Determinat de valența elementelor chimice

Cunoașterea structurii atomilor și moleculelor din secolul XIX nu poate explica motivul pentru care un anumit număr de atomi formează legături cu alte particule. Dar ideile de oameni de știință înaintea timpului lor, și valența încă a fi studiate ca fiind unul dintre principiile de bază ale chimiei.

Din istoria conceptului de „valență a elementelor chimice“

Remarcabil britanic din secolul al XIX-lea chimist Edvard Franklend a inventat termenul de „comunicare“ în utilizarea științifică pentru a descrie interacțiunea dintre atomii unul cu celălalt. Științific observat că unele elemente chimice formează compuși cu aceeași cantitate de alți atomi. De exemplu, azotul leagă trei atomi de hidrogen dintr-o moleculă de amoniac.

In mai 1852 Frankland a prezentat ipoteza că există un anumit număr de legături chimice pe care un atom pot forma cu alte particule minuscule de materie. Frankland a folosit sintagma „forța de conectare“ pentru a descrie ceea ce ar fi numit mai târziu de valență. chimist britanic stabilit ca legăturile chimice formează atomi de elemente individuale cunoscute în mijlocul secolului al XIX. Munca francilor a fost o contribuție importantă la chimia structurală modernă.

dezvoltarea de opinii

chimist german FA Kekule a demonstrat în 1857 că carbonul este chetyrehosnovnym. In cel mai simplu compus - metan - apar datorită 4 atomi de hidrogen. Termenul de știință „bazicitate“ folosit pentru a desemna elemente de proprietăți se conectează un număr fix de alte particule. În Rusia, datele privind structura materiei sistematizate A. M. Butlerov (1861). Dezvoltarea în continuare a teoriei legăturii chimice obținute prin învățăturile schimbării periodice în proprietățile elementelor. Autorul ei - un alt remarcabil chimist rus D. I. Mendeleev. Sa dovedit că valența elementelor chimice din compușii și alte proprietăți sunt determinate de poziția pe care le ocupă în sistemul periodic.

Reprezentarea grafică a valență și chimice lipire

Posibilitatea de molecule de vizualizare - una dintre meritele incontestabile ale teoriei valență. Primul model a apărut în 1860, iar din 1864 a fost , folosind formule structurale care reprezintă marca circumferentiala chimice în interiorul. Între simboluri atomi cratimă notat legătură chimică, iar numărul de linii este egal cu valența. În acei ani, a fost realizat primul model sharosterzhnevye (a se vedea. Fotografia pe stânga). In 1866 Kekule propus model stereochimica de atomi de carbon sub forma unui tetraedru, pe care a inclus în manualul său „Organic Chemistry“.

Valence a elementelor chimice, precum și apariția unor relații studiate de către G. Lewis, care a publicat lucrările sale în 1923 , după descoperirea electronului. Așa numita încărcat negativ particule minuscule, care fac parte din cojile atomice. În cartea sa, Lewis a folosit un punct în jurul valorii de cele patru laturi ale simbolului chimic pentru afișarea electronilor de valență.

Valența hidrogen și oxigen

Înainte de crearea sistemului periodic al valența elementelor chimice în compușii a fost făcută pentru a compara cu atomii la care este cunoscut. Hidrogen și oxigen au fost selectate ca referință. Un alt element chimic este atras fie înlocuit cu un anumit număr de atomi de H și O.

In acest fel, proprietățile au fost determinate într-un compus monovalente cu hidrogen (valența al doilea element este desemnat de cifra romană):

• HCl - clor (I):
• H ₂ O - oxigen (II);
• _NH3 - azot (III);
• CH ₄ - carbon (IV).

Oxizii de K ₂ O, CO, N ₂ O _3, SiO _2, SO ₃ au fost determinate de valența metalelor și nemetalelor oxigen, dublarea numărului de atomi atasabila O. Se obțin următoarele valori: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Cum se determină valența elementelor chimice

Există legi de formarea de legături chimice cu perechile de electroni comune:

• valență hidrogen tipic - I.
• valență oxigen normală a - II.
• Pentru elementele nemetale-inferior valență poate fi determinată prin formula 8 - în care acestea se află în sistemul periodic №. Mai mare, în cazul în care aceasta poate fi determinată de numărul de grup.
• Pentru elementele secundare ale subgrupelor valența maximă posibilă este aceeași ca și numărul de grupe din tabelul periodic.

Determinarea valență elementelor chimice ale compusului cu formula este realizată folosind următorul algoritm:

1. Record de pe partea de sus a valorii cunoscută chimic familiară pentru unul dintre elementele. De exemplu, în Mn ₂ O ₇ valenței oxigen este II.
2. Se calculează valoarea totală, care trebuie să fie multiplicate cu valența numărul de atomi ai aceluiași element chimic în moleculă, 2 * 7 = 14.
3. Se determină valența al doilea element, pentru care nu se cunoaște. Divizare obținut în Sec. 2 valoare de numărul de atomi de Mn în moleculă.
4. 14: 2 = 7. valență oxidului de mangan, în cel mai înalt - VII.

valența permanente și variabile

Valorile valențele hidrogen și oxigen sunt diferite. De exemplu, sulf în compusul H ₂ S este bivalent, ca în formula SO ₃ - hexavalent. Monoxidul de carbon reacționează cu oxigenul, CO și dioxid de CO _2. Primul compus este valența C II, iar în al doilea - IV. Aceeași valoare în CH metan _4.

Majoritatea elementelor nu prezintă valență constantă și variabilă, de exemplu, fosfor, azot, sulf. Căutarea pentru principalele cauze ale acestui fenomen a condus la o teorie de legături chimice, concepte de electroni stratul de valență, orbitali moleculare. Existența unor valori diferite ale aceleași proprietăți obținute cu explicarea structurii atomilor și moleculelor poziție.

concepții moderne de valență

Toți atomii sunt compuse din nucleul pozitiv, înconjurat de electroni încărcați negativ. Învelișul exterior, pe care îl formează, este neterminat. Structura finalizat este cel mai stabil, conține 8 electroni (octeti). legături chimice cu comune perechi de electroni rezultate in atomi stare energetica favorabile.

Regula pentru formarea compușilor este finalizarea unui înveliș sau prin primirea electroni turtire nepereche - în funcție de faptul dacă procesul este mai ușor să treacă. Dacă atomul prevede formarea unei particule negative, legături chimice cu nicio pereche, legăturile aceasta face atâta timp cât ea electroni nepereche. Conform conceptelor moderne, valența atomilor elementelor chimice - este abilitatea de a produce un anumit număr de legături covalente. De exemplu, în moleculă, _H2 S sulf, hidrogen sulfurat dobândește valență II (-), deoarece fiecare atom participă la formarea a două perechi de electroni. Semnul „-“ indică atracția perechii de electroni la elementul mai electronegativ. cel puțin electronegative la valoarea de valență La adaugă „+“.

Atunci când mecanismul donor-acceptor sunt implicate în procesul de perechi de electroni de un singur element și celelalte orbitalii de valență liberă.

Dependența valența structurii atomului

Să considerăm, de exemplu, carbon și oxigen, deoarece depinde de structura substanțelor valență elementelor chimice. Tabelul Periodic oferă o prezentare generală a caracteristicilor de bază ale atomului de carbon:

• simbol chimic - C;
• numărul articolului - 6;
• taxa nucleară - 6;
• protoni din nucleu - 6;
• electron - 6, inclusiv 4 externe, din care 2 formează o pereche, 2 - nepereche.

Dacă atomul de carbon formează două legături în monoookside CO, atunci utilizarea acestuia este furnizat doar 6 particule negative. Pentru a dobândi octeții necesare pentru a asocia 4 particule externe negative formate. Carbonul are o valență IV (+) în bioxid și IV (-) în metan.

Numărul ordinal de oxigen - 8, învelișul de valență este format din șase electroni, două dintre ele formează o pereche și sunt implicate în legături chimice și interacțiunea cu alți atomi. valență oxigenului tipică - II (-).

Valența și oxidare

În multe cazuri, este mai convenabil să se folosească termenul de „gradul de oxidare“. Așa numitul atom de care aceasta ar dobândi în cazul în care toți electronii s-au mutat la elementul de legătură, care are o valoare mai mare elektroootritsatelnosti (EO). Numărul de oxidare al substanței simplu este zero. Prin oxidarea mai multe elemente EO adăugat „-“ semn, mai putin electronegativ - „+“. De exemplu, principalele metalele din grupa de oxidare tipică și ion încarcă număr egal cu semnul „+“. In cele mai multe cazuri, valența și oxidarea atomilor în același compus coincid numeric. Numai atunci când interacțiunea cu mai mulți atomi de electronegative stare de oxidare pozitivă, cu elemente ale căror EO sub - negativ. Conceptul de „valență“ de multe ori se aplică numai la substanța structurii moleculare.