", "narkotyk ". Użyj wewnątrz nowoczesna definicja nagrano w 1884 r. (niemiecki) Walenza). W 1789 roku William Higgins opublikował pracę, w której zasugerował istnienie wiązań pomiędzy najmniejszymi cząsteczkami materii.
Jednak dokładne, a później w pełni potwierdzone rozumienie zjawiska wartościowości zaproponował w 1852 roku chemik Edward Frankland w pracy, w której zebrał i na nowo zinterpretował wszystkie istniejące wówczas teorie i założenia w tym zakresie. . Obserwując nasycanie różnych metali i porównując skład organicznych pochodnych metali ze składem Nie związki organiczne Frankland wprowadził koncepcję „ siła łącząca„, kładąc w ten sposób podwaliny pod doktrynę wartościowości. Chociaż Frankland ustanowił pewne szczególne prawa, jego pomysły nie zostały rozwinięte.
Decydującą rolę w powstaniu teorii wartościowości odegrał Friedrich August Kekule. W 1857 roku wykazał, że węgiel jest pierwiastkiem czterozasadowym (czteroatomowym), a jego najprostszym związkiem jest metan CH 4. Przekonany o prawdziwości swoich poglądów na temat wartościowości atomów, Kekule wprowadził je do swojego podręcznika chemii organicznej: zasadowość, zdaniem autora, jest podstawową właściwością atomu, właściwością tak stałą i niezmienną jak masa atomowa. W 1858 roku poglądy niemal zbieżne z ideami Kekule zostały wyrażone w artykule „ O nowej teorii chemicznej» Archibalda Scotta Coopera.
Trzy lata później, we wrześniu 1861 r., A. M. Butlerov dokonał najważniejszych uzupełnień do teorii wartościowości. Dokonał wyraźnego rozróżnienia pomiędzy wolnym atomem a atomem, który wszedł w połączenie z innym, gdy jego powinowactwo „ łączy się i idzie do nowy mundur " Butlerov wprowadził koncepcję całkowitego wykorzystania sił powinowactwa i „ napięcie powinowactwa„, czyli nierównoważność energetyczna wiązań, która wynika z wzajemnego oddziaływania atomów w cząsteczce. W wyniku tego wzajemnego oddziaływania atomy, w zależności od swojego otoczenia strukturalnego, uzyskują odmienność „znaczenie chemiczne" Teoria Butlerowa umożliwiła wyjaśnienie wielu faktów eksperymentalnych dotyczących izomerii związków organicznych i ich reaktywności.
Ogromną zaletą teorii wartościowości była możliwość wizualnej reprezentacji cząsteczki. W latach sześćdziesiątych XIX wieku. pojawiły się pierwsze modele molekularne. Już w 1864 roku A. Brown zaproponował stosowanie wzorów strukturalnych w postaci okręgów z umieszczonymi w nich symbolami pierwiastków, połączonych liniami wskazującymi wiązanie chemiczne między atomami; liczba linii odpowiadała wartościowości atomu. W 1865 roku A. von Hoffmann zademonstrował pierwsze modele kija i kulki, w których rolę atomów pełniły piłki do krokieta. W 1866 roku w podręczniku Kekule'a pojawiły się rysunki modeli stereochemicznych, w których atom węgla miał konfigurację czworościenną.
Nowoczesne idee dotyczące wartościowości
Od czasu pojawienia się teorii wiązań chemicznych koncepcja „wartościowości” przeszła znaczną ewolucję. Obecnie nie jest to rygorystyczne interpretacja naukowa, dlatego jest prawie całkowicie wypierany ze słownika naukowego i używany głównie do celów metodologicznych.
Zasadniczo wartościowość pierwiastków chemicznych rozumiana jest jako zdolność wolnych atomów do tworzenia określonej liczby wiązań kowalencyjnych. W związkach z wiązaniami kowalencyjnymi wartościowość atomów jest określona przez liczbę utworzonych dwuelektronowych dwucentrowych wiązań. Jest to dokładnie podejście przyjęte w teorii zlokalizowanych wiązań walencyjnych, zaproponowanej w 1927 r. przez W. Heitlera i F. Londona w 1927 r. Oczywiście, jeśli atom ma N niesparowane elektrony i M samotnych par elektronów, wtedy ten atom może się uformować n+m wiązania kowalencyjne z innymi atomami. Oceniając maksymalną wartościowość, należy postępować od elektroniczna Konfiguracja hipotetyczny, tzw stan „podekscytowania” (wartościowości). Na przykład maksymalna wartościowość atomu berylu, boru i azotu wynosi 4 (na przykład w Be(OH) 4 2-, BF 4 - i NH 4 +), fosfor - 5 (PCl 5), siarka - 6 ( H 2 SO 4), chlor - 7 (Cl 2 O 7).
W niektórych przypadkach z wartościowością utożsamia się takie cechy układu molekularnego, jak stopień utlenienia pierwiastka, efektywny ładunek atomu, liczba koordynacyjna atomu itp. Cechy te mogą być bliskie, a nawet pokrywać się ilościowo, ale nie są w żaden sposób identyczne. Na przykład w izoelektronowych cząsteczkach azotu N2, tlenku węgla CO i jonu cyjankowego CN - realizowane jest wiązanie potrójne (to znaczy wartościowość każdego atomu wynosi 3), ale stopień utlenienia pierwiastków wynosi odpowiednio 0 , +2, -2, +2 i -3. W cząsteczce etanu (patrz rysunek) węgiel jest czterowartościowy, jak w większości związków organicznych, podczas gdy stopień utlenienia jest formalnie równy -3.
Dotyczy to szczególnie cząsteczek ze zdelokalizowanymi wiązaniami chemicznymi, np. w kwasie azotowym stopień utlenienia azotu wynosi +5, natomiast azot nie może mieć wartościowości wyższej niż 4. Znany z wielu podręczniki szkolne zasada - „Maksymalnie wartościowość element jest liczbowo równy numerowi grupy w układ okresowy" - odnosi się wyłącznie do stanu utlenienia. Koncepcje” stała wartościowość„ i „zmienna wartościowość” również odnoszą się głównie do stopnia utlenienia.
Zobacz też
Notatki
Spinki do mankietów
- Ugay Ya. A. Wartościowość, wiązanie chemiczne i stopień utlenienia to najważniejsze pojęcia chemii // Czasopismo edukacyjne Sorosa. - 1997. - nr 3. - s. 53-57.
- / Lewczenko S. I. Krótki esej historia chemii
Literatura
- L. Pawlinga Charakter wiązania chemicznego. M., L.: Państwo. NTI chemia. Literatura, 1947.
- Cartmell, Foles. Wartościowość i budowa cząsteczek. M.: Chemia, 1979. 360 s.]
- Coulson Ch. Wartościowość. M.: Mir, 1965.
- Murrell J., Kettle S., Przetrząsacz J. Teoria walencyjna. Za. z angielskiego M.: Mirku. 1968.
- Rozwój doktryny wartościowości. wyd. Kuznetsova V.I. M.: Khimiya, 1977. 248 s.
- Wartościowość atomów w cząsteczkach / Korolkov D.V. Podstawy chemii nieorganicznej. - M.: Edukacja, 1982. - s. 126.
Fundacja Wikimedia. 2010.
Synonimy:Zobacz, co oznacza „walencja” w innych słownikach:
WALENCJA, miara „łączności” pierwiastek chemiczny, równa liczbie pojedynczych WIĄZAŃ CHEMICZNYCH, jakie może utworzyć jeden ATOM. Wartościowość atomu jest określona przez liczbę ELEKTRONÓW na najwyższym (walencyjnym) poziomie (zewnętrznym... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny
WARTOŚCIOWOŚĆ- (od łacińskiego valere oznacza) lub atomowość, liczba atomów wodoru lub równoważnych atomów lub rodników, z jaką dany atom lub rodnik może dołączyć do roju. V. jest jedną z podstaw rozkładu pierwiastków w układ okresowy DI.... ... Wielka encyklopedia medyczna
Wartościowość- *walencja *walencja Termin pochodzi z łac. mający władzę. 1. W chemii jest to zdolność atomów pierwiastków chemicznych do tworzenia określonej liczby wiązania chemiczne z atomami innych pierwiastków. W świetle budowy atomu V. jest zdolnością atomów... ... Genetyka. słownik encyklopedyczny
- (od łac. valentia force) w fizyce liczba pokazująca z iloma atomami wodoru dany atom może się z nimi połączyć lub je zastąpić. W psychologii wartościowość to wywodzące się z Anglii określenie zdolności motywowania. Filozoficzne... ... Encyklopedia filozoficzna
Słownik atomowości rosyjskich synonimów. rzeczownik wartościowość, liczba synonimów: 1 atomowość (1) Słownik synonimów ASIS. V.N. Trishin... Słownik synonimów
WARTOŚCIOWOŚĆ- (z łac. Walencja - silny, trwały, wpływowy). Zdolność słowa do gramatycznego łączenia z innymi słowami w zdaniu (na przykład w przypadku czasowników wartościowość określa zdolność łączenia z podmiotem, dopełnieniem bezpośrednim lub pośrednim) ... Nowy słownik terminy i koncepcje metodologiczne (teoria i praktyka nauczania języków)
- (z łac. Valentia Force): zdolność atomu pierwiastka chemicznego do przyłączania lub zastępowania określonej liczby innych atomów lub grup atomowych w celu utworzenia wiązania chemicznego... Nowoczesna encyklopedia
- (od łacińskiej siły valentia) zdolność atomu pierwiastka chemicznego (lub grupy atomowej) do tworzenia określonej liczby wiązań chemicznych z innymi atomami (lub grupami atomowymi). Zamiast wartościowości często stosuje się węższe pojęcia, na przykład... ... Wielki słownik encyklopedyczny
Wartości wartościowości wodoru i tlenu są różne. Na przykład siarka w związku H2S jest dwuwartościowa, ale we wzorze SO3 jest sześciowartościowa. Węgiel tworzy tlenek CO i dwutlenek CO2 z tlenem. W pierwszym związku wartościowość C wynosi II, a w drugim IV. Ta sama wartość jest w metanie CH4.- Przeczytaj więcej na FB.ru:
Większość elementów nie wykazuje stałej, ale zmienna wartościowość , na przykład fosfor, azot, siarka. Poszukiwania głównych przyczyn tego zjawiska doprowadziły do powstania teorii wiązań chemicznych, idei powłoki walencyjnej elektronów i orbitali molekularnych. Istnienie różne znaczenia tę samą właściwość wyjaśniono z punktu widzenia budowy atomów i cząsteczek.
Stała wartościowość. Ewolucja pojęcia „wartościowości”. Kolejność działań przy określaniu wartościowości atomów pierwiastków w związkach, sporządzanie wzoru. Z tych informacji wynika ważna zasada: maksymalna wartość wartościowości pierwiastka pokrywa się z numerem grupy, w której się on znajduje1. Ponieważ w układzie okresowym istnieje osiem grup, wartości wartościowości pierwiastków mogą wynosić od I do 8.
Zgodnie z teorią wartościowości wysuniętą przez Kekule, przyjęto jedną dla węgla stała wartościowość , podczas gdy zachowanie wielu innych pierwiastków, a także samego węgla, w oczywisty sposób zaprzeczało koncepcji stałej wartościowości. Na przykład pierwiastki elektroujemne, takie jak chlor i siarka, łączą się z tlenem w różnych proporcjach; pierwiastki elektrododatnie, takie jak żelazo, dają kilka tlenków. Logika musiała przyjąć, że ten sam pierwiastek, w zależności od okoliczności, może wykazywać różne stopnie wartościowości. W konsekwencji z zaobserwowanych faktów, a tym bardziej z prawa relacji wielokrotnych, powstaje koncepcja wielowartościowości lub wartościowości zmiennej. Wszystkie n<е, как заметил Эрлен-мейер следует полагать, что каждый элемент обладает maksymalna wartościowość , charakterystyczne dla niego i. charakterystyczne dla niego, ale których nie zawsze potrafi wykazać. Choć na pierwszy rzut oka założenie to jest całkiem do przyjęcia, tak naprawdę nie jest ono pozbawione poważnych zastrzeżeń, gdyż maksymalna wartościowość jest charakterystyczną właściwością atomu, to związki, w których to maksimum jest realizowane, powinny być bardziej stabilne . Maksymalna wartościowość pierwiastka chemicznego to liczba elektronów w zewnętrznej powłoce elektronowej jego atomu. Pojęcie wartościowości jest ściśle powiązane z prawem okresowości Mendelejewa. Jeśli przyjrzysz się uważnie układowi okresowemu, zauważysz: pozycja pierwiastka w układzie okresowym i jego wartościowość są ze sobą nierozerwalnie związane.
Walencja – II (minimum ) Walencja – IV (najwyższa) Najwyższa (maksymalny ) wartościowość w większości pokrywa się z numerem grupy pierwiastka chemicznego.
Schemat tworzenia wiązań chemicznych: nakładanie się zewnętrznych orbitali atomowych oddziałujących atomów. Kolejność komunikacji. Proste i wielokrotne połączenia. Wiązania Bi i Pi to rodzaje niepolarnych i polarnych wiązań chemicznych.
Podstawowe zasady metody wiązań walencyjnych. 1. Kowalencyjne wiązanie chemiczne tworzą dwa elektrony o przeciwnych spinach, należące do dwóch atomów. Na przykład, gdy dwa atomy wodoru zbliżają się do siebie, ich orbitale elektronowe częściowo pokrywają się i powstaje wspólna para elektronów H× + × H = H: H
Wiązanie kowalencyjne może być również utworzone poprzez mechanizm donor-akceptor. Mechanizm tworzenia wiązania kowalencyjnego z powodu pary elektronów jednego atomu (dawcy) i drugiego atomu (akceptora), który zapewnia wolny orbital dla tej pary, nazywany jest donorem-akceptorem.
