Valenssi– elementtien kyky kiinnittää itseensä muita elementtejä.
Puhuminen yksinkertaisella kielellä, tämä on luku, joka osoittaa kuinka monta elementtiä tietty atomi voi kiinnittää itseensä.
Kemiassa tärkeintä on kirjoittaa yhdisteiden kaavat oikein.
On olemassa useita sääntöjä, jotka helpottavat kaavojen oikein laatimista.
- Kaikkien pääalaryhmien metallien valenssi on yhtä suuri kuin ryhmän numero:
Kuvassa on esimerkki ryhmän I pää- ja toissijaisista alaryhmistä.
2. Hapen valenssi on kaksi
3. Vedyn valenssi on yksi
4. Ei-metalleilla on kahden tyyppinen valenssi:
- Alin (8. ryhmä)
- Korkein (sama kuin ryhmän numero)
A) Metallien kanssa yhdistetyissä ei-metallien valenssi on pienempi!
B) Binääriyhdisteissä yhden atomityypin valenssien summa on yhtä suuri kuin toisen tyypin atomin valenssien summa!
Alumiinin valenssi on kolme (alumiini on metalli Ryhmä III). Hapen valenssi on kaksi. Kahden alumiiniatomin valenssisumma on 6. Myös kolmen happiatomin valenssisumma on 6.
1) Määritä yhdisteiden alkuaineiden valenssit:
Alumiinin valenssi on III. Kaavassa 1 atomi => kokonaisvalenssi on myös 3. Siksi kaikille klooriatomeille valenssi on myös 3 (binääriyhdisteiden sääntö). 3:3=1. Kloorin valenssi on 1.
Hapen valenssi on 2. Yhdisteessä on 3 happiatomia => kokonaisvalenssi on 6. Kahden atomin kokonaisvalenssi on 6 => yhden rautaatomin - 3 (6:2 = 3)
2) Muodosta kaavat yhdisteelle, joka koostuu seuraavista:
natriumia ja happea
Hapen valenssi on II.
Pääalaryhmän ensimmäisen ryhmän natriummetalli => sen valenssi on I.
Ohjeet
Taulukko on rakenne, jossa kemialliset alkuaineet on järjestetty periaatteidensa ja lakiensa mukaisesti. Eli voimme sanoa, että se on monikerroksinen "talo", jossa kemialliset elementit "elävät", ja jokaisella heistä on oma asunto tietyn numeron alla. Lattiat sijaitsevat vaakatasossa, jotka voivat olla pieniä tai suuria. Jos jakso koostuu kahdesta rivistä (kuten sivun numerointi osoittaa), tällaista jaksoa kutsutaan suureksi. Jos siinä on vain yksi rivi, sitä kutsutaan pieneksi.
Pöytä on jaettu myös "sisäänkäyntiin" - ryhmiin, joita on yhteensä kahdeksan. Aivan kuten missä tahansa sisäänkäynnissä, huoneistot sijaitsevat vasemmalla ja oikealla, joten täällä kemialliset elementit on järjestetty samalla tavalla. Vain tässä versiossa niiden sijoitus on epätasainen - toisella puolella on enemmän elementtejä ja sitten he puhuvat pääryhmä, toisaalta vähemmän ja tämä osoittaa, että ryhmä on toissijainen.
Valenssi on elementtien kyky muodostua kemialliset sidokset. On vakio, joka ei muutu, ja muuttuja, joka on eri merkitys riippuen siitä, mitä ainetta elementti on osa. Kun määrität valenssia jaksollisen taulukon avulla, sinun on kiinnitettävä huomiota seuraaviin ominaisuuksiin: elementtien ryhmänumero ja sen tyyppi (eli pää- tai toissijainen ryhmä). Vakiovalenssi tässä tapauksessa määräytyy pääalaryhmän ryhmänumeron mukaan. Jos haluat selvittää muuttujan valenssin arvon (jos sellainen on, ja yleensä y), sinun on vähennettävä sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee, 8:sta (yhteensä 8 - siis luku).
Esimerkki nro 1. Jos tarkastellaan pääalaryhmän ensimmäisen ryhmän elementtejä (emäksinen), voimme päätellä, että niiden kaikkien valenssi on yhtä suuri kuin I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).
Esimerkki nro 2. Pääalaryhmän toisen ryhmän alkuaineilla (maa-alkalimetallit) on vastaavasti valenssi II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).
