Molekulaning valentligi. Doimiy va o'zgaruvchan valentlik
Kimyoviy elementlarni ko'rib chiqayotganda, har xil moddalardagi bir elementdagi atomlar soni turlicha ekanligini ko'rish mumkin. Qanday qilib formulani to'g'ri yozish va kimyoviy element indeksida xato qilmaslik kerak? Agar siz valentlik nima ekanligi haqida tasavvurga ega bo'lsangiz, buni qilish oson.
Valentlik nima uchun?
Kimyoviy elementlarning valentligi - bu element atomlarining kimyoviy bog'lanish, ya'ni boshqa atomlarni o'ziga biriktirish qobiliyati. Valentlikning miqdoriy o'lchovi - ma'lum bir atomning boshqa atomlar yoki atom guruhlari bilan hosil qiladigan bog'lanishlar soni.
Hozirgi vaqtda valentlik - bu ma'lum bir atomni boshqalar bilan bog'laydigan kovalent bog'lanishlar soni (shu jumladan donor-akseptor mexanizmi tomonidan paydo bo'lganlar). Bunda bog'lanishlarning qutbliligi hisobga olinmaydi, ya'ni valentlik belgisi yo'q va nolga teng bo'lishi mumkin emas.
Kovalent kimyoviy bog'lanish umumiy (bog'lanish) elektron juftlarini hosil qilish orqali amalga oshiriladigan bog'lanishdir. Agar ikkita atom o'rtasida bitta umumiy elektron juft bo'lsa, unda bunday bog'lanish bitta, ikkita bo'lsa - qo'sh, uchta bo'lsa - uchlik deb ataladi.
Valentlikni qanday topish mumkin?
Kimyo fanini o'rganishni boshlagan 8-sinf o'quvchilarini tashvishga soladigan birinchi savol kimyoviy elementlarning valentligini qanday aniqlash mumkin? Kimyoviy elementning valentligini kimyoviy elementlarning valentligining maxsus jadvalida ko'rish mumkin
Guruch. 1. Kimyoviy elementlarning valentlik jadvali
Vodorodning valentligi birlik sifatida qabul qilinadi, chunki vodorod atomi boshqa atomlar bilan bitta aloqa hosil qilishi mumkin. Boshqa elementlarning valentligi ma'lum bir element atomi o'ziga qancha vodorod atomini biriktira olishini ko'rsatadigan raqam bilan ifodalanadi. Masalan, vodorod xlorid molekulasidagi xlorning valentligi birga teng. Shuning uchun vodorod xlorid formulasi quyidagicha bo'ladi: HCl. Xlor ham, vodorod ham bir valentlikka ega bo'lgani uchun indeks ishlatilmaydi. Xlor ham, vodorod ham bir valentli, chunki bitta vodorod atomi bitta xlor atomiga to'g'ri keladi.
Yana bir misolni ko'rib chiqaylik: metandagi uglerodning valentligi to'rtta, vodorodning valentligi doimo bitta. Shuning uchun indeks 4 ni vodorodning yoniga qo'yish kerak Shunday qilib, metan formulasi quyidagicha ko'rinadi: CH 4.
Ko'pgina elementlar kislorod bilan birikmalar hosil qiladi. Kislorod har doim ikki valentli. Shuning uchun suvning H 2 O formulasida bir valentli vodorod va ikki valentli kislorod doimo uchraydi, indeks 2 vodorodning yonida joylashgan.Demak, suv molekulasi ikkita vodorod atomi va bitta kislorod atomidan iborat.
Guruch. 2. Suvning grafik formulasi
Hamma kimyoviy elementlar doimiy valentlikka ega emas, ba'zilari uchun bu element ishlatiladigan birikmalarga qarab farq qilishi mumkin. Doimiy valentlikka ega elementlarga vodorod va kislorod, oʻzgaruvchan valentli elementlarga, masalan, temir, oltingugurt, uglerod kiradi.
Formula bo'yicha valentlikni qanday aniqlash mumkin?
Agar sizning ko'zingiz oldida valentlik jadvali bo'lmasa, lekin kimyoviy birikma uchun formula mavjud bo'lsa, unda formula bo'yicha valentlikni aniqlash mumkin. Masalan, marganets oksidi - Mn 2 O 7 formulasini olaylik
Guruch. 3. Marganets oksidi
Ma'lumki, kislorod ikki valentli. Marganetsning valentligi qanday ekanligini bilish uchun kislorod valentligini ushbu birikmadagi gaz atomlari soniga ko'paytirish kerak:
Olingan son birikmadagi marganets atomlari soniga bo'linadi. Ma'lum bo'lishicha:
O'rtacha reyting: 4.5. Qabul qilingan umumiy baholar: 1078.
TA'RIF
ostida valentlik ma'lum bir element atomining boshqa elementning ma'lum miqdordagi atomlarini biriktirish yoki almashtirish xususiyati nazarda tutiladi. Shuning uchun valentlik o'lchovi ma'lum bir atomning boshqa atomlar bilan hosil qilgan kimyoviy bog'lanishlari soni bo'lishi mumkin.
Shunday qilib, hozirgi vaqtda kimyoviy elementning valentligi odatda uning kimyoviy bog'lanishlar hosil qilish qobiliyati (tor ma'noda, uning qobiliyatining o'lchovi) sifatida tushuniladi. Valentlik bog'lanishlar usulini tasvirlashda valentlikning son qiymati atom hosil qiladigan kovalent bog'lanishlar soniga mos keladi.
Valentlik bo'yicha kimyoviy formulalarni tuzish
Elementlarning valentligiga ko'ra kimyoviy belgilar yordamida siz murakkab moddaning formulasini tuzishingiz mumkin. Buning uchun siz bilishingiz kerak:
- murakkab moddani tashkil etuvchi elementlarning kimyoviy belgilari;
- elementlarning valentligi;
- elementlarning valentliklari uchun eng kichik umumiy karralini topa olish;
— elementlar atomlari uchun indekslarni aniqlash.
Turli sinflardagi noorganik moddalar misolida valentlik bo'yicha murakkab birikmalarning kimyoviy formulalarini tuzish qoidalarini ko'rib chiqing:
a) oksidlar
Aytaylik, temir oksidi (III) formulasini olishimiz kerak. Buning uchun siz quyidagi amallarni bajarishingiz kerak:
- biz murakkab moddani tashkil etuvchi elementlarning kimyoviy belgilarini tasvirlaymiz:
- Rim raqami bilan har bir elementning belgisiga valentlik qo'ying:
- valentlik birliklari sonining eng kichik umumiy karralini toping:
- biz eng kichik umumiy karralini har bir elementning valentlik birliklari soniga alohida ajratamiz (natijadagi xususiylar formulada indekslar bo'ladi):
b) asoslar, tuzlar va kislotalar
Asoslar va tuzlarni shakllantirishda oksidlarni shakllantirishda bo'lgani kabi bir xil harakatlar qo'llaniladi. Faqatgina farq shundaki, kislorod atomi o'rniga gidroksoguruh (OH) yoki kislota qoldiqlari (SO 4, SO 3, CO 3, NO 3, PO 4, SiO 3, S, Cl va boshqalar) bo'ladi.
Aytaylik, kaltsiy gidroksidi uchun formulani olishimiz kerak:
umumiy karrali II × I = 2
2/2 \u003d 1 (bittasi o'rnatilmagan);
2/1 = 2 (OH qavs ichida bo'lishi kerak);
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | Quyidagi birikmalardagi elementlarning valentligini aniqlang: a) Mg 3 P 2; b) Al 2 S 3; c) Na 2 O; d) AgCl; e) FeCl 3. |
| Yechim | Kimyoviy birikmadagi elementlarning valentligini aniqlash ma'lum elementning valentligini ko'rsatishdan boshlanishi kerak. "A" variantida bu magniy, chunki IIA guruhining elementlari guruh raqamiga teng doimiy valentlik qiymatiga ega, ya'ni. II. Biz moddaning formulasini yozamiz va ma'lum elementning valentligini rim raqamlari bilan ko'rsatamiz: Valentlik birliklari sonining eng kichik karralini topamiz. Buning uchun magniyning valentlik qiymatini birikmadagi (3) ushbu element atomlari soniga ko'paytiramiz: Fosforning valentligini aniqlash uchun valentlik birliklari sonining eng kichik karrali qismini (2) birikmadagi fosfor atomlari soniga ajratamiz: Bu fosforning valentligi III ekanligini anglatadi: Mg II 3 P III 2. Xuddi shunday, boshqa birikmalardagi elementlarning valentligini aniqlaymiz: b) Al III 2 S II 3; c) Na I 2 O II; d) Ag I Cl I; e) Fe III Cl I 3 . |
| Javob | a) Mg II 3 P III 2;b) Al III 2 S II 3; c) Na I 2 O II; d) Ag I Cl I; e) Fe III Cl I 3 |
2-MISA
| Mashq qilish | Quyidagi birikmalardagi elementlarning valentligini aniqlang: a) CuO; b) Au 2 O; c) PbO 2; d) Li 3 N; e) AlF 3 . |
| Yechim | Kimyoviy birikmadagi elementlarning valentligini aniqlash ma'lum elementning valentligini ko'rsatishdan boshlanishi kerak. "A" variantida - bu kislorod, chunki uning valentligi har doim II ga teng: Olingan qiymatni arab raqamlari bilan belgilab, ushbu elementning kimyoviy belgisining o'ng tomoniga qo'yamiz: Endi biz valentlik birliklarining umumiy sonini valentligi ma'lum bo'lgan elementning atomlari (indekslari) soniga ajratamiz: Olingan qismni (2) rim raqami bilan kerakli elementning valentligi sifatida qo'yamiz: Demak, CuO birikmasidagi elementlarning valentligi: mis uchun - II va kislorod uchun - II. Xuddi shunday, boshqa birikmalardagi elementlarning valentligini aniqlaymiz: b) Au I 2 O II; c) Pb IV O II 2; d) Li I 3 N II; e) Al III F I 3 . |
| Javob | 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 |
Atrofimizdagi dunyoda kimyoviy elementlarning alohida atomlari "o'z-o'zidan" juda kamdan-kam uchraydi, qoida tariqasida, turli elementlarning atomlari bir-biri bilan qo'shilib, molekulalarni hosil qiladi.
Agar bir nechta bir xil atomlar birlashtirilsa, oddiy modda olinadi (zamonaviy fan 500 ga yaqin oddiy moddalarni biladi), lekin ko'pincha murakkab moddalarni hosil qiluvchi bir xil bo'lmagan atomlar birlashtiriladi (qarang: Atom-molekulyar nazariya).
Oddiy moddalarga misollar: O 2 (kislorod), O 3 (ozon).
Murakkab moddalarga misollar: NaCl (osh tuzi), H 2 SO 4 (sulfat kislota), H 2 O (suv).
Molekulalarning tarkibi va tuzilishi kimyoviy formulalar yordamida tavsiflanadi, bu moddaning qaysi kimyoviy elementlari moddaning bir qismi ekanligini, shuningdek, moddaning molekulasiga ma'lum bir kimyoviy elementning qancha atomlari kiritilganligini ko'rsatadi. Masalan, sulfat kislota molekulasi (H 2 SO 4) tarkibida vodorod (2 atom), oltingugurt (1 atom), kislorod (4 atom) mavjud.
Kimyoviy formulaga ko'ra, atom massalarining yig'indisiga teng bo'lgan moddaning molekulyar og'irligini aniqlash juda oson.
Sulfat kislotaning molekulyar og'irligi: H 2 SO 4 \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98.
O'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning yana bir muhim miqdoriy xarakteristikasi valentlik.
Valentlik atomning boshqa atomlar bilan hosil qiladigan aloqalar soni bilan belgilanadi. Moddaning formulasini to'g'ri yozish uchun ushbu moddani tashkil etuvchi atomlarning valentligini bilish kerak.
Strukturaviy formulalarda atomlar orasidagi kimyoviy bog'lanishlar chiziq bilan ko'rsatilgan (kovalent bog'lanish formulalariga qarang), har bir kimyoviy bog'lanish qo'shni atomlarning ikkita elektroni tomonidan hosil bo'ladi (har bir atom bu maqsad uchun eng chetida joylashgan elektronlaridan birini ajratadi). orbital). Shunday qilib, atomning valentligi (atom qo'shni atomlar bilan hosil qilishi mumkin bo'lgan bog'lanishlar soni) uning juftlanmagan valentlik elektronlari soni bilan aniqlanadi.
Ba'zi kimyoviy elementlar doimo doimiy valentlikni namoyon qiladi:
Boshqa elementlar o'zgaruvchan valentlikka ega.
Moddaning noma'lum atomining valentligini ushbu moddaga kiritilgan valentligi ma'lum bo'lgan boshqa atomlardan aniqlash mumkin.
Masalan, oltingugurt valentlikka ega bo'lishi mumkin - 2, 4, 6.
H 2 S, SO 2, SO 3 birikmalarida oltingugurt qanday valentlikka ega ekanligini aniqlaymiz?
Ma'lumki, vodorodning valentligi = 1, kislorodning valentligi = 2. Muammoni hal qilish uchun atomning ma'lum valentligini moddaga kiritilgan ushbu atomlar soniga ko'paytirish kerak: H 2 = 2. ; O 2 = 4; O 3 \u003d 6. Barcha formulalarda faqat bitta oltingugurt atomi mavjud bo'lganligi sababli, olingan raqamlar ushbu formulalarda oltingugurtning valentligini ko'rsatadi.
Moddani tashkil etuvchi barcha elementlarning valentligini bilib, siz moddaning to'g'ri kimyoviy formulasini tuzishingiz mumkin. Buning uchun birinchi navbatda eng kichik umumiy ko'paytmani topish kerak, so'ngra ma'lum bir element atomlari sonini aniqlash uchun eng kichik umumiy ko'paytmani formulaga kiritilgan har bir atomning valentligiga bo'lish kerak.
Masalan, fosfor oksidi tarkibiga fosfor (valentlik 5) va kislorod (2) kiradi. Eng kichik umumiy karrali 5 2 = 10 bo'ladi. 10/5 = 2; 10/2 = 5. P 2 O 5 formulasini olamiz.
Nima uchun ba'zi atomlarda faqat bitta valentlik bo'lishi mumkin, boshqalari esa bir nechta bo'lishi mumkin? Bu savolga javob olish uchun qarang
“Valentlik” tushunchasi kimyoda 19-asr boshidan shakllangan. Ingliz olimi E.Frankland barcha elementlar boshqa elementlarning atomlari bilan faqat ma'lum miqdordagi bog'lanish hosil qilishi mumkinligini payqagan. U buni "bog'lanish kuchi" deb atagan. Keyinchalik nemis olimi F. A. Kekule metanni oʻrganib, bir uglerod atomi oddiy sharoitda faqat toʻrtta vodorod atomini biriktira oladi, degan xulosaga keldi.
U buni asosiy deb atadi. Uglerodning asosliligi to'rtta. Ya'ni, uglerod boshqa elementlar bilan to'rtta aloqa hosil qilishi mumkin.
Bilan aloqada
Sinfdoshlar
Kontseptsiya D. I. Mendeleyev asarlarida yanada rivojlantirildi. Dmitriy Ivanovich oddiy moddalar xossalarining davriy o'zgarishi nazariyasini ishlab chiqdi. U birlashtiruvchi kuchni elementning boshqa elementning ma'lum miqdordagi atomlarini biriktirish qobiliyati deb ta'riflagan.
Davriy jadvalga muvofiq ta'rif
Davriy jadval elementlarning asosligini aniqlashni osonlashtiradi. Buning uchun sizga kerak davriy jadvalni o'qiy olish. Jadvalda vertikal ravishda sakkizta guruh va gorizontal nuqtalar mavjud. Agar davr ikki qatordan iborat bo'lsa, u katta deb ataladi, agar u bittadan iborat bo'lsa - kichik. Elementlar vertikal ravishda ustunlarda, guruhlarda notekis taqsimlangan. Valentlik har doim Rim raqamlari bilan ko'rsatiladi.
Valentlikni aniqlash uchun uning nima ekanligini bilish kerak. Asosiy kichik guruhlardagi metallar uchun u har doim o'zgarmas, ikkinchi darajali kichik guruhlardagi metallar va metallar uchun u o'zgaruvchan bo'lishi mumkin.
Doimiy guruh raqamiga teng. O'zgaruvchi yuqori yoki pastroq bo'lishi mumkin. Eng yuqori o'zgaruvchi guruh raqamiga teng, eng pasti esa quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi: sakkiz minus guruh raqami . Ta'riflashda quyidagilarni yodda tuting:
- vodorod uchun u I ga teng;
- kislorod II ga ega.
Agar birikma vodorod yoki kislorod atomiga ega bo'lsa, unda uning valentligini aniqlash qiyin emas, ayniqsa oldimizda gidrid yoki oksid bo'lsa.
Formula va algoritm
Jadvalda o'ng va yuqorida joylashgan elementlar uchun eng kichik valentlik. Aksincha, element pastroq va chap tomonda bo'lsa, u holda u yuqori bo'ladi. Uni aniqlash uchun universal algoritmga amal qilish kerak:
Misol: ammiak birikmasini oling - NH3. Biz bilamizki, vodorod atomi doimiy valentlikka ega va I ga teng. Biz I ni 3 ga (atomlar soni) ko'paytiramiz - eng kichik ko'paytma 3. Bu formuladagi azot bir ga teng indeksga ega. Demak, xulosa: biz 3 ni 1 ga bo'lamiz va azot uchun IIII ga teng ekanligini olamiz.
Vodorod va kislorod qiymatini aniqlash har doim oson. Ularsiz aniqlash kerak bo'lganda qiyinroq. Masalan , SiCl4 birikmasi. Bu holda elementlarning valentligini qanday aniqlash mumkin? Xlor 7-guruhga kiradi. Bu shuni anglatadiki, uning valentligi 7 yoki 1 (sakkizta minus guruh raqami). Silikon to'rtinchi guruhga kiradi, shuning uchun uning bog'lanish salohiyati to'rtta. Bu vaziyatda xlor eng past valentlikni ko'rsatishi mantiqan to'g'ri keladi va u I ga teng.
Zamonaviy kimyo darsliklarida har doim kimyoviy elementlarning valentlik jadvali mavjud. Bu talabalar uchun vazifani sezilarli darajada osonlashtiradi. Mavzu sakkizinchi sinfda - noorganik kimyo kursida o'rganiladi.
Zamonaviy ko'rinishlar
Valentlik haqidagi zamonaviy g'oyalar atomlarning tuzilishiga asoslanadi. Atom yadro va orbitadagi elektronlardan iborat.
Yadroning o'zi atom og'irligini aniqlaydigan proton va neytronlardan iborat. Moddaning barqaror bo'lishi uchun uning energiya darajalari to'la va sakkizta elektronga ega bo'lishi kerak.
O'zaro ta'sirlashganda elementlar barqarorlikka intiladi va juftlashtirilmagan elektronlarini beradi yoki ularni qabul qiladi. O'zaro ta'sir "qaysi biri osonroq" tamoyiliga ko'ra sodir bo'ladi - elektronlarni berish yoki qabul qilish. Bu davriy jadvalda valentlik qanday o'zgarishiga ham bog'liq. Tashqi energiya orbitalidagi juftlanmagan elektronlar soni guruh soniga teng.
Misol tariqasida
ishqoriy metall natriy Mendeleyev davriy sistemasining birinchi guruhiga kiradi. Bu uning tashqi energiya darajasida bitta juftlashtirilmagan elektronga ega ekanligini anglatadi. Xlor yettinchi guruhga kiradi. Bu shuni anglatadiki, xlorda ettita juftlashtirilmagan elektron mavjud. Energiya darajasini to'ldirish uchun xlorda bitta elektron yo'q. Natriy unga o'z elektronini beradi va birikmada barqaror bo'ladi. Xlor qo'shimcha elektron oladi va barqaror bo'ladi. Natijada, aloqa va kuchli aloqa paydo bo'ladi - NaCl - mashhur osh tuzi. Bu holda xlor va natriyning valentligi 1 ga teng bo'ladi.
Valentlik - atomlarning ma'lum miqdordagi boshqa atomlarni o'zlariga biriktirish qobiliyati.
Boshqa bir valentli elementning bir atomi bir valentli elementning bir atomi bilan birlashadi(HCl) . Ikki monovalent atom ikki valentli element atomi bilan birlashadi(H2O) yoki bitta ikki valentli atom(CaO) . Bu shuni anglatadiki, elementning valentligi berilgan element atomi bir valentli elementning nechta atomi bilan birlashishi mumkinligini ko'rsatadigan raqam sifatida ifodalanishi mumkin. Elementning valentligi - atom hosil qiladigan bog'lanishlar soni:
Na - monovalent (bitta bog'lanish)
H - monovalent (bitta bog'lanish)
O - ikki valentli (har bir atomga ikkita bog'lanish)
S - olti valentli (qo'shni atomlar bilan oltita bog' hosil qiladi)
Valentlikni aniqlash qoidalari
ulanishdagi elementlar
1. Valentlik vodorod uchun olish I(birlik). Keyin, H 2 O suv formulasiga muvofiq, ikkita vodorod atomi bitta kislorod atomiga biriktiriladi.
2. Kislorod uning birikmalarida doimo valentlikni namoyon qiladi II. Shuning uchun CO 2 birikmasidagi uglerod (karbonat angidrid) IV valentlikka ega.
3. Eng yuqori valentlik ga teng guruh raqami .
4. past valentlik 8 raqami (jadvaldagi guruhlar soni) va ushbu element joylashgan guruhning soni o'rtasidagi farqga teng, ya'ni. 8 - N guruhlar .
5. “A” kichik guruhlardagi metallar uchun valentlik guruh raqamiga teng.
6. Metall bo'lmaganlarda asosan ikkita valentlik namoyon bo'ladi: yuqori va past.
Masalan: oltingugurt VI valentligi yuqori va II ga teng pastroq (8 - 6) valentlikka ega; fosfor V va III valentliklarni namoyon qiladi.
7. Valentlik doimiy yoki o'zgaruvchan bo'lishi mumkin.
Birikmalarning kimyoviy formulalarini tuzish uchun elementlarning valentligini bilish kerak.
Fosfor oksidi birikmasini shakllantirish algoritmi
|
Ketma-ketlik |
Fosfor oksidini shakllantirish |
|
1. Element belgilarini yozing |
R O |
|
2. Elementlarning valentliklarini aniqlang |
VII |
|
3. Valentliklarning son qiymatlarining eng kichik umumiy karralini toping |
5 2 = 10 |
|
4. Topilgan eng kichik karralini elementlarning mos valentliklariga bo‘lish orqali elementlar atomlari orasidagi nisbatlarni toping. |
10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P:O=2:5 |
|
5. Indekslarni element belgilariga yozing |
R 2 O 5 |
|
6. Murakkab (oksid) formulasi |
R 2 O 5 |
Eslab qoling!
Birikmalarning kimyoviy formulalarini tuzish xususiyatlari.
1) Mendeleyev jadvalidagi o‘ng va yuqoridagi element eng past valentlikni, chap va pastda joylashgan element esa eng yuqori valentlikni ko‘rsatadi.
Masalan, kislorod bilan birgalikda oltingugurt yuqori VI valentlikni, kislorod esa kamroq II valentlikni namoyon qiladi. Shunday qilib, oltingugurt oksidi formulasi bo'ladi SO 3.
Kremniyning uglerod bilan birikmasida birinchisi yuqoriroq IV valentlikni, ikkinchisi esa pastroq IV valentlikni namoyon qiladi. Shunday qilib, formula
- SiC. Bu kremniy karbid, refrakter va abraziv materiallarning asosi.
2) Metall atomi formulada birinchi o'rinda turadi.
2) birikmalar formulalarida eng past valentlikni namoyon qiluvchi metall bo'lmagan atom har doim ikkinchi o'rinda turadi va bunday birikmaning nomi "id" bilan tugaydi.
Masalan,CaO - kaltsiy oksidi, NaCl - natriy xlorid, PbS - qo'rg'oshin sulfid.
Endi siz o'zingiz metall bo'lmagan metallarning har qanday birikmalarining formulalarini yozishingiz mumkin.