Jako przykład weźmy mechanizm powstawania jonu amonowego NH4+. W cząsteczce NH3 trzy wspólne pary elektronów tworzą trzy wiązania N-H, czwarta para elektronów zewnętrznych jest niewspólna, może tworzyć wiązanie z jonem wodorowym, w wyniku czego powstaje jon amonowy NH4+. Jon NH4+ ma cztery wiązania kowalencyjne, a wszystkie cztery wiązania N-H są równoważne, to znaczy gęstość elektronów jest między nimi równomiernie rozłożona.
2. Kiedy powstaje kowalencyjne wiązanie chemiczne, funkcje falowe elektronów (orbitale elektronowe) nakładają się, a im silniejsze wiązanie, tym większe nakładanie się.
3. Kowalencyjne wiązanie chemiczne zlokalizowane jest w kierunku, w którym możliwość nakładania się funkcji falowych elektronów tworzących wiązanie będzie największa.
4. Określa się wartościowość atomu w stanie normalnym (niewzbudzonym):
Liczba niesparowanych elektronów uczestniczących w tworzeniu wspólnych par elektronów z elektronami innych atomów;
Obecność zdolności dawcy (z powodu jednej samotnej pary elektronów).
W stanie wzbudzonym wartościowość atomu jest określana przez:
Liczba niesparowanych elektronów;
Liczba wolnych orbitali zdolnych przyjąć pary elektronów donorowych.
Zatem, Wartościowość wyrażana jest w małych liczbach całkowitych i nie ma znaku. Miarą wartościowości jest liczba wiązań chemicznych, którymi dany atom jest połączony z innymi.
Elektrony walencyjne obejmują przede wszystkim elektrony poziomów zewnętrznych, ale w przypadku elementów podgrup wtórnych obejmują one także elektrony poziomów przedostatnich (przedzewnętrznych).
Z materiałów lekcyjnych dowiesz się, że stałość składu substancji tłumaczy się obecnością pewnych możliwości wartościowości w atomach pierwiastków chemicznych; zapoznać się z pojęciem „wartościowości atomów pierwiastków chemicznych”; naucz się określać wartościowość pierwiastka za pomocą wzoru substancji, jeśli znana jest wartościowość innego pierwiastka.
Temat: Wstępne pomysły chemiczne
Lekcja: Wartościowość pierwiastków chemicznych
Skład większości substancji jest stały. Na przykład cząsteczka wody zawsze zawiera 2 atomy wodoru i 1 atom tlenu - H 2 O. Powstaje pytanie: dlaczego substancje mają stały skład?
Przeanalizujmy skład proponowanych substancji: H 2 O, NaH, NH 3, CH 4, HCl. Wszystkie składają się z atomów dwóch pierwiastków chemicznych, z których jeden to wodór. Na atom pierwiastka chemicznego może przypadać 1,2,3,4 atomów wodoru. Ale w żadnej istocie nie będzie na atom wodoru musieć kilka atomów innego pierwiastek chemiczny. Zatem atom wodoru może przyłączyć do siebie minimalną liczbę atomów innego pierwiastka, a raczej tylko jeden.
Nazywa się właściwość atomów pierwiastka chemicznego polegającą na przyłączaniu do siebie określonej liczby atomów innych pierwiastków wartościowość.
Niektóre pierwiastki chemiczne mają stałe wartości wartościowości (na przykład wodór(I) i tlen(II)), inne mogą wykazywać kilka wartościowości (na przykład żelazo(II,III), siarka(II,IV,VI ), węgiel(II, IV)), nazywane są pierwiastkami ze zmienną wartościowością. Wartości wartościowości niektórych pierwiastków chemicznych podano w podręczniku.
Znając wartościowość pierwiastków chemicznych, można wyjaśnić, dlaczego substancja ma taki wzór chemiczny. Na przykład wzór wody to H 2 O. Oznaczmy wartościowość pierwiastka chemicznego za pomocą myślników. Wodór ma wartościowość I, a tlen ma wartościowość II: H- i -O-. Każdy atom może w pełni wykorzystać swoje możliwości walencyjne, jeśli na atom tlenu przypadają dwa atomy wodoru. Sekwencję połączeń atomów w cząsteczce wody można przedstawić wzorem: H-O-H.
Nazywa się wzór pokazujący kolejność atomów w cząsteczce graficzny(Lub strukturalny).
Ryż. 1. Formuła graficzna wody
Znając wzór substancji składającej się z atomów dwóch pierwiastków chemicznych oraz wartościowość jednego z nich, można określić wartościowość drugiego pierwiastka.
Przykład 1. Określmy wartościowość węgla w substancji CH4. Wiedząc, że wartościowość wodoru jest zawsze równa I, a węgiel przyłączył do siebie 4 atomy wodoru, możemy powiedzieć, że wartościowość węgla jest równa IV. Wartościowość atomów jest oznaczona cyfrą rzymską nad znakiem pierwiastka: .
Przykład 2. Określmy wartościowość fosforu w związku P 2 O 5. Aby to zrobić, musisz wykonać następujące czynności:
1. nad znakiem tlenu wpisać wartość jego wartościowości – II (tlen ma stałą wartość wartościowości);
2. mnożąc wartościowość tlenu przez liczbę atomów tlenu w cząsteczce, znajdź całkowitą liczbę jednostek walencyjnych – 2,5=10;
3. otrzymaną całkowitą liczbę jednostek walencyjnych podzielić przez liczbę atomów fosforu w cząsteczce – 10:2=5.
Zatem wartościowość fosforu w tym związku jest równa V – .
1. Emelyanova E.O., Iodko A.G. Organizacja aktywności poznawczej uczniów na lekcjach chemii w klasach 8-9. Podstawowe notatki z zadaniami praktycznymi, sprawdziany: Część I. - M.: School Press, 2002. (s. 33)
2. Ushakova O.V. Zeszyt ćwiczeń do chemii: klasa 8: do podręcznika P.A. Orżekowski i inni „Chemia. 8. klasa” / O.V. Ushakova, PI Bespałow, PA Orżekowski; pod. wyd. prof. rocznie Orzhekovsky – M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 36-38)
3. Chemia: klasa 8: podręcznik. dla edukacji ogólnej instytucje / P.A. Orżekowski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§16)
4. Chemia: inorg. chemia: podręcznik. dla 8 klasy. ogólne wykształcenie instytucje / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmana. – M.: Edukacja, OJSC „Podręczniki moskiewskie”, 2009. (§§11,12)
5. Encyklopedia dla dzieci. Tom 17. Chemia / Rozdział. wyd.V.A. Wołodin, wed. naukowy wyd. I.Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Dodatkowe zasoby internetowe
1. Ujednolicony zbiór cyfrowych zasobów edukacyjnych ().
2. Elektroniczna wersja czasopisma „Chemia i Życie” ().
Praca domowa
1. s. 84 nr 2 z podręcznika „Chemia: 8 klasa” (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).
2. Z. 37-38 nr 2,4,5,6 z Zeszytu ćwiczeń z chemii: klasa VIII: do podręcznika P.A. Orżekowski i inni „Chemia. 8. klasa” / O.V. Ushakova, PI Bespałow, PA Orżekowski; pod. wyd. prof. rocznie Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
Na lekcjach chemii zapoznałeś się już z koncepcją wartościowości pierwiastków chemicznych. Zebraliśmy wszystkie przydatne informacje na ten temat w jednym miejscu. Użyj go, przygotowując się do egzaminu państwowego i jednolitego egzaminu państwowego.
Wartościowość i analiza chemiczna
Wartościowość– zdolność atomów pierwiastków chemicznych do łączenia się w związki chemiczne z atomami innych pierwiastków. Innymi słowy, jest to zdolność atomu do tworzenia określonej liczby wiązań chemicznych z innymi atomami.
Z łaciny słowo „walencja” tłumaczy się jako „siła, zdolność”. Bardzo poprawna nazwa, prawda?
Pojęcie „wartościowości” jest jednym z podstawowych w chemii. Wprowadzono go jeszcze zanim naukowcy poznali budowę atomu (w 1853 r.). Dlatego też, gdy badaliśmy strukturę atomu, uległ on pewnym zmianom.
Zatem z punktu widzenia teorii elektroniki wartościowość jest bezpośrednio powiązana z liczbą zewnętrznych elektronów atomu pierwiastka. Oznacza to, że „wartościowość” odnosi się do liczby par elektronów, które atom ma z innymi atomami.
Wiedząc o tym, naukowcy byli w stanie opisać naturę wiązania chemicznego. Polega to na tym, że para atomów substancji ma wspólną parę elektronów walencyjnych.
Można zapytać, w jaki sposób chemicy XIX wieku byli w stanie opisać wartościowość, nawet jeśli wierzyli, że nie ma cząstek mniejszych od atomu? Nie oznacza to, że było to takie proste – polegali na analizie chemicznej.
W przeszłości naukowcy poprzez analizę chemiczną określili skład związku chemicznego: ile atomów różnych pierwiastków znajduje się w cząsteczce danej substancji. W tym celu należało określić, jaka jest dokładna masa każdego pierwiastka w próbce czystej (bez zanieczyszczeń) substancji.
To prawda, że ta metoda nie jest pozbawiona wad. Ponieważ wartościowość pierwiastka można w ten sposób określić jedynie w jego prostym połączeniu z zawsze jednowartościowym wodorem (wodorem) lub zawsze dwuwartościowym tlenem (tlenkiem). Na przykład wartościowość azotu w NH3 wynosi III, ponieważ jeden atom wodoru jest związany z trzema atomami azotu. A wartościowość węgla w metanie (CH 4) zgodnie z tą samą zasadą wynosi IV.
Ta metoda określania wartościowości jest odpowiednia tylko dla prostych substancji. Ale w kwasach w ten sposób możemy określić wartościowość tylko związków, takich jak reszty kwasowe, ale nie wszystkich pierwiastków (z wyjątkiem znanej wartościowości wodoru).
Jak już zauważyłeś, wartościowość jest oznaczona cyframi rzymskimi.
Wartościowość i kwasy
Ponieważ wartościowość wodoru pozostaje niezmieniona i jest dobrze znana, możesz łatwo określić wartościowość reszty kwasowej. Na przykład w H2SO3 wartościowość SO3 wynosi I, w HС1O3 wartościowość СlO3 wynosi I.
W podobny sposób, jeśli znana jest wartościowość reszty kwasowej, łatwo jest zapisać prawidłowy wzór kwasu: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.
Wartościowość i formuły
Pojęcie wartościowości ma sens tylko w przypadku substancji o charakterze molekularnym i nie jest zbyt odpowiednie do opisu wiązań chemicznych w związkach o charakterze klastrowym, jonowym, krystalicznym itp.
Indeksy we wzorach cząsteczkowych substancji odzwierciedlają liczbę atomów pierwiastków je tworzących. Znajomość wartościowości pierwiastków pomaga w prawidłowym umieszczeniu indeksów. W ten sam sposób, patrząc na wzór cząsteczkowy i wskaźniki, możesz określić wartościowość pierwiastków składowych.
Robisz takie zadania na lekcjach chemii w szkole. Na przykład, mając wzór chemiczny substancji, w której znana jest wartościowość jednego z pierwiastków, można łatwo określić wartościowość innego pierwiastka.
Aby to zrobić, wystarczy pamiętać, że w substancji o charakterze molekularnym liczba wartościowości obu pierwiastków jest równa. Dlatego użyj najmniejszej wspólnej wielokrotności (odpowiadającej liczbie wolnych wartościowości wymaganych dla związku), aby określić wartościowość nieznanego ci pierwiastka.
Aby to wyjaśnić, weźmy wzór tlenku żelaza Fe 2 O 3. Tutaj dwa atomy żelaza o wartościowości III i 3 atomy tlenu o wartościowości II uczestniczą w tworzeniu wiązania chemicznego. Ich najmniejszą wspólną wielokrotnością jest 6.
- Przykład: masz wzory Mn 2 O 7. Znasz wartościowość tlenu, łatwo obliczyć, że najmniejsza wspólna wielokrotność wynosi 14, stąd wartościowość Mn wynosi VII.
W podobny sposób można postąpić odwrotnie: zapisać prawidłowy wzór chemiczny substancji, znając wartościowość jej pierwiastków.
- Przykład: aby poprawnie zapisać wzór tlenku fosforu, bierzemy pod uwagę wartościowość tlenu (II) i fosforu (V). Oznacza to, że najmniejsza wspólna wielokrotność P i O wynosi 10. Dlatego wzór ma następującą postać: P 2 O 5.
Znając dobrze właściwości pierwiastków, jakie wykazują w różnych związkach, można określić ich wartościowość nawet na podstawie wyglądu takich związków.
Na przykład: tlenki miedzi mają kolor czerwony (Cu 2 O) i czarny (CuO). Wodorotlenki miedzi mają kolor żółty (CuOH) i niebieski (Cu(OH) 2).
Aby wiązania kowalencyjne w substancjach były dla Ciebie bardziej wizualne i zrozumiałe, napisz ich wzory strukturalne. Linie między pierwiastkami reprezentują wiązania (wartościowość), które powstają między ich atomami:
Charakterystyka wartościowości
Obecnie określenie wartościowości pierwiastków opiera się na znajomości budowy zewnętrznych powłok elektronowych ich atomów.
Wartościowość może być:
- stała (metale głównych podgrup);
- zmienna (niemetale i metale grup drugorzędnych):
- wyższa wartościowość;
- najniższa wartościowość.
Poniższe informacje pozostają stałe w różnych związkach chemicznych:
- wartościowość wodoru, sodu, potasu, fluoru (I);
- wartościowość tlenu, magnezu, wapnia, cynku (II);
- wartościowość glinu (III).
Ale wartościowość żelaza i miedzi, bromu i chloru, a także wielu innych pierwiastków zmienia się, gdy tworzą one różne związki chemiczne.
Walencja i teoria elektronów
W ramach teorii elektroniki wartościowość atomu określa się na podstawie liczby niesparowanych elektronów, które biorą udział w tworzeniu par elektronowych z elektronami innych atomów.
W tworzeniu wiązań chemicznych biorą udział tylko elektrony znajdujące się w zewnętrznej powłoce atomu. Dlatego maksymalna wartościowość pierwiastka chemicznego to liczba elektronów w zewnętrznej powłoce elektronowej jego atomu.
Pojęcie wartościowości jest ściśle związane z prawem okresowości odkrytym przez D. I. Mendelejewa. Jeśli przyjrzysz się uważnie układowi okresowemu, łatwo zauważysz: pozycja pierwiastka w układzie okresowym i jego wartościowość są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Najwyższa wartościowość pierwiastków należących do tej samej grupy odpowiada numerowi porządkowemu grupy w układzie okresowym.
Najniższą wartościowość dowiesz się, odejmując numer grupy interesującego Cię pierwiastka od liczby grup w układzie okresowym (jest ich osiem).
Na przykład wartościowość wielu metali pokrywa się z numerami grup w układzie pierwiastków okresowych, do których należą.
Tabela wartościowości pierwiastków chemicznych
|
Numer seryjny chemia pierwiastek (liczba atomowa) |
Nazwa |
Symbol chemiczny |
Wartościowość |
| 1 | Wodór Hel Lit Beryl Węgiel Azot / azot Tlen Fluor Neon / Neon Sód/sód Magnez / Magnez Aluminium Krzem Fosfor / Fosfor Siarka/Siarka Chlor Argon / Argon Potas/Potas Wapń Skand / Skand Tytan Wanad Chrom / Chrom Mangan / Mangan Żelazo Kobalt Nikiel Miedź Cynk Gal German Arsen/Arsen Selen Brom Krypton / Krypton Rubid / Rubid Stront / Stront Itr / Itr Cyrkon / Cyrkon Niob / Niob Molibden Technet / technet Ruten / Ruten Rod Paladium Srebro Kadm Ind Cyna/cyna Antymon / Antymon Tellur / Tellur Jod / Jod Xenon / Xenon Cez Bar / Bar Lantan / Lantan Cer Prazeodym / Prazeodym Neodym / Neodym Promet / Promet Samar / Samar Europ Gadolin / Gadolin Terb / Terb Dysproz / Dysproz Holm Erb Tul Iterb / Iterb Lutet / Lutet Hafn / Hafn Tantal / Tantal Wolfram/wolfram Ren / Ren Osm / Osm Iryd / Iryd Platyna Złoto Rtęć Tal / tal Ołów/ołów Bizmut Polon Astat Radon / Radon Frans Rad Aktyn Tor Proaktyn / Protaktyn Uran / Uran |
H | I (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) Brak danych Brak danych (II), III, IV, (V), VI |
W nawiasach podano wartościowości, które elementy je posiadające rzadko wykazują.
Wartościowość i stopień utlenienia
Zatem mówiąc o stopniu utlenienia, mamy na myśli, że atom w substancji o charakterze jonowym (co jest ważne) ma pewien konwencjonalny ładunek. A jeśli wartościowość jest cechą neutralną, wówczas stopień utlenienia może być ujemny, dodatni lub równy zeru.
Co ciekawe, dla atomu tego samego pierwiastka, w zależności od pierwiastków, z którymi tworzy związek chemiczny, wartościowość i stopień utlenienia mogą być takie same (H 2 O, CH 4 itp.) lub różne (H 2 O 2, HNO3).
Wniosek
Pogłębiając swoją wiedzę na temat budowy atomów, głębiej i bardziej szczegółowo poznasz wartościowość. Ten opis pierwiastków chemicznych nie jest wyczerpujący. Ma to jednak ogromne znaczenie praktyczne. Jak sam widziałeś nie raz, rozwiązywanie problemów i przeprowadzanie eksperymentów chemicznych na swoich lekcjach.
Ten artykuł ma na celu pomóc Ci uporządkować wiedzę na temat wartościowości. A także przypomnij, jak można to określić i gdzie stosuje się wartościowość.
Mamy nadzieję, że ten materiał okaże się przydatny w przygotowaniu zadań domowych oraz samodzielnym przygotowaniu się do sprawdzianów i egzaminów.
stronie internetowej, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do źródła.
Patrząc na wzory różnych związków, łatwo to zauważyć liczba atomów tego samego pierwiastka w cząsteczkach różnych substancji nie jest identyczny. Na przykład HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 itp. Liczba atomów wodoru w tych związkach waha się od 1 do 4. Jest to charakterystyczne nie tylko dla wodoru.
Jak zgadnąć, jaki indeks umieścić obok oznaczenia pierwiastka chemicznego? Jak powstają formuły substancji? Łatwo to zrobić, jeśli znasz wartościowość pierwiastków tworzących cząsteczkę danej substancji.
– Jest to właściwość atomu danego pierwiastka polegająca na przyłączaniu, zatrzymywaniu lub zastępowaniu określonej liczby atomów innego pierwiastka w reakcjach chemicznych. Jednostką wartościowości jest wartościowość atomu wodoru. Dlatego czasami definicję wartościowości formułuje się w następujący sposób: wartościowość – Jest to właściwość atomu danego pierwiastka polegająca na przyłączaniu lub zastępowaniu określonej liczby atomów wodoru.
Jeśli jeden atom wodoru jest przyłączony do jednego atomu danego pierwiastka, to pierwiastek jest jednowartościowy, jeśli jest dwa – dwuwartościowe i itp. Związki wodoru nie są znane dla wszystkich pierwiastków, ale prawie wszystkie pierwiastki tworzą związki z tlenem O. Uważa się, że tlen jest stale dwuwartościowy.
Stała wartościowość:
I –
H, Na, Li, K, Rb, Cs
II –
O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
III –
B, Al, Ga, In
Co jednak zrobić, jeśli pierwiastek nie łączy się z wodorem? Następnie wartościowość wymaganego pierwiastka określa się na podstawie wartościowości znanego pierwiastka. Najczęściej stwierdza się to przy użyciu wartościowości tlenu, ponieważ w związkach jego wartościowość wynosi zawsze 2. Na przykład, nie jest trudno znaleźć wartościowość pierwiastków w następujących związkach: Na 2 O (wartościowość Na – 1, o – 2), Al 2 O 3 (wartościowość Al – 3, o – 2).
Wzór chemiczny danej substancji można ustalić jedynie znając wartościowość pierwiastków. Na przykład łatwo jest utworzyć wzory na związki takie jak CaO, BaO, CO, ponieważ liczba atomów w cząsteczkach jest taka sama, ponieważ wartościowości pierwiastków są równe.
A co jeśli wartościowości są różne? Kiedy możemy działać w takiej sytuacji? Należy pamiętać o następującej zasadzie: we wzorze dowolnego związku chemicznego iloczyn wartościowości jednego pierwiastka przez liczbę jego atomów w cząsteczce jest równy iloczynowi wartościowości przez liczbę atomów innego pierwiastka . Na przykład, jeśli wiadomo, że wartościowość Mn w związku wynosi 7, a O – 2, wówczas wzór związku będzie wyglądał następująco: Mn 2 O 7.
Jak otrzymaliśmy formułę?
Rozważmy algorytm zestawiania wzorów według wartościowości dla związków składających się z dwóch pierwiastków chemicznych.
Istnieje zasada, że liczba wartościowości jednego pierwiastka chemicznego jest równa liczbie wartościowości innego pierwiastka. Rozważmy przykład tworzenia cząsteczki składającej się z manganu i tlenu.
Będziemy komponować zgodnie z algorytmem:
1. Symbole pierwiastków chemicznych zapisujemy obok siebie:
MnO
2.
Liczby ich wartościowości nakładamy na pierwiastki chemiczne (wartościowość pierwiastka chemicznego można znaleźć w tablicy układu okresowego Mendelewa, dla manganu –
7, przy tlenie –
2.
3. Znajdź najmniejszą wspólną wielokrotność (najmniejszą liczbę, która dzieli się przez 7 i 2 bez reszty). Liczba ta wynosi 14. Dzielimy ją przez wartościowości pierwiastków 14: 7 = 2, 14: 2 = 7, 2 i 7 będą wskaźnikami odpowiednio fosforu i tlenu. Zastępujemy indeksy.
Znając wartościowość jednego pierwiastka chemicznego, kierując się zasadą: wartościowość jednego pierwiastka × liczba jego atomów w cząsteczce = wartościowość innego pierwiastka × liczba atomów tego (innego) pierwiastka, możesz wyznaczyć wartościowość innego pierwiastka.
Mn 2 O 7 (7 2 = 2 7).
2x = 14,
x = 7.
Pojęcie wartościowości zostało wprowadzone do chemii, zanim poznano strukturę atomu. Obecnie ustalono, że ta właściwość pierwiastka jest związana z liczbą elektronów zewnętrznych. W przypadku wielu pierwiastków maksymalna wartościowość wynika z położenia tych pierwiastków w układzie okresowym.