Esimerkki nro 3. Jos puhumme ei-metalleista, niin esimerkiksi P (fosfori) on pääalaryhmän ryhmässä V. Siten sen valenssi on yhtä suuri kuin V. Lisäksi fosforilla on vielä yksi valenssiarvo, ja sen määrittämiseksi sinun on suoritettava vaihe 8 - elementin numero. Tämä tarkoittaa 8 – 5 (ryhmänumero) = 3. Siksi fosforin toinen valenssi on yhtä suuri kuin III.
Esimerkki nro 4. Halogeenit ovat pääalaryhmän ryhmässä VII. Tämä tarkoittaa, että niiden valenssi on VII. Koska nämä ovat ei-metalleja, sinun on kuitenkin suoritettava aritmeettinen operaatio: 8 – 7 (elementtiryhmän numero) = 1. Siksi toinen valenssi on yhtä suuri kuin I.
Toissijaisten alaryhmien elementtien (ja vain metallit kuuluvat niihin) valenssi on muistettava, varsinkin kun se on useimmissa tapauksissa yhtä suuri kuin I, II, harvemmin III. Sinun on myös opittava ulkoa kemiallisten alkuaineiden valenssit, joilla on enemmän kuin kaksi merkitystä.
Video aiheesta
Huomaa
Ole varovainen tunnistaessasi metalleja ja ei-metalleja. Tätä tarkoitusta varten taulukossa on tavallisesti symbolit.
Lähteet:
- kuinka ääntää jaksollisen taulukon elementit oikein
- mikä on fosforin valenssi? X
Koulusta tai jopa aikaisemmin kaikki tietävät, että kaikki ympärillämme, myös itsemme, koostuu atomeista - pienimmistä ja jakamattomista hiukkasista. Atomien kyvyn muodostaa yhteys toisiinsa, maailmamme monimuotoisuus on valtava. Tämä kemiallisten atomien kyky elementti kutsutaan muodostamaan sidoksia muiden atomien kanssa valenssi elementti.
Ohjeet
Jokaiselle taulukon elementille on määritetty tietty sarjanumero (H - 1, Li - 2, Be - 3 jne.). Tämä luku vastaa ydintä (protonien lukumäärää ytimessä) ja ytimen ympäri kiertävien elektronien määrää. Protonien lukumäärä on siis yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä, mikä tarkoittaa, että normaaleissa olosuhteissa atomi on sähköisesti .
Jako seitsemään jaksoon tapahtuu atomin energiatasojen lukumäärän mukaan. Ensimmäisen jakson atomeilla on yksitasoinen elektronikuori, toisella - kaksitasoinen, kolmannella - kolmitasoinen jne. Kun uusi energiataso täyttyy, se alkaa uusi aikakausi.
Minkä tahansa ajanjakson ensimmäisille elementeille on ominaista atomit, joilla on yksi elektroni ulkotasolla - nämä ovat alkalimetalliatomeja. Jaksot päättyvät jalokaasujen atomeihin, joiden ulkoinen energiataso on täysin täynnä elektroneja: ensimmäisessä jaksossa jalokaasuissa on 2 elektronia, seuraavina jaksoina - 8. Juuri elektronikuorten samanlaisen rakenteen vuoksi elementtiryhmillä on samanlainen fysiikka.
Taulukossa D.I. Mendelejevillä on 8 pääalaryhmää. Tämä luku määräytyy energiatason suurimman mahdollisen elektronien lukumäärän mukaan.
Alas jaksollinen taulukko Lantanidit ja aktinidit eristetään itsenäisinä sarjoina.
Käyttämällä taulukkoa D.I. Mendeleev, voidaan havaita seuraavien elementtien ominaisuuksien jaksollisuus: atomin säde, atomitilavuus; ionisaatiopotentiaali; elektronien affiniteettivoimat; atomin elektronegatiivisuus; ; potentiaalisten yhdisteiden fysikaaliset ominaisuudet.
Selvästi jäljitettävä elementtien järjestelyn jaksollisuus taulukossa D.I. Mendelejev selittyy rationaalisesti energiatasojen täyttämisen elektroneilla peräkkäisellä luonteella.
Lähteet:
- Jaksotaulukko
VALENSSI(latinaksi valentia - vahvuus) atomin kyky kiinnittyä tai korvata tietty määrä muita atomeja tai atomiryhmiä.
Monien vuosikymmenten ajan valenssin käsite on ollut yksi kemian peruskäsitteistä. Kaikkien kemian opiskelijoiden on kohdattava tämä käsite. Aluksi se näytti heistä melko yksinkertaiselta ja yksiselitteiseltä: vety on yksