Vilken forskare introducerade begreppet valens? Vad är valens? Element med konstant valens

Det finns flera definitioner av begreppet "valens". Oftast hänvisar denna term till förmågan hos atomer av ett element att fästa ett visst antal atomer av andra element. Ofta har de som precis börjat studera kemi en fråga: Hur bestämmer man valensen av ett grundämne? Detta är lätt att göra om du känner till några regler.

Valenser konstanta och variabla

Låt oss betrakta föreningarna HF, H2S och CaH2. I vart och ett av dessa exempel fäster en väteatom till sig själv endast en atom av ett annat kemiskt element, vilket betyder att dess valens är lika med en. Valensvärdet är skrivet ovanför symbolen för det kemiska elementet i romerska siffror.

I exemplet som ges är fluoratomen bunden till endast en envärd H-atom, vilket betyder att dess valens också är 1. Svavelatomen i H2S fäster redan två H-atomer till sig själv, så den är tvåvärd i denna förening. Kalcium i sin hydrid CaH2 är också bundet till två väteatomer, vilket betyder att dess valens är två.

Syre i de allra flesta av dess föreningar är tvåvärt, det vill säga det bildar två kemiska bindningar med andra atomer.

I det första fallet fäster svavelatomen två syreatomer till sig själv, det vill säga den bildar 4 kemiska bindningar totalt (ett syre bildar två bindningar, vilket betyder svavel - två gånger 2), det vill säga dess valens är 4.

I SO3-föreningen fäster svavel redan tre O-atomer, därför är dess valens 6 (tre gånger bildar det två bindningar med varje syreatom). Kalciumatomen fäster endast en syreatom och bildar två bindningar med den, vilket betyder att dess valens är densamma som för O, det vill säga lika med 2.

Observera att H-atomen är envärd i vilken förening som helst. Valensen av syre är alltid (förutom hydroniumjonen H3O(+)) lika med 2. Kalcium bildar två kemiska bindningar med både väte och syre. Dessa är element med konstant valens. Utöver de redan angivna har följande konstant valens:

• Li, Na, K, F - monovalent;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - har en valens av II;
• B, Al och Ga är trivalenta.

Svavelatomen, i motsats till de övervägda fallen, har i kombination med väte en valens på II, och med syre kan den vara fyr- eller sexvärd. Atomer av sådana element sägs ha variabel valens. Dessutom sammanfaller dess maximala värde i de flesta fall med numret på gruppen där elementet finns i det periodiska systemet (regel 1).

Det finns många undantag från denna regel. Sålunda uppvisar element 1 i gruppkoppar valenser av både I och II. Järn, kobolt, nickel, kväve, fluor har tvärtom en maximal valens som är mindre än gruppnumret. Så för Fe, Co, Ni är dessa II och III, för N - IV och för fluor - I.

Minsta valensvärde motsvarar alltid skillnaden mellan talet 8 och gruppnumret (regel 2).

Det är möjligt att entydigt bestämma vad valensen av element för vilka den är variabel är endast genom formeln för ett visst ämne.

Bestämning av valens i en binär förening

Låt oss överväga hur man bestämmer valensen av ett element i en binär (av två element) förening. Det finns två alternativ här: i en förening är valensen av atomerna i ett element exakt känd, eller så har båda partiklarna en variabel valens.

Fall ett:

Fall två:

Bestämning av valens med hjälp av treelementspartikelformeln.

Alla kemiska ämnen består inte av diatomiska molekyler. Hur bestämmer man valensen av ett grundämne i en treelementspartikel? Låt oss överväga denna fråga med hjälp av exemplet med formlerna för två föreningar K2Cr2O7.

Om formeln istället för kalium innehåller järn, eller ett annat grundämne med variabel valens, måste vi veta vad syrarestens valens är. Till exempel måste du beräkna valensen för atomerna för alla element i kombination med formeln FeSO4.

Det bör noteras att termen "valens" oftare används inom organisk kemi. När man sammanställer formler för oorganiska föreningar används ofta begreppet "oxidationstillstånd".

På kemilektioner har du redan bekantat dig med begreppet valens av kemiska element. Vi har samlat all användbar information om det här problemet på ett ställe. Använd den när du förbereder dig för State Exam och Unified State Exam.

Valens och kemisk analys

Valens– förmågan hos atomer av kemiska grundämnen att ingå i kemiska föreningar med atomer av andra grundämnen. Med andra ord är det en atoms förmåga att bilda ett visst antal kemiska bindningar med andra atomer.

Från latin översätts ordet "valens" som "styrka, förmåga." Ett mycket korrekt namn, eller hur?

Begreppet "valens" är en av de grundläggande inom kemi. Det introducerades redan innan forskare kände till atomens struktur (tillbaka 1853). Därför, när vi studerade atomens struktur, genomgick den vissa förändringar.

Sålunda, ur elektronisk teoris synvinkel, är valens direkt relaterad till antalet yttre elektroner i ett elements atom. Det betyder att "valens" syftar på antalet elektronpar som en atom har med andra atomer.

Genom att veta detta kunde forskarna beskriva den kemiska bindningens natur. Det ligger i det faktum att ett par atomer av ett ämne delar ett par valenselektroner.

Du kan fråga dig, hur kunde kemister från 1800-talet beskriva valens även när de trodde att det inte fanns några partiklar som var mindre än en atom? Därmed inte sagt att det var så enkelt – de förlitade sig på kemisk analys.

Genom kemisk analys bestämde forskare från det förflutna sammansättningen av en kemisk förening: hur många atomer av olika element som finns i molekylen av ämnet i fråga. För att göra detta var det nödvändigt att bestämma vad den exakta massan av varje element i ett prov av ren (utan föroreningar) substans var.

Det är sant att denna metod inte är utan brister. Eftersom valensen av ett grundämne kan bestämmas på detta sätt endast i dess enkla kombination med alltid envärt väte (hydrid) eller alltid tvåvärt syre (oxid). Till exempel är valensen av kväve i NH 3 III, eftersom en väteatom är bunden till tre kväveatomer. Och valensen av kol i metan (CH 4), enligt samma princip, är IV.

Denna metod för att bestämma valens är endast lämplig för enkla ämnen. Men i syror kan vi på detta sätt bara bestämma valensen av föreningar som sura rester, men inte för alla element (förutom den kända valensen av väte) individuellt.

Som du redan har märkt indikeras valens med romerska siffror.

Valens och syror

Eftersom valensen av väte förblir oförändrad och är välkänd för dig, kan du enkelt bestämma valensen av syraresten. Så, till exempel, i H 2 SO 3 är valensen för SO 3 I, i HСlO 3 är valensen för СlO 3 I.

På liknande sätt, om valensen av syraresten är känd, är det lätt att skriva ner den korrekta formeln för syran: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valens och formler

Begreppet valens är meningsfullt endast för ämnen av molekylär natur och är inte särskilt lämpligt för att beskriva kemiska bindningar i föreningar av kluster, jonisk, kristallin natur, etc.

Index i ämnens molekylformler återspeglar antalet atomer i de grundämnen som utgör dem. Att känna till elementens valens hjälper till att placera indexen korrekt. På samma sätt, genom att titta på molekylformeln och indexen, kan du se valenserna för de ingående elementen.

Sådana här uppgifter gör man på kemilektionerna i skolan. Om du till exempel har den kemiska formeln för ett ämne där valensen av ett av elementen är känd, kan du enkelt bestämma valensen för ett annat element.

För att göra detta behöver du bara komma ihåg att i ett ämne av molekylär natur är antalet valenser för båda elementen lika. Använd därför den minsta gemensamma multipeln (motsvarande antalet fria valenser som krävs för föreningen) för att bestämma valensen för ett element som är okänt för dig.

För att göra det klart, låt oss ta formeln för järnoxid Fe 2 O 3. Här deltar två järnatomer med valens III och 3 syreatomer med valens II i bildandet av en kemisk bindning. Deras minsta gemensamma multipel är 6.

• Exempel: du har formlerna Mn 2 O 7. Du vet valensen av syre, det är lätt att beräkna att den minsta gemensamma multipeln är 14, därför är valensen för Mn VII.

På ett liknande sätt kan du göra tvärtom: skriv ner den korrekta kemiska formeln för ett ämne, känna till valensen av dess grundämnen.

• Exempel: för att korrekt skriva formeln för fosforoxid tar vi hänsyn till valensen av syre (II) och fosfor (V). Det betyder att den minsta gemensamma multipeln för P och O är 10. Därför har formeln följande form: P 2 O 5.

Genom att väl känna till egenskaperna hos element som de uppvisar i olika föreningar är det möjligt att bestämma deras valens även genom utseendet av sådana föreningar.

Till exempel: kopparoxider är röda (Cu 2 O) och svarta (CuO) till färgen. Kopparhydroxider är färgade gula (CuOH) och blå (Cu(OH) 2).

För att göra de kovalenta bindningarna i ämnen mer visuella och begripliga för dig, skriv deras strukturformler. Linjerna mellan elementen representerar bindningarna (valens) som uppstår mellan deras atomer:

Valensegenskaper

Idag baseras bestämningen av elementens valens på kunskap om strukturen hos deras atomers yttre elektroniska skal.

Valens kan vara:

• konstant (metaller i huvudundergrupperna);
• variabel (icke-metaller och metaller från sekundära grupper):
• högre valens;
• lägre valens.

Följande förblir konstant i olika kemiska föreningar:

• valens av väte, natrium, kalium, fluor (I);
• valens av syre, magnesium, kalcium, zink (II);
• valens av aluminium (III).

Men valensen av järn och koppar, brom och klor, liksom många andra grundämnen, förändras när de bildar olika kemiska föreningar.

Valens- och elektronteori

Inom ramen för elektronisk teori bestäms valensen av en atom utifrån antalet oparade elektroner som deltar i bildandet av elektronpar med elektroner från andra atomer.

Endast elektroner som finns i det yttre skalet av en atom deltar i bildandet av kemiska bindningar. Därför är den maximala valensen för ett kemiskt element antalet elektroner i dess atoms yttre elektronskal.

Begreppet valens är nära besläktat med den periodiska lagen, upptäckt av D. I. Mendeleev. Om du tittar noga på det periodiska systemet kan du lätt märka: positionen för ett element i det periodiska systemet och dess valens är oupplösligt sammanlänkade. Den högsta valensen av grundämnen som tillhör samma grupp motsvarar ordningstalet för gruppen i det periodiska systemet.

Du kommer att ta reda på den lägsta valensen när du subtraherar gruppnumret för det element som intresserar dig från antalet grupper i det periodiska systemet (det finns åtta av dem).

Till exempel sammanfaller valensen av många metaller med numren på grupperna i tabellen över periodiska element som de tillhör.

Tabell över valens av kemiska element

Serienummer chem. grundämne (atomnummer)	namn	Kemisk symbol	Valens
1	Väte Helium Litium Beryllium Kol Kväve / Kväve Syre Fluor Neon / Neon Natrium/natrium Magnesium / Magnesium Aluminium Kisel Fosfor / Fosfor Svavel/Svavel Klor Argon / Argon Kalium/Kalium Kalcium Scandium / Scandium Titan Vanadin Chrome / Chromium Mangan / Mangan Järn Kobolt Nickel Koppar Zink Gallium Germanium Arsenik/Arsenik Selen Brom Krypton / Krypton Rubidium / Rubidium Strontium / Strontium Yttrium / Yttrium Zirkonium / Zirkonium Niob / Niob Molybden Technetium / Technetium Ruthenium / Ruthenium Rodium Palladium Silver Kadmium Indium Tenn/Tin Antimon / Antimon Tellur / Tellur Jod / Jod Xenon / Xenon Cesium Barium / Barium Lantan / Lantan Cerium Praseodymium / Praseodymium Neodym / Neodym Promethium / Promethium Samarium / Samarium Europium Gadolinium / Gadolinium Terbium / Terbium Dysprosium / Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantal / Tantal Tungsten/Tungsten Rhenium / Rhenium Osmium / Osmium Iridium / Iridium Platina Guld Merkurius Talium / Tallium Bly/Bly Vismut Polonium Astat Radon / Radon Francium Radium Aktinium Torium Proactinium / Protactinium Uran / Uran	H	jag (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) Inga data Inga data (II), III, IV, (V), VI

De valenser som elementen som besitter dem sällan uppvisar anges inom parentes.

Valens och oxidationstillstånd

På tal om graden av oxidation menas alltså att en atom i en substans av jonisk (vilket är viktig) natur har en viss konventionell laddning. Och om valens är en neutral egenskap, kan oxidationstillståndet vara negativt, positivt eller lika med noll.

Det är intressant att för en atom av samma grundämne, beroende på vilka grundämnen den bildar en kemisk förening med, kan valensen och oxidationstillståndet vara samma (H 2 O, CH 4, etc.) eller olika (H 2 O 2, HNO3).

Slutsats

Genom att fördjupa din kunskap om atomernas struktur kommer du att lära dig djupare och mer detaljerat om valens. Denna beskrivning av kemiska grundämnen är inte uttömmande. Men det har stor praktisk betydelse. Som du själv har sett mer än en gång, lösa problem och genomföra kemiska experiment på dina lektioner.

Den här artikeln är utformad för att hjälpa dig att organisera din kunskap om valens. Och påminn dig också om hur det kan fastställas och var valens används.

Vi hoppas att du tycker att det här materialet är användbart för att förbereda dina läxor och självförbereda dig för prov och tentor.

blog.site, vid kopiering av material helt eller delvis krävs en länk till originalkällan.

En kemisk formel återspeglar sammansättningen (strukturen) av en kemisk förening eller enkel substans. Till exempel är H2O - två väteatomer kopplade till en syreatom. Kemiska formler innehåller också viss information om ämnets struktur: till exempel Fe(OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - dessa formler indikerar några stabila grupper (OH, SO 4) som ingår i ämnet - dess molekyl, formel eller strukturell enhet (FU eller SE).

Molekylär formel anger antalet atomer av varje grundämne i en molekyl. Molekylformeln beskriver endast ämnen med molekylstruktur (gaser, vätskor och vissa fasta ämnen). Sammansättningen av ett ämne med en atom- eller jonstruktur kan endast beskrivas med formelenhetssymboler.

Formelenheter ange det enklaste förhållandet mellan antalet atomer av olika grundämnen i ett ämne. Till exempel är formelenheten för bensen CH, molekylformeln är C 6 H 6.

Strukturell (grafisk) formel anger ordningen för kopplingar av atomer i en molekyl (liksom i PU och CE) och antalet bindningar mellan atomer.

Övervägande av sådana formler ledde till idén om valens(valentia - styrka) - som förmågan hos en atom i ett givet element att fästa ett visst antal andra atomer till sig själv. Tre typer av valens kan särskiljas: stökiometrisk (inklusive oxidationstillstånd), strukturell och elektronisk.

Stökiometrisk valens. En kvantitativ metod för att bestämma valens visade sig vara möjlig efter att begreppet "ekvivalent" etablerats och dess definition enligt lagen om ekvivalenter. Utifrån dessa begrepp kan vi presentera en idé om stökiometrisk valensär antalet ekvivalenter som en given atom kan binda till sig själv, eller är antalet ekvivalenter i en atom. Ekvivalenter bestäms av antalet väteatomer, då betyder V сх faktiskt antalet väteatomer (eller partiklar motsvarande det) som en given atom interagerar med.

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

Till exempel, i SO 3 ( S= +6), är Z B (S) lika med 6 V stx (S) = 6.

Ekvivalenten för väte är 1, så för grundämnena i föreningarna nedan är Z B (Cl) = 1, Z B (O) = 2, Z B (N) = 3 och Z B (C) = 4. Det numeriska värdet för stökiometrisk valens betecknas vanligtvis med romerska siffror:

I I I II III I IV I

HCl, H2O, NH3, CH4.

I de fall där ett grundämne inte kombineras med väte, bestäms valensen för det grundämne som söks från det grundämne vars valens är känd. Oftast hittas det med syre, eftersom dess valens i föreningar vanligtvis är lika med två. Till exempel i samband:

II II III II IV II

CaO Al 2 O 3 CO 2.

När man bestämmer den stökiometriska valensen för ett element med hjälp av formeln för en binär förening, bör man komma ihåg att den totala valensen för alla atomer i ett element måste vara lika med den totala valensen för alla atomer i ett annat element.

Genom att känna till elementens valens kan du skapa den kemiska formeln för ett ämne. När du sammanställer kemiska formler kan du följa följande procedur:

1. Skriv bredvid de kemiska symbolerna för de grundämnen som utgör föreningen: KO AlCl AlO ;

2. Deras valens anges ovanför symbolerna för kemiska grundämnen:

I II III I III II

3. Använd ovanstående regel och bestäm den minsta gemensamma multipeln av talen som uttrycker den stökiometriska valensen för båda elementen (2, 3 respektive 6).

Genom att dividera den minsta gemensamma multipeln med valensen för motsvarande element, hittas indexen:

I II III I III II

K2O AlCl3Al2O3.

Exempel 1. Skapa en formel för kloroxid, med vetskapen om att klor i den är sjuvärt och syre är tvåvärt.

Lösning. Vi hittar den minsta multipeln av siffrorna 2 och 7 - den är lika med 14. Om vi ​​dividerar den minsta gemensamma multipeln med den stökiometriska valensen för motsvarande element hittar vi indexen: för kloratomer 14/7 = 2, för syreatomer 14 /2 = 7.

Oxidformeln är -Cl 2 O 7.

Oxidationstillstånd kännetecknar också ämnets sammansättning och är lika med den stökiometriska valensen med ett plustecken (för en metall eller ett mer elektropositivt element i molekylen) eller minus.

 = ±V stx. (1.2)

w definieras genom V stx, därför genom en ekvivalent, och detta betyder att w(H) = ±1; vidare kan w av alla andra element i olika föreningar hittas experimentellt. I synnerhet är det viktigt att ett antal grundämnen alltid eller nästan alltid har konstanta oxidationstillstånd.

Det är användbart att komma ihåg följande regler för att bestämma oxidationstillstånd.

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

2. F(fluor) i alla föreningar har w = –1, resterande halogener med metaller, väte och andra mer elektropositiva grundämnen har också w = –1.

3. Syre i vanliga föreningar har. w = –2 (undantag är väteperoxid och dess derivat – H 2 O 2 eller BaO 2, i vilka syre har ett oxidationstillstånd på –1, samt syrefluorid OF 2, där oxidationstillståndet för syre är +2 ).

4. Alkali (Li – Fr) och jordalkalimetaller (Ca – Ra) har alltid ett oxidationstillstånd lika med grupptalet, det vill säga +1 respektive +2;

5. Al, Ga, In, Sc, Y, La och lantanider (förutom Ce) – w = +3.

6. Det högsta oxidationstillståndet för ett grundämne är lika med det periodiska systemets gruppnummer, och det lägsta = (gruppnummer - 8). Till exempel, den högsta w (S) = +6 i SO 3, den lägsta w = -2 i H 2 S.

7. Oxidationstillstånden för enkla ämnen antas vara noll.

8. Oxidationstillstånden för joner är lika med deras laddningar.

9. Oxidationstillstånden för grundämnena i en förening tar ut varandra så att deras summa för alla atomer i en molekyl eller neutral formelenhet är noll, och för en jon dess laddning. Detta kan användas för att bestämma ett okänt oxidationstillstånd från kända sådana och skapa formler för multielementföreningar.

Exempel 2. Bestäm graden av oxidation av krom i saltet K 2 CrO 4 och i jonen Cr 2 O 7 2 - .

Lösning. Vi accepterar w(K) = +1; w(O) =-2. För den strukturella enheten K 2 CrO 4 har vi:

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

För jonen Cr 2 O 7 2 - har vi: 2 . X + 7 . (-2) =-2, X =w(Cr) = +6.

Det vill säga, oxidationstillståndet för krom är detsamma i båda fallen.

Exempel 3. Bestäm graden av oxidation av fosfor i föreningarna P 2 O 3 och PH 3.

Lösning. I föreningen P2O3 w(O) = -2. Baserat på det faktum att den algebraiska summan av en molekyls oxidationstillstånd måste vara lika med noll, finner vi oxidationstillståndet för fosfor: 2. X + 3. (-2) = 0, därav X =w(P) = +3.

I föreningen PH3 w(H) = +1, alltså X + 3.(+1) = 0. X =w(P) =-3.

Exempel 4. Skriv formlerna för de oxider som kan erhållas genom termisk nedbrytning av hydroxidema nedan:

H2Si03; Fe(OH)3; H3AsO4; H2WO4; Cu(OH)2.

Lösning. H 2 SiO 3 - låt oss bestämma oxidationstillståndet för kisel: w(H) = +1, w(O) =-2, därav: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0,w(Si) = X = +4. Vi skapar formeln för oxid-SiO 2.

Fe(OH) 3 - laddningen av hydroxogruppen är -1, därför är w(Fe) = +3 och formeln för motsvarande oxid är Fe 2 O 3.

H 3 AsO 4 - oxidationstillstånd för arsenik i syra: 3. (+1) +X+4. (-2) = 0,X=w(As) = +5. Oxidformeln är alltså As 2 O 5.

H 2 WO 4 -w(W) i syra är +6, så formeln för motsvarande oxid är WO 3.

Cu(OH) 2 - eftersom det finns två hydroxogrupper, vars laddning är -1, därför är w(Cu) = +2 och oxidformeln är -CuO.

De flesta grundämnen har flera oxidationstillstånd.

Låt oss överväga hur, med hjälp av tabellen D.I. Mendeleev kan bestämma grundämnenas huvudsakliga oxidationstillstånd.

Stabila oxidationstillstånd delar av huvudundergrupperna kan bestämmas enligt följande regler:

1. Element i grupperna I-III har bara ett oxidationstillstånd - positivt och lika i värde med gruppnumren (förutom tallium, som har w = +1 och +3).

För element i grupperna IV-VI finns det, förutom det positiva oxidationstillståndet som motsvarar gruppnumret, och det negativa, lika med skillnaden mellan talet 8 och grupptalet, även mellanliggande oxidationstillstånd, som vanligtvis skiljer sig med 2 enheter. För grupp IV är oxidationstillstånden +4, +2, -2, -4; för element i grupp V, respektive -3, -1 +3 +5; och för grupp VI - +6, +4, -2.

3. Grupp VII-element har alla oxidationstillstånd från +7 till -1, som skiljer sig med två enheter, d.v.s. +7, +5, +3, +1 och -1. I gruppen halogener frigörs fluor, som inte har positiva oxidationstillstånd och, i föreningar med andra grundämnen, endast existerar i ett oxidationstillstånd -1. (Det finns flera halogenföreningar med jämna oxidationstillstånd: ClO, ClO 2, etc.)

Elementen sidoundergrupper det finns inget enkelt samband mellan stabila oxidationstillstånd och gruppnummer. För vissa element i sekundära undergrupper bör stabila oxidationstillstånd helt enkelt komma ihåg. Dessa element inkluderar:

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

För att sammanställa formler för tre- och multielementföreningar enligt oxidationstillstånd är det nödvändigt att känna till oxidationstillstånden för alla grundämnen. I det här fallet bestäms antalet atomer av element i formeln från villkoret att summan av oxidationstillstånden för alla atomer är lika med laddningen av formelenheten (molekyl, jon). Till exempel, om det är känt att en oladdad formelenhet innehåller K-, Cr- och O-atomer med oxidationstillstånd lika med +1, +6 respektive -2, så kommer detta villkor att uppfyllas av formlerna K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 och många andra; på liknande sätt kommer denna jon med en laddning -2 innehållande Cr +6 och O - 2 att motsvara formlerna CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 -, Cr 4 O 13 2 -, etc.

3. Elektronisk valens V - antalet kemiska bindningar som bildas av en given atom.

Till exempel i molekylen H 2 O 2 H ¾ O

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

Det vill säga, det finns kemiska föreningar där de stökiometriska och elektroniska valenserna inte sammanfaller; dessa inkluderar till exempel komplexa föreningar.

Koordinering och elektroniska valenser diskuteras mer i detalj i ämnena "Kemisk bindning" och "Komplexa föreningar".

På kemilektioner har du redan bekantat dig med begreppet valens av kemiska element. Vi har samlat all användbar information om det här problemet på ett ställe. Använd den när du förbereder dig för State Exam och Unified State Exam.

Valens och kemisk analys

Valens– förmågan hos atomer av kemiska grundämnen att ingå i kemiska föreningar med atomer av andra grundämnen. Med andra ord är det en atoms förmåga att bilda ett visst antal kemiska bindningar med andra atomer.

Från latin översätts ordet "valens" som "styrka, förmåga." Ett mycket korrekt namn, eller hur?

Begreppet "valens" är en av de grundläggande inom kemi. Det introducerades redan innan forskare kände till atomens struktur (tillbaka 1853). Därför, när vi studerade atomens struktur, genomgick den vissa förändringar.

Sålunda, ur elektronisk teoris synvinkel, är valens direkt relaterad till antalet yttre elektroner i ett elements atom. Det betyder att "valens" syftar på antalet elektronpar som en atom har med andra atomer.

Genom att veta detta kunde forskarna beskriva den kemiska bindningens natur. Det ligger i det faktum att ett par atomer av ett ämne delar ett par valenselektroner.

Du kan fråga dig, hur kunde kemister från 1800-talet beskriva valens även när de trodde att det inte fanns några partiklar som var mindre än en atom? Därmed inte sagt att det var så enkelt – de förlitade sig på kemisk analys.

Genom kemisk analys bestämde forskare från det förflutna sammansättningen av en kemisk förening: hur många atomer av olika element som finns i molekylen av ämnet i fråga. För att göra detta var det nödvändigt att bestämma vad den exakta massan av varje element i ett prov av ren (utan föroreningar) substans var.

Det är sant att denna metod inte är utan brister. Eftersom valensen av ett grundämne kan bestämmas på detta sätt endast i dess enkla kombination med alltid envärt väte (hydrid) eller alltid tvåvärt syre (oxid). Till exempel är valensen av kväve i NH 3 III, eftersom en väteatom är bunden till tre kväveatomer. Och valensen av kol i metan (CH 4), enligt samma princip, är IV.

Denna metod för att bestämma valens är endast lämplig för enkla ämnen. Men i syror kan vi på detta sätt bara bestämma valensen av föreningar som sura rester, men inte för alla element (förutom den kända valensen av väte) individuellt.

Som du redan har märkt indikeras valens med romerska siffror.

Valens och syror

Eftersom valensen av väte förblir oförändrad och är välkänd för dig, kan du enkelt bestämma valensen av syraresten. Så, till exempel, i H 2 SO 3 är valensen för SO 3 I, i HСlO 3 är valensen för СlO 3 I.

På liknande sätt, om valensen av syraresten är känd, är det lätt att skriva ner den korrekta formeln för syran: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valens och formler

Begreppet valens är meningsfullt endast för ämnen av molekylär natur och är inte särskilt lämpligt för att beskriva kemiska bindningar i föreningar av kluster, jonisk, kristallin natur, etc.

Index i ämnens molekylformler återspeglar antalet atomer i de grundämnen som utgör dem. Att känna till elementens valens hjälper till att placera indexen korrekt. På samma sätt, genom att titta på molekylformeln och indexen, kan du se valenserna för de ingående elementen.

Sådana här uppgifter gör man på kemilektionerna i skolan. Om du till exempel har den kemiska formeln för ett ämne där valensen av ett av elementen är känd, kan du enkelt bestämma valensen för ett annat element.

För att göra detta behöver du bara komma ihåg att i ett ämne av molekylär natur är antalet valenser för båda elementen lika. Använd därför den minsta gemensamma multipeln (motsvarande antalet fria valenser som krävs för föreningen) för att bestämma valensen för ett element som är okänt för dig.

För att göra det klart, låt oss ta formeln för järnoxid Fe 2 O 3. Här deltar två järnatomer med valens III och 3 syreatomer med valens II i bildandet av en kemisk bindning. Deras minsta gemensamma multipel är 6.

• Exempel: du har formlerna Mn 2 O 7. Du vet valensen av syre, det är lätt att beräkna att den minsta gemensamma multipeln är 14, därför är valensen för Mn VII.

På ett liknande sätt kan du göra tvärtom: skriv ner den korrekta kemiska formeln för ett ämne, känna till valensen av dess grundämnen.

• Exempel: för att korrekt skriva formeln för fosforoxid tar vi hänsyn till valensen av syre (II) och fosfor (V). Det betyder att den minsta gemensamma multipeln för P och O är 10. Därför har formeln följande form: P 2 O 5.

Genom att väl känna till egenskaperna hos element som de uppvisar i olika föreningar är det möjligt att bestämma deras valens även genom utseendet av sådana föreningar.

Till exempel: kopparoxider är röda (Cu 2 O) och svarta (CuO) till färgen. Kopparhydroxider är färgade gula (CuOH) och blå (Cu(OH) 2).

För att göra de kovalenta bindningarna i ämnen mer visuella och begripliga för dig, skriv deras strukturformler. Linjerna mellan elementen representerar bindningarna (valens) som uppstår mellan deras atomer:

Valensegenskaper

Idag baseras bestämningen av elementens valens på kunskap om strukturen hos deras atomers yttre elektroniska skal.

Valens kan vara:

• konstant (metaller i huvudundergrupperna);
• variabel (icke-metaller och metaller från sekundära grupper):
• högre valens;
• lägre valens.

Följande förblir konstant i olika kemiska föreningar:

• valens av väte, natrium, kalium, fluor (I);
• valens av syre, magnesium, kalcium, zink (II);
• valens av aluminium (III).

Men valensen av järn och koppar, brom och klor, liksom många andra grundämnen, förändras när de bildar olika kemiska föreningar.

Valens- och elektronteori

Inom ramen för elektronisk teori bestäms valensen av en atom utifrån antalet oparade elektroner som deltar i bildandet av elektronpar med elektroner från andra atomer.

Endast elektroner som finns i det yttre skalet av en atom deltar i bildandet av kemiska bindningar. Därför är den maximala valensen för ett kemiskt element antalet elektroner i dess atoms yttre elektronskal.

Begreppet valens är nära besläktat med den periodiska lagen, upptäckt av D. I. Mendeleev. Om du tittar noga på det periodiska systemet kan du lätt märka: positionen för ett element i det periodiska systemet och dess valens är oupplösligt sammanlänkade. Den högsta valensen av grundämnen som tillhör samma grupp motsvarar ordningstalet för gruppen i det periodiska systemet.

Du kommer att ta reda på den lägsta valensen när du subtraherar gruppnumret för det element som intresserar dig från antalet grupper i det periodiska systemet (det finns åtta av dem).

Till exempel sammanfaller valensen av många metaller med numren på grupperna i tabellen över periodiska element som de tillhör.

Tabell över valens av kemiska element

Serienummer chem. grundämne (atomnummer)	namn	Kemisk symbol	Valens
1	Väte Helium Litium Beryllium Kol Kväve / Kväve Syre Fluor Neon / Neon Natrium/natrium Magnesium / Magnesium Aluminium Kisel Fosfor / Fosfor Svavel/Svavel Klor Argon / Argon Kalium/Kalium Kalcium Scandium / Scandium Titan Vanadin Chrome / Chromium Mangan / Mangan Järn Kobolt Nickel Koppar Zink Gallium Germanium Arsenik/Arsenik Selen Brom Krypton / Krypton Rubidium / Rubidium Strontium / Strontium Yttrium / Yttrium Zirkonium / Zirkonium Niob / Niob Molybden Technetium / Technetium Ruthenium / Ruthenium Rodium Palladium Silver Kadmium Indium Tenn/Tin Antimon / Antimon Tellur / Tellur Jod / Jod Xenon / Xenon Cesium Barium / Barium Lantan / Lantan Cerium Praseodymium / Praseodymium Neodym / Neodym Promethium / Promethium Samarium / Samarium Europium Gadolinium / Gadolinium Terbium / Terbium Dysprosium / Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantal / Tantal Tungsten/Tungsten Rhenium / Rhenium Osmium / Osmium Iridium / Iridium Platina Guld Merkurius Talium / Tallium Bly/Bly Vismut Polonium Astat Radon / Radon Francium Radium Aktinium Torium Proactinium / Protactinium Uran / Uran	H	jag (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) Inga data Inga data (II), III, IV, (V), VI

De valenser som elementen som besitter dem sällan uppvisar anges inom parentes.

Valens och oxidationstillstånd

På tal om graden av oxidation menas alltså att en atom i en substans av jonisk (vilket är viktig) natur har en viss konventionell laddning. Och om valens är en neutral egenskap, kan oxidationstillståndet vara negativt, positivt eller lika med noll.

Det är intressant att för en atom av samma grundämne, beroende på vilka grundämnen den bildar en kemisk förening med, kan valensen och oxidationstillståndet vara samma (H 2 O, CH 4, etc.) eller olika (H 2 O 2, HNO3).

Slutsats

Genom att fördjupa din kunskap om atomernas struktur kommer du att lära dig djupare och mer detaljerat om valens. Denna beskrivning av kemiska grundämnen är inte uttömmande. Men det har stor praktisk betydelse. Som du själv har sett mer än en gång, lösa problem och genomföra kemiska experiment på dina lektioner.

Den här artikeln är utformad för att hjälpa dig att organisera din kunskap om valens. Och påminn dig också om hur det kan fastställas och var valens används.

Vi hoppas att du tycker att det här materialet är användbart för att förbereda dina läxor och självförbereda dig för prov och tentor.

webbplats, vid kopiering av material helt eller delvis krävs en länk till källan.

Valens är atomernas förmåga att fästa ett visst antal andra atomer till sig själva.

En atom av ett annat monovalent element kombineras med en atom av ett monovalent element(HCl) . En atom av ett tvåvärt element kombineras med två atomer av ett envärt element.(H2O) eller en tvåvärd atom(CaO) . Det betyder att valensen av ett grundämne kan representeras som ett tal som visar hur många atomer av ett envärd grundämne en atom av ett givet grundämne kan kombineras med. Valensen av ett grundämne är antalet bindningar som en atom bildar:

Na - monovalent (en bindning)

H - monovalent (en bindning)

O - tvåvärd (två bindningar för varje atom)

S - hexavalent (bildar sex bindningar med närliggande atomer)

Regler för att bestämma valens
element i anslutningar

1. Valens väte misstas för jag(enhet). Sedan, i enlighet med formeln för vatten H 2 O, är två väteatomer bundna till en syreatom.

2. Syre i sina föreningar uppvisar alltid valens II. Därför har kolet i föreningen CO 2 (koldioxid) en valens på IV.

3. Högre valens lika med gruppnummer .

4. Lägsta valensär lika med skillnaden mellan talet 8 (antalet grupper i tabellen) och numret på gruppen där detta element är beläget, dvs. 8 - N grupper .

5. För metaller som finns i "A"-undergrupper är valensen lika med gruppnumret.

6. Ickemetaller uppvisar i allmänhet två valenser: högre och lägre.

Till exempel: svavel har den högsta valensen VI och den lägsta (8 – 6) lika med II; fosfor uppvisar valenserna V och III.

7. Valens kan vara konstant eller variabel.

Valensen av grundämnen måste vara känd för att kunna sammanställa kemiska formler av föreningar.

Algoritm för att sammanställa formeln för en fosforoxidförening

Sekvensering	Formulering av fosforoxid
1. Skriv elementens symboler	R O
2. Bestäm valensen av element	V II P O
3. Hitta den minsta gemensamma multipeln av de numeriska värdena för valenser	5 2 = 10
4. Hitta sambanden mellan grundämnens atomer genom att dividera den hittade minsta multipeln med elementens motsvarande valenser	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Skriv index för elementsymboler	R2O5
6. Formel för föreningen (oxid)	R2O5

Kom ihåg!

Funktioner för att sammanställa kemiska formler för föreningar.

1) Den lägsta valensen visas av elementet som är placerat till höger och ovanför i D.I. Mendeleevs tabell, och den högsta valensen visas av elementet till vänster och under.

Till exempel, i kombination med syre, uppvisar svavel den högsta valensen VI och syre den lägsta valensen II. Således kommer formeln för svaveloxid att vara SÅ 3.

I föreningen av kisel med kol uppvisar den första den högsta valensen IV och den andra - den lägsta IV. Formeln alltså – SiC. Detta är kiselkarbid, grunden för eldfasta och slipande material.

2) Metallatomen kommer först i formeln.

2) I formlerna för föreningar kommer den icke-metalliska atom som uppvisar den lägsta valensen alltid på andra plats, och namnet på en sådan förening slutar på "id".

Till exempel,Sao – kalciumoxid, NaCl - natriumklorid, PbS – blysulfid.

Nu kan du skriva formlerna för alla föreningar av metaller och icke-metaller.