Valencija molekule. Konstantna i promjenjiva valencija

Kada se razmatraju kemijski elementi, može se uočiti da broj atoma u istom elementu u različitim tvarima varira. Kako pravilno napisati formulu i ne pogriješiti u indeksu kemijskog elementa? To je lako učiniti ako imate ideju o tome što je valencija.

Čemu služi valencija?

Valencija kemijskih elemenata je sposobnost atoma nekog elementa da stvaraju kemijske veze, odnosno da na sebe vežu druge atome. Kvantitativna mjera valencije je broj veza koje određeni atom tvori s drugim atomima ili atomskim skupinama.

Trenutačno je valencija broj kovalentnih veza (uključujući one koje su nastale mehanizmom donor-akceptor) kojima je određeni atom povezan s drugima. Pri tome se ne uzima u obzir polaritet veza, što znači da valencija nema predznak i ne može biti jednaka nuli.

Kovalentna kemijska veza je veza koja se ostvaruje stvaranjem zajedničkih (veznih) elektronskih parova. Ako između dva atoma postoji jedan zajednički elektronski par, tada se takva veza naziva jednostruka, ako su dva - dvostruka, ako su tri - trostruka.

Kako pronaći valenciju?

Prvo pitanje koje brine učenike 8. razreda koji su počeli učiti kemiju je kako odrediti valenciju kemijskih elemenata? Valenciju kemijskog elementa možete vidjeti u posebnoj tablici valencije kemijskih elemenata

Riža. 1. Tablica valencije kemijskih elemenata

Valencija vodika uzima se kao jedinica, budući da atom vodika može formirati jednu vezu s drugim atomima. Valencija ostalih elemenata izražava se brojem koji pokazuje koliko atoma vodika atom danog elementa može pričvrstiti na sebe. Na primjer, valencija klora u molekuli klorovodika jednaka je jedinici. Stoga će formula za klorovodik izgledati ovako: HCl. Budući da i klor i vodik imaju valenciju jedan, ne koristi se indeks. I klor i vodik su jednovalentni, jer jedan atom vodika odgovara jednom atomu klora.

Razmotrimo još jedan primjer: valencija ugljika u metanu je četiri, valencija vodika je uvijek jedan. Stoga uz vodik treba staviti indeks 4. Dakle, formula za metan izgleda ovako: CH 4.

Mnogi elementi tvore spojeve s kisikom. Kisik je uvijek dvovalentan. Stoga se u formuli vode H 2 O, gdje se uvijek pojavljuju jednovalentni vodik i dvovalentni kisik, uz vodik stavlja indeks 2. To znači da se molekula vode sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika.

Riža. 2. Grafička formula vode

Nemaju svi kemijski elementi konstantnu valenciju, za neke ona može varirati ovisno o spojevima u kojima se ovaj element koristi. Elementi s konstantnom valencijom uključuju vodik i kisik, elementi s promjenjivom valencijom uključuju, na primjer, željezo, sumpor, ugljik.

Kako odrediti valenciju formulom?

Ako pred očima nemate tablicu valencije, ali postoji formula za kemijski spoj, tada je moguće odrediti valenciju formulom. Uzmimo za primjer formulu manganov oksid - Mn 2 O 7

Riža. 3. Manganov oksid

Kao što znate, kisik je dvovalentan. Da biste saznali koju valenciju ima mangan, potrebno je pomnožiti valenciju kisika s brojem atoma plina u ovom spoju:

Dobiveni broj se podijeli s brojem atoma mangana u spoju. Ispada:

Prosječna ocjena: 4.5. Ukupno primljenih ocjena: 1078.

DEFINICIJA

Pod, ispod valencija implicira se svojstvo atoma danog elementa da pripoji ili zamijeni određeni broj atoma drugog elementa. Stoga mjera valencije može biti broj kemijskih veza koje tvori određeni atom s drugim atomima.

Dakle, danas se pod valencijom kemijskog elementa obično podrazumijeva njegova sposobnost (u užem smislu, mjera njegove sposobnosti) da stvara kemijske veze. U prikazu metode valentnih veza, brojčana vrijednost valencije odgovara broju kovalentnih veza koje atom tvori.

Sastavljanje kemijskih formula prema valenciji

Uz pomoć kemijskih znakova prema valenciji elemenata možete sastaviti formulu za složenu tvar. Za ovo morate znati:

- kemijske oznake elemenata koji čine složenu tvar;

- valentnost elemenata;

- znati pronaći najmanji zajednički višekratnik za valencije elemenata;

— definirati indekse za atome elemenata.

Razmotrite pravila za sastavljanje kemijskih formula složenih spojeva prema valenciji na primjeru anorganskih tvari različitih klasa:

a) oksidi

Pretpostavimo da trebamo izvesti formulu za željezov oksid (III). Da biste to učinili, morate izvršiti sljedeće korake:

- prikazujemo kemijske znakove elemenata koji čine složenu tvar:

- stavite valenciju iznad znaka svakog elementa rimskim brojem:

- pronaći najmanji zajednički višekratnik brojeva valentnih jedinica:

- najmanji zajednički višekratnik dijelimo s brojem jedinica valencije svakog elementa zasebno (rezultirajuće privatne bit će indeksi u formuli):

b) baze, soli i kiseline

Kod formuliranja baza i soli koriste se iste radnje kao kod formuliranja oksida. Jedina razlika je u tome što će umjesto atoma kisika biti hidrokso skupina (OH) ili kiselinski ostaci (SO 4, SO 3, CO 3, NO 3, PO 4, SiO 3, S, Cl itd.).

Pretpostavimo da trebamo izvesti formulu za kalcijev hidroksid:

zajednički višekratnik II × I = 2

2 / 2 \u003d 1 (jedan nije postavljen);

2 / 1 = 2 (OH treba biti u zagradama);

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte

Odredite valenciju elemenata u sljedećim spojevima: a) Mg 3 P 2; b) Al2S3; c) Na20; d) AgCl; e) FeCl3.

Riješenje

Određivanje valencije elemenata u kemijskom spoju treba započeti naznakom valencije poznatog elementa. U opciji "a" to je magnezij, budući da elementi skupine IIA imaju konstantnu vrijednost valencije jednaku broju skupine, tj. II. Zapisujemo formulu tvari i rimskim brojevima označavamo valenciju poznatog elementa:

Nalazimo najmanji višekratnik broja jedinica valencija. Da bismo to učinili, pomnožimo vrijednost valencije magnezija s brojem atoma ovog elementa u spoju (3):

Da bismo odredili valenciju fosfora, dijelimo najmanji umnožak broja jedinica valencije s brojem atoma fosfora u spoju (2):

To znači da je valencija fosfora III:

Mg II 3 P III 2 .

Slično određujemo valencije elemenata u drugim spojevima: b) Al III 2 S II 3; c) Na I2O II; d) Ag I Cl I; e) Fe III Cl I 3 .

Odgovor

a) Mg II 3 P III 2 b) Al III 2 S II 3; c) Na I2O II; d) Ag I Cl I; e) Fe III Cl I 3

PRIMJER 2

Vježbajte

Odredite valenciju elemenata u sljedećim spojevima: a) CuO; b) Au20; c) PbO2; d) Li3N; e) AlF3.

Riješenje

Određivanje valencije elemenata u kemijskom spoju treba započeti naznakom valencije poznatog elementa. U opciji "a" - to je kisik, jer je njegova valencija uvijek jednaka II:

Dobivenu vrijednost stavljamo desno od kemijskog znaka ovog elementa, označavajući ga arapskim brojevima:

Sada dijelimo ukupan broj jedinica valencije s brojem atoma (indeks) elementa za koji je poznata valencija:

Dobiveni kvocijent (2) s rimskim brojem stavimo na željeni element kao njegovu valenciju:

To znači da je valencija elemenata u spoju CuO: za bakar - II i za kisik - II.

Slično određujemo valencije elemenata u drugim spojevima: b) Au I 2 O II; c) Pb IV O II 2 ; d) Li I 3 N II; e) Al III F I 3 .

Odgovor

a) Cu II O II b) Au I 2 O II; c) Pb IV O II 2 ; d) Li I 3 N II; e) Al III F I 3

U svijetu koji nas okružuje vrlo rijetko postoje pojedinačni atomi kemijskih elemenata "sami za sebe", u pravilu se atomi raznih elemenata međusobno spajaju u molekule.

Ako se nekoliko identičnih atoma spoji zajedno, dobiva se jednostavna tvar (moderna znanost poznaje oko 500 jednostavnih tvari), ali mnogo češće se spajaju neidentični atomi, koji tvore složene tvari (vidi Atomsko-molekularna teorija).

Primjeri jednostavnih tvari: O 2 (kisik), O 3 (ozon).

Primjeri složenih tvari: NaCl (kuhinjska sol), H 2 SO 4 (sumporna kiselina), H 2 O (voda).

Sastav i struktura molekula opisuje se kemijskim formulama iz kojih se vidi koji kemijski elementi ulaze u sastav tvari, kao i koliko atoma pojedinog kemijskog elementa ulazi u molekulu tvari. Na primjer, molekula sumporne kiseline (H 2 SO 4) sadrži vodik (2 atoma), sumpor (1 atom), kisik (4 atoma).

Prema kemijskoj formuli vrlo je lako odrediti molekularnu masu tvari koja je jednaka zbroju atomskih masa.

Molekularna težina sumporne kiseline je: H 2 SO 4 \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98.

Druga vrlo važna kvantitativna karakteristika međudjelovanja atoma je valencija.

Valencija je određena brojem veza koje atom tvori s drugim atomima. Da biste napisali ispravnu formulu tvari, morate znati valenciju atoma koji čine tu tvar.

U strukturnim formulama kemijske veze između atoma označene su crticom (vidi formule za kovalentne veze), dok svaku kemijsku vezu tvore dva elektrona susjednih atoma (svaki od atoma u tu svrhu izdvaja jedan od svojih elektrona koji se nalazi u krajnjem vanjskom dijelu). orbitalni). Dakle, valencija atoma (broj veza koje atom može formirati sa susjednim atomima) određena je brojem njegovih nesparenih valentnih elektrona.

Neki kemijski elementi uvijek pokazuju stalnu valenciju:

Ostali elementi imaju promjenjivu valenciju.

Valencija nepoznatog atoma tvari može se odrediti iz drugih atoma s poznatom valencijom koji su uključeni u tu tvar.

Na primjer, sumpor može imati valencije - 2, 4, 6.

Odredimo kakvu valenciju ima sumpor u spojevima: H 2 S, SO 2, SO 3?

Poznato je da je valencija vodika = 1, a valencija kisika = 2. Da bi se riješio problem, potrebno je poznatu valenciju atoma pomnožiti s brojem tih atoma uključenih u tvar: H 2 = 2 ; O2 = 4; O 3 \u003d 6. Budući da je samo jedan atom sumpora prisutan u svim formulama, dobiveni brojevi će pokazati valenciju sumpora u ovim formulama.

Poznavajući valenciju svih elemenata koji čine tvar, možete sastaviti ispravnu kemijsku formulu tvari. Da biste to učinili, prvo morate pronaći najmanji zajednički višekratnik, a zatim, kako biste odredili broj atoma određenog elementa, podijelite najmanji zajednički višekratnik s valencijom svakog atoma uključenog u formulu.

Na primjer, fosforov oksid uključuje fosfor (valencija 5) i kisik (2). Najmanji zajednički višekratnik bit će 5 2 = 10. 10/5 = 2; 10/2 = 5. Dobivamo formulu P 2 O 5.

Zašto neki atomi mogu imati samo jednu valenciju, dok drugi mogu imati nekoliko? Za odgovor na ovo pitanje pogledajte

Pojam "valencije" formiran je u kemiji od početka 19. stoljeća. Engleski znanstvenik E. Frankland uočio je da svi elementi mogu tvoriti samo određeni broj veza s atomima drugih elemenata. Nazvao je to "povezujućom snagom". Kasnije je njemački znanstvenik F. A. Kekule proučavao metan i došao do zaključka da jedan atom ugljika u normalnim uvjetima može vezati samo četiri atoma vodika.

Nazvao ga je osnovnim. Bazičnost ugljika je četiri. To jest, ugljik može formirati četiri veze s drugim elementima.

U kontaktu s

Kolege

Koncept je dalje razvijen u djelima D. I. Mendeljejeva. Dmitrij Ivanovič razvio je teoriju periodičnih promjena svojstava jednostavnih tvari. Veznu silu definirao je kao sposobnost elementa da veže određeni broj atoma drugog elementa.

Definicija prema periodnom sustavu

Periodni sustav olakšava određivanje bazičnosti elemenata. Za ovo vam je potrebno znati čitati periodni sustav elemenata. Tablica ima osam skupina okomito i točke vodoravno. Ako se razdoblje sastoji od dva reda, onda se naziva velikim, a ako se sastoji od jednog - malim. Elementi okomito u stupcima, u skupinama su neravnomjerno raspoređeni. Valencija se uvijek označava rimskim brojevima.

Da biste odredili valenciju, morate znati što je to. Za metale glavnih podskupina on je uvijek konstantan, dok za nemetale i metale sporednih podskupina može biti promjenjiv.

Konstanta je jednaka broju grupe. Varijabla može biti veća ili niža. Najveća varijabla jednaka je broju grupe, a niža se izračunava po formuli: osam minus broj grupe . Prilikom definiranja imajte na umu:

za vodik je jednak I;
kisik ima II.

Ako spoj ima atom vodika ili kisika, tada nije teško odrediti njegovu valenciju, pogotovo ako pred sobom imamo hidrid ili oksid.

Formula i algoritam

Najmanja valencija za one elemente koji se nalaze desno i iznad u tablici. Nasuprot tome, ako je element niži i lijevo, tada će biti viši. Da je definiram potrebno je slijediti univerzalni algoritam:

Primjer: uzmite spoj amonijaka - NH3. Znamo da atom vodika ima stalnu valenciju i jednak je I. Množimo I s 3 (broj atoma) - najmanji višekratnik je 3. Dušik u ovoj formuli ima indeks jednak jedan. Odatle zaključak: podijelimo 3 s 1 i dobijemo da je za dušik jednako IIII.

Vrijednost za vodik i kisik uvijek je lako odrediti. Teže je kada se treba odrediti bez njih. Na primjer , SiCl4 spoj. Kako odrediti valenciju elemenata u ovom slučaju? Klor je u skupini 7. To znači da je njegova valencija ili 7 ili 1 (osam minus broj grupe). Silicij je u četvrtoj skupini, što znači da je njegov potencijal vezivanja četiri. Postaje logično da klor u ovoj situaciji pokazuje najnižu valenciju i ona je jednaka I.

U suvremenim udžbenicima kemije uvijek postoji tablica valencije kemijskih elemenata. To učenicima uvelike pojednostavljuje zadatak. Tema se obrađuje u osmom razredu - u kolegiju anorganske kemije.

Moderni pogledi

Moderne ideje o valenciji na temelju strukture atoma. Atom se sastoji od jezgre i elektrona koji kruže oko njega.

Sama jezgra sastoji se od protona i neutrona, koji određuju atomsku težinu. Da bi tvar bila stabilna, njezine energetske razine moraju biti pune i imati osam elektrona.

Prilikom interakcije, elementi teže stabilnosti i ili doniraju svoje nesparene elektrone ili ih prihvaćaju. Interakcija se odvija prema principu "što je lakše" - dati ili primiti elektrone. Također ovisi o tome kako se valencija mijenja u periodnom sustavu. Broj nesparenih elektrona u vanjskoj energetskoj orbitali jednak je broju grupe.

Kao primjer

alkalijski metal natrij je u prvoj skupini periodnog sustava Mendeljejeva. To znači da ima jedan nespareni elektron na vanjskoj energetskoj razini. Klor je u sedmoj skupini. To znači da klor ima sedam nesparenih elektrona. Za dovršetak energetske razine kloru nedostaje točno jedan elektron. Natrij mu predaje svoj elektron i postaje stabilan u spoju. Klor dobiva dodatni elektron i također postaje stabilan. Kao rezultat javlja se veza i čvrsta veza - NaCl - poznata kuhinjska sol. Valencija klora i natrija u ovom će slučaju biti jednaka 1.

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

Jedan atom drugog jednovalentnog elementa spaja se s jednim atomom jednovalentnog elementa(HCl) . Dva jednovalentna atoma spajaju se s atomom dvovalentnog elementa(H2O) ili jedan dvovalentni atom(CaO) . To znači da se valencija elementa može prikazati kao broj koji pokazuje s koliko atoma jednovalentnog elementa se atom danog elementa može spojiti. Valencija elementa je broj veza koje atom formira:

Na – monovalentna (jedna veza)

H – monovalentna (jedna veza)

O - dvovalentna (dvije veze po atomu)

S - heksavalentna (tvori šest veza sa susjednim atomima)

Pravila za određivanje valencije
elementi u vezama

1. Valencija vodik uzeti za ja(jedinica). Zatim, u skladu s formulom vode H 2 O, dva atoma vodika su vezana za jedan atom kisika.

2. Kisik u svojim spojevima uvijek pokazuje valenciju II. Stoga ugljik u spoju CO 2 (ugljikov dioksid) ima valenciju IV.

3. Najviša valencija jednako je broj grupe .

4. niža valencija jednak je razlici između broja 8 (broja grupa u tablici) i broja grupe u kojoj se taj element nalazi, tj. 8 - N skupine .

5. Za metale u podskupini "A" valencija je jednaka broju skupine.

6. Kod nemetala se uglavnom očituju dvije valencije: viša i niža.

Na primjer: sumpor ima višu valenciju VI i nižu (8 - 6) jednaku II; fosfor pokazuje valencije V i III.

7. Valencija može biti konstantna ili promjenjiva.

Valencija elemenata mora biti poznata da bi se mogle sastaviti kemijske formule spojeva.

Algoritam za formuliranje spoja fosfornog oksida

Sekvenciranje	Formuliranje fosfornog oksida
1. Napišite simbole elemenata	R O
2. Odredite valencije elemenata	V II PO
3. Pronađite najmanji zajednički višekratnik brojčanih vrijednosti valencija	5 2 = 10
4. Odredite omjere između atoma elemenata tako da pronađeni najmanji višekratnik podijelite s odgovarajućim valencijama elemenata	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5
5. Zapisati indekse kod simbola elemenata	R 2 O 5
6. Formula spoja (oksida)	R 2 O 5

Zapamtiti!

Značajke sastavljanja kemijskih formula spojeva.

1) Element koji se nalazi u Mendeljejevoj tablici desno i iznad pokazuje najnižu valenciju, a element koji se nalazi lijevo i ispod pokazuje najveću valenciju.

Na primjer, u kombinaciji s kisikom, sumpor pokazuje višu valenciju VI, a kisik nižu II. Dakle, formula za sumporov oksid bi bila SO 3.

U kombinaciji silicija s ugljikom, prvi pokazuje višu valenciju IV, a drugi nižu IV. Dakle, formula – SiC. To je silicijev karbid, osnova vatrostalnih i abrazivnih materijala.

2) Atom metala je na prvom mjestu u formuli.

2) U formulama spojeva atom nemetala, koji pokazuje najnižu valenciju, uvijek dolazi na drugom mjestu, a naziv takvog spoja završava na "id".

Na primjer,CaO - kalcijev oksid, NaCl - natrijev klorid, PbS - olovni sulfid.

Sada sami možete napisati formule bilo kojeg spoja metala s nemetalima.

Kategorije

Izbor urednika