convențională. Și dacă valența este o caracteristică neutră, atunci starea de oxidare poate fi negativă, pozitivă sau egală cu zero.

Este interesant că pentru un atom al aceluiași element, în funcție de elementele cu care formează un compus chimic, valența și starea de oxidare pot fi aceleași (H 2 O, CH 4 etc.) sau diferite (H 2 O 2, HNO3).

Concluzie

Aprofundându-vă cunoștințele despre structura atomilor, veți învăța mai profund și mai detaliat despre valență. Această descriere a elementelor chimice nu este exhaustivă. Dar are o mare semnificație practică. După cum ați văzut însuți de mai multe ori, rezolvând probleme și efectuând experimente chimice în lecțiile dvs.

Acest articol este conceput pentru a vă ajuta să vă organizați cunoștințele despre valență. Și, de asemenea, vă reamintește cum poate fi determinată și unde este utilizată valența.

Sperăm să găsiți acest material util în pregătirea temelor și în autopregătirea pentru teste și examene.

blog.site, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.

O formulă chimică reflectă compoziția (structura) unui compus chimic sau a unei substanțe simple. De exemplu, H 2 O - doi atomi de hidrogen sunt conectați la un atom de oxigen. Formulele chimice conțin, de asemenea, unele informații despre structura substanței: de exemplu, Fe(OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - aceste formule indică unele grupe stabile (OH, SO 4) care fac parte din substanță - moleculă, formulă sau unitate structurală (FU sau SE).

Formulă moleculară indică numărul de atomi ai fiecărui element dintr-o moleculă. Formula moleculară descrie numai substanțe cu structură moleculară (gaze, lichide și unele solide). Compoziția unei substanțe cu o structură atomică sau ionică poate fi descrisă numai prin simboluri de unități de formulă.

Unități de formulă indicați cea mai simplă relație între numărul de atomi ai diferitelor elemente dintr-o substanță. De exemplu, unitatea de formulă a benzenului este CH, formula moleculară este C6H6.

Formula structurală (grafică). indică ordinea conexiunii atomilor dintr-o moleculă (precum și în FE și CE) și numărul de legături dintre atomi.

Luarea în considerare a unor astfel de formule a condus la ideea de valenţă(valentia - puterea) - ca capacitatea unui atom al unui element dat de a se atașa la sine un anumit număr de alți atomi. Se pot distinge trei tipuri de valență: stoichiometrică (inclusiv starea de oxidare), structurală și electronică.

Valența stoichiometrică. O abordare cantitativă a determinării valenței s-a dovedit a fi posibilă după ce conceptul de „echivalent” a fost stabilit și definirea acestuia conform legii echivalentelor. Pe baza acestor concepte, putem introduce o idee de valență stoechiometrică este numărul de echivalenți pe care un anumit atom îi poate atașa sau este numărul de echivalenți dintr-un atom. Echivalenții sunt determinati de numărul de atomi de hidrogen, atunci V сх înseamnă de fapt numărul de atomi de hidrogen (sau particule echivalente cu acesta) cu care interacționează un anumit atom.

V stx = Z B sau V stx = . (1,1)

De exemplu, în SO 3 ( S= +6), Z B (S) este egal cu 6 V stx (S) = 6.

Echivalentul hidrogenului este 1, deci pentru elementele din compușii de mai jos, Z B (Cl) = 1, Z B (O) = 2, Z B (N) = 3 și Z B (C) = 4. Valoarea numerică a valența stoichiometrică este de obicei notă cu cifre romane:

I I I II III I IV I

HCI, H20, NH3, CH4.

În cazurile în care un element nu se combină cu hidrogenul, valența elementului căutat se determină din elementul a cărui valență este cunoscută. Cel mai adesea se găsește folosind oxigen, deoarece valența sa în compuși este de obicei egală cu doi. De exemplu, în conexiuni:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

Când se determină valența stoechiometrică a unui element folosind formula unui compus binar, trebuie amintit că valența totală a tuturor atomilor unui element trebuie să fie egală cu valența totală a tuturor atomilor altui element.

Cunoscând valența elementelor, puteți crea formula chimică a unei substanțe. Când compilați formule chimice, puteți urma următoarea procedură:

1. Scrieți în dreptul simbolurilor chimice ale elementelor care alcătuiesc compusul: KO AlCl AlO ;

2. Valența lor este indicată deasupra simbolurilor elementelor chimice:

I II III I III II

3. Folosind regula de mai sus, determinați cel mai mic multiplu comun al numerelor care exprimă valența stoechiometrică a ambelor elemente (2, 3 și, respectiv, 6).

Împărțind cel mai mic multiplu comun la valența elementului corespunzător, se găsesc indicii:

I II III I III II

K20AlCl3Al203.

Exemplul 1. Creați o formulă pentru oxidul de clor, știind că clorul din acesta este heptavalent și oxigenul este bivalent.

Soluţie. Găsim cel mai mic multiplu al numerelor 2 și 7 - este egal cu 14. Împărțind cel mai mic multiplu comun la valența stoechiometrică a elementului corespunzător, găsim indicii: pentru atomii de clor 14/7 = 2, pentru atomii de oxigen 14 /2 = 7.

Formula oxidului este -Cl2O7.

Stare de oxidare caracterizează de asemenea compoziția substanței și este egală cu valența stoechiometrică cu semnul plus (pentru un metal sau un element mai electropozitiv din moleculă) sau minus.

 = ±V stx. (1,2)

w este definit prin V stx, deci printr-un echivalent, iar aceasta înseamnă că w(H) = ±1; în plus, w al tuturor celorlalte elemente din diferiți compuși poate fi găsit experimental. În special, este important ca o serie de elemente să aibă întotdeauna sau aproape întotdeauna stări de oxidare constante.

Este util să ne amintim următoarele reguli pentru determinarea stărilor de oxidare.

1. w(H) = ±1 (. w = +1 în H20, HCI; .w = –1 în NaH, CaH2);

2. F(fluorul) în toți compușii are w = –1, halogenii rămași cu metale, hidrogen și alte elemente mai electropozitive au și w = –1.

3. Oxigenul din compușii obișnuiți are. w = –2 (excepții fac peroxidul de hidrogen și derivații săi – H 2 O 2 sau BaO 2, în care oxigenul are o stare de oxidare de –1, precum și fluorura de oxigen OF 2, în care starea de oxidare a oxigenului este +2 ).

4. Metalele alcaline (Li – Fr) și alcalino-pământoase (Ca – Ra) au întotdeauna o stare de oxidare egală cu numărul grupului, adică +1 și respectiv +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La și lantanide (cu excepția Ce) – w = +3.

6. Cea mai mare stare de oxidare a unui element este egală cu numărul de grup al sistemului periodic, iar cea mai mică = (numărul grupului - 8). De exemplu, cel mai mare w (S) = +6 în SO 3, cel mai mic w = -2 în H 2 S.

7. Se presupune că stările de oxidare ale substanțelor simple sunt zero.

8. Stările de oxidare ale ionilor sunt egale cu sarcinile lor.

9. Stările de oxidare ale elementelor dintr-un compus se anulează reciproc, astfel încât suma lor pentru toți atomii dintr-o moleculă sau unitate de formulă neutră este zero, iar pentru un ion sarcina sa. Aceasta poate fi folosită pentru a determina o stare de oxidare necunoscută din cele cunoscute și pentru a crea formule pentru compușii cu mai multe elemente.

Exemplul 2. Determinaţi gradul de oxidare a cromului în sarea K 2 CrO 4 şi în ionul Cr 2 O 7 2 - .

Soluţie. Acceptăm w(K) = +1 w(O) =-2. Pentru unitatea structurală K 2 CrO 4 avem:

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

Pentru ionul Cr 2 O 7 2 - avem: 2 . X + 7 . (-2) =-2, X =w(Cr) = +6.

Adică, starea de oxidare a cromului este aceeași în ambele cazuri.

Exemplul 3. Determinați gradul de oxidare a fosforului în compușii P 2 O 3 și PH 3.

Soluţie.În compusul P 2 O 3 w(O) = -2. Pe baza faptului că suma algebrică a stărilor de oxidare ale unei molecule trebuie să fie egală cu zero, găsim starea de oxidare a fosforului: 2. X + 3. (-2) = 0, deci X =w(P) = +3.

În compusul PH3 w(H) = +1, deci X + 3.(+1) = 0. X =w(P) =-3.

Exemplul 4. Scrieți formulele oxizilor care pot fi obținuți prin descompunerea termică a hidroxizilor enumerați mai jos:

H2Si03; Fe(OH)3; H3As04; H2W04; Cu(OH)2.

Soluţie. H 2 SiO 3 - să determinăm starea de oxidare a siliciului: w(H) = +1, w(O) =-2, deci: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0.w(Si) = X = +4. Alcătuim formula oxidului-SiO2.

Fe(OH) 3 - sarcina grupării hidroxo este egală cu -1, prin urmare w(Fe) = +3 și formula oxidului corespunzător este Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 - starea de oxidare a arsenicului în acid: 3. (+1) +X+ 4 . (-2) = 0.X=w(As) = +5. Astfel, formula oxidului este As 2 O 5.

H2WO4-w(W) în acid este +6, deci formula oxidului corespunzător este WO3.

Cu(OH) 2 - deoarece există două grupări hidroxo, a căror sarcină este -1, prin urmare w(Cu) = +2 și formula oxidului este -CuO.

Majoritatea elementelor au mai multe stări de oxidare.

Să ne gândim cum, folosind tabelul D.I. Mendeleev poate determina principalele stări de oxidare ale elementelor.

Stări stabile de oxidare elementele principalelor subgrupe poate fi determinată după următoarele reguli:

1. Elementele grupelor I-III au o singură stare de oxidare - pozitivă și egală ca valoare cu numerele grupelor (cu excepția taliului, care are w = +1 și +3).

Pentru elementele grupelor IV-VI, pe lângă starea de oxidare pozitivă corespunzătoare numărului grupului, și cea negativă, egală cu diferența dintre numărul 8 și numărul grupului, există și stări intermediare de oxidare, care de obicei diferă cu 2. unitati. Pentru grupa IV, stările de oxidare sunt, respectiv, +4, +2, -2, -4; pentru elementele grupei V, respectiv -3, -1 +3 +5; iar pentru grupa VI - +6, +4, -2.

3. Elementele din grupa VII au toate stările de oxidare de la +7 la -1, care diferă cu două unități, adică. +7, +5, +3, +1 și -1. În grupul halogenilor se eliberează fluor, care nu are stări de oxidare pozitive și, în compușii cu alte elemente, există doar într-o stare de oxidare -1. (Există mai mulți compuși halogeni cu stări de oxidare egale: ClO, ClO 2 etc.)

Elementele subgrupuri laterale nu există o relație simplă între stările de oxidare stabile și numărul grupului. Pentru unele elemente ale subgrupurilor secundare, stările de oxidare stabile trebuie pur și simplu reținute. Aceste elemente includ:

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

Pentru a compila formule pentru compuși cu trei și mai multe elemente în funcție de stările de oxidare, este necesar să se cunoască stările de oxidare ale tuturor elementelor. În acest caz, numărul de atomi ai elementelor din formulă este determinat din condiția ca suma stărilor de oxidare ale tuturor atomilor să fie egală cu sarcina unității de formulă (moleculă, ion). De exemplu, dacă se știe că o unitate de formulă neîncărcată conține atomi de K, Cr și O cu stări de oxidare egale cu +1, +6 și respectiv -2, atunci această condiție va fi îndeplinită de formulele K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 și multe altele; în mod similar, acest ion cu o sarcină -2 conţinând Cr +6 şi O - 2 va corespunde formulelor CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 - etc.

3. Valenta electronica V - numărul de legături chimice formate de un atom dat.

De exemplu, în molecula H 2 O 2 H ¾ O

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

Adică există compuși chimici în care valențele stoichiometrice și cele electronice nu coincid; acestea includ, de exemplu, compuși complecși.

Coordonarea și valențele electronice sunt discutate mai detaliat în subiectele „Legături chimice” și „Compuși complexi”.

La lecțiile de chimie, te-ai familiarizat deja cu conceptul de valență a elementelor chimice. Am adunat toate informațiile utile despre această problemă într-un singur loc. Folosiți-l atunci când vă pregătiți pentru examenul de stat și examenul de stat unificat.

Valenta si analiza chimica

Valenţă– capacitatea atomilor elementelor chimice de a intra în compuși chimici cu atomi ai altor elemente. Cu alte cuvinte, este capacitatea unui atom de a forma un anumit număr de legături chimice cu alți atomi.

Din latină, cuvântul „valență” este tradus ca „putere, abilitate”. Un nume foarte corect, nu?

Conceptul de „valență” este unul dintre cele de bază în chimie. A fost introdus chiar înainte ca oamenii de știință să cunoască structura atomului (în 1853). Prin urmare, pe măsură ce am studiat structura atomului, acesta a suferit unele modificări.

Astfel, din punctul de vedere al teoriei electronice, valența este direct legată de numărul de electroni exteriori ai atomului unui element. Aceasta înseamnă că prin „valență” înțelegem numărul de perechi de electroni cu care un atom este conectat la alți atomi.

Știind acest lucru, oamenii de știință au putut să descrie natura legăturii chimice. Constă în faptul că o pereche de atomi ai unei substanțe împarte o pereche de electroni de valență.

Vă puteți întreba cum au putut chimiștii secolului al XIX-lea să descrie valența chiar și atunci când credeau că nu există particule mai mici decât un atom? Acest lucru nu înseamnă că a fost atât de simplu - s-au bazat pe analize chimice.

Prin analiză chimică, oamenii de știință din trecut au determinat compoziția unui compus chimic: câți atomi de diferite elemente sunt conținute în molecula substanței în cauză. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se determine care este masa exactă a fiecărui element dintr-o probă de substanță pură (fără impurități).

Adevărat, această metodă nu este lipsită de defecte. Deoarece valența unui element poate fi determinată în acest fel doar în simpla sa combinație cu hidrogen (hidrură) întotdeauna monovalent sau oxigen (oxid) întotdeauna divalent. De exemplu, valența azotului în NH3 este III, deoarece un atom de hidrogen este legat de trei atomi de azot. Iar valența carbonului în metan (CH 4), după același principiu, este IV.

Această metodă de determinare a valenței este potrivită numai pentru substanțe simple. Dar în acizi, în acest fel putem determina doar valența compușilor precum reziduurile acide, dar nu toate elementele (cu excepția valenței cunoscute a hidrogenului) individual.

După cum ați observat deja, valența este indicată prin cifre romane.

Valență și acizi

Deoarece valența hidrogenului rămâne neschimbată și vă este bine cunoscută, puteți determina cu ușurință valența reziduului acid. Deci, de exemplu, în H 2 SO 3 valența lui SO 3 este I, în HСlO 3 valența lui СlO 3 este I.

În mod similar, dacă se cunoaște valența reziduului acid, este ușor de scris formula corectă a acidului: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valenta si formule

Conceptul de valență are sens doar pentru substanțele de natură moleculară și nu este foarte potrivit pentru descrierea legăturilor chimice în compuși de natură cluster, ionică, cristalină etc.

Indicii din formulele moleculare ale substanțelor reflectă numărul de atomi ai elementelor care le alcătuiesc. Cunoașterea valenței elementelor ajută la plasarea corectă a indicilor. În același mod, uitându-ne la formula moleculară și la indici, puteți spune valențele elementelor constitutive.

Faceți astfel de sarcini la lecțiile de chimie de la școală. De exemplu, având formula chimică a unei substanțe în care este cunoscută valența unuia dintre elemente, puteți determina cu ușurință valența altui element.

Pentru a face acest lucru, trebuie doar să vă amintiți că într-o substanță de natură moleculară, numărul de valențe ale ambelor elemente este egal. Prin urmare, utilizați cel mai mic multiplu comun (corespunzător numărului de valențe libere necesare pentru compus) pentru a determina valența unui element care vă este necunoscut.

Pentru a fi clar, să luăm formula oxidului de fier Fe 2 O 3. Aici, doi atomi de fier cu valența III și 3 atomi de oxigen cu valența II participă la formarea unei legături chimice. Cel mai mic multiplu comun al lor este 6.

• Exemplu: aveți formulele Mn 2 O 7. Știți valența oxigenului, este ușor de calculat că cel mai mic multiplu comun este 14, deci valența lui Mn este VII.

În mod similar, puteți face opusul: scrieți formula chimică corectă a unei substanțe, cunoscând valențele elementelor sale.

• Exemplu: pentru a scrie corect formula oxidului de fosfor, luăm în considerare valența oxigenului (II) și a fosforului (V). Aceasta înseamnă că cel mai mic multiplu comun pentru P și O este 10. Prin urmare, formula are următoarea formă: P 2 O 5.

Cunoscând bine proprietățile elementelor pe care le prezintă în diverși compuși, este posibil să se determine valența acestora chiar și prin apariția unor astfel de compuși.

De exemplu: oxizii de cupru sunt de culoare roșie (Cu 2 O) și negru (CuO). Hidroxizii de cupru sunt colorați în galben (CuOH) și albastru (Cu(OH) 2).

Pentru a face legăturile covalente din substanțe mai vizuale și mai ușor de înțeles pentru dvs., scrieți formulele lor structurale. Liniile dintre elemente reprezintă legăturile (valența) care apar între atomii lor:

Caracteristicile valenței

Astăzi, determinarea valenței elementelor se bazează pe cunoașterea structurii învelișurilor electronice exterioare ale atomilor lor.

Valenta poate fi:

• constantă (metale principalelor subgrupe);
• variabilă (nemetale și metale din grupele secundare):
• valență mai mare;
• cea mai scăzută valență.

Următoarele rămân constante în diverși compuși chimici:

• valența hidrogenului, sodiului, potasiului, fluorului (I);
• valența oxigenului, magneziului, calciului, zincului (II);
• valenţa aluminiului (III).

Dar valența fierului și a cuprului, a bromului și a clorului, precum și a multor alte elemente se schimbă atunci când formează diverși compuși chimici.

Valenta si teoria electronilor

În cadrul teoriei electronice, valența unui atom este determinată pe baza numărului de electroni neperechi care participă la formarea perechilor de electroni cu electronii altor atomi.

Doar electronii aflați în învelișul exterior al unui atom participă la formarea legăturilor chimice. Prin urmare, valența maximă a unui element chimic este numărul de electroni din învelișul exterior al atomului său.

Conceptul de valență este strâns legat de Legea periodică, descoperită de D. I. Mendeleev. Dacă te uiți cu atenție la tabelul periodic, poți observa cu ușurință: poziția unui element în sistemul periodic și valența acestuia sunt indisolubil legate. Cea mai mare valență a elementelor care aparțin aceluiași grup corespunde numărului ordinal al grupului din tabelul periodic.

Cea mai mică valență o veți afla când scădeți numărul de grup al elementului care vă interesează din numărul de grupuri din tabelul periodic (sunt opt).

De exemplu, valența multor metale coincide cu numerele grupurilor din tabelul elementelor periodice cărora le aparțin.

Tabelul de valență a elementelor chimice

Număr de serie chimic. element (număr atomic)	Nume	Simbol chimic	Valenţă
1	Hidrogen Heliu Litiu Beriliu Carbon Azot / Azot Oxigen Fluor Neon / Neon Sodiu/Sodiu Magneziu / Magneziu Aluminiu Siliciu Fosfor / Fosfor Sulf/Sulphur Clor Argon / Argon Potasiu/Potasiu Calciu Scandium / Scandium Titan Vanadiu Crom / Crom Mangan / Mangan Fier Cobalt Nichel Cupru Zinc Galiu germaniu Arsenic/Arsenic Seleniu Brom Krypton / Krypton Rubidiu / Rubidiu Stronțiu / Stronțiu Ytriu / Ytriu Zirconiu / Zirconiu Niobiu / Niobiu Molibden Tehnețiu / Tehnețiu Ruteniu / Ruteniu Rodiu Paladiu Argint Cadmiu Indiu Staniu/Tiniu Antimoniu / Antimoniu Telur / Tellurium Iod / Iod Xenon / Xenon cesiu Bariu / Bariu Lanthanum / Lanthanum ceriu Praseodimiu / Praseodimiu Neodim / Neodim Promethium / Promethium Samariul / Samariul Europiu Gadoliniu / Gadoliniu Terbiu / Terbiu Disprosium / Disprosium Holmiu Erbiu Tuliu Itterbiu / Itterbiu Lutetium / Lutetium Hafniu / Hafniu Tantal / Tantal Tungsten/Tungsten Reniu / Reniu Osmiu / Osmiu Iridium / Iridium Platină Aur Mercur Taliu / Taliu Plumb / Plumb Bismut Poloniu / Poloniu Astatin Radon / Radon Franciu Radiu actiniu Toriu Proactiniu / Protactiniu Uraniu / Uraniu	H	eu (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) Nu există date Nu există date (II), III, IV, (V), VI

Acele valențe pe care elementele care le posedă le prezintă rar sunt date între paranteze.

Valenta si starea de oxidare

Astfel, vorbind despre gradul de oxidare, se înțelege că un atom dintr-o substanță de natură ionică (ceea ce este important) are o anumită sarcină convențională. Și dacă valența este o caracteristică neutră, atunci starea de oxidare poate fi negativă, pozitivă sau egală cu zero.

Este interesant că pentru un atom al aceluiași element, în funcție de elementele cu care formează un compus chimic, valența și starea de oxidare pot fi aceleași (H 2 O, CH 4 etc.) sau diferite (H 2 O 2, HNO3).

Concluzie

Aprofundându-vă cunoștințele despre structura atomilor, veți învăța mai profund și mai detaliat despre valență. Această descriere a elementelor chimice nu este exhaustivă. Dar are o mare semnificație practică. După cum ați văzut însuți de mai multe ori, rezolvând probleme și efectuând experimente chimice în lecțiile dvs.

Acest articol este conceput pentru a vă ajuta să vă organizați cunoștințele despre valență. Și, de asemenea, vă reamintește cum poate fi determinată și unde este utilizată valența.

Sperăm să găsiți acest material util în pregătirea temelor și în autopregătirea pentru teste și examene.

site-ul web, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursă.

Valenta este capacitatea atomilor de a atasa un anumit numar de alti atomi la ei insisi.

Un atom al altui element monovalent se combină cu un atom al unui element monovalent(Acid clorhidric) . Un atom al unui element divalent se combină cu doi atomi ai unui element monovalent.(H2O) sau un atom divalent(CaO) . Aceasta înseamnă că valența unui element poate fi reprezentată ca un număr care arată cu câți atomi ai unui element monovalent se poate combina un atom al unui element dat. Valența unui element este numărul de legături pe care le formează un atom:

N / A - monovalent (o legătură)

H - monovalent (o legătură)

O – bivalent (două legături pentru fiecare atom)

S – hexavalent (formează șase legături cu atomii învecinați)

Reguli pentru determinarea valenței
elemente în conexiuni

1. Valenta hidrogen confundat cu eu(unitate). Apoi, în conformitate cu formula apei H2O, doi atomi de hidrogen sunt atașați la un atom de oxigen.

2. Oxigenîn compușii săi prezintă întotdeauna valență II. Prin urmare, carbonul din compusul CO 2 (dioxid de carbon) are o valență de IV.

3. Valenta mai mare egal cu număr de grup .

4. Valenta cea mai mica este egală cu diferența dintre numărul 8 (numărul de grupuri din tabel) și numărul grupului în care se află acest element, i.e. 8 - N grupuri .

5. Pentru metalele situate în subgrupele „A”, valența este egală cu numărul grupului.

6. Nemetalele prezintă în general două valențe: superioară și inferioară.

De exemplu: sulful are cea mai mare valență VI și cea mai mică (8 – 6) egală cu II; fosforul prezintă valențe V și III.

7. Valenta poate fi constanta sau variabila.

Valența elementelor trebuie cunoscută pentru a se compune formule chimice ale compușilor.

Algoritm pentru alcătuirea formulei unui compus de oxid de fosfor

Secvențierea	Formularea oxidului de fosfor
1. Scrieți simbolurile elementelor	R O
2. Determinați valențele elementelor	V II P O
3. Aflați cel mai mic multiplu comun al valorilor numerice ale valențelor	5 2 = 10
4. Aflați relațiile dintre atomii elementelor împărțind cel mai mic multiplu găsit la valențele corespunzătoare ale elementelor	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Scrieți indici pentru simbolurile elementelor	R205
6. Formula compusului (oxid)	R205

Tine minte!

Caracteristici de compilare a formulelor chimice ale compușilor.

1) Valenta cea mai mica este indicata de elementul care este situat in dreapta si deasupra in tabelul lui Mendeleev, iar cea mai mare valenta este indicata de elementul situat in stanga si dedesubt.

De exemplu, în combinație cu oxigenul, sulful prezintă cea mai mare valență VI, iar oxigenul cea mai mică valență II. Astfel, formula pentru oxidul de sulf ar fi SO 3.

În compusul de siliciu cu carbon, primul prezintă cea mai mare valență IV, iar al doilea - cel mai mic IV. Deci formula – SiC. Aceasta este carbura de siliciu, baza materialelor refractare și abrazive.

2) Atomul de metal este primul în formulă.

2) În formulele compușilor, atomul nemetal care prezintă cea mai mică valență se află întotdeauna pe locul doi, iar numele unui astfel de compus se termină în „id”.

De exemplu,SaO - oxid de calciu, NaCl - clorura de sodiu, PbS – sulfură de plumb.

Acum puteți scrie formulele pentru orice compuși de metale și nemetale.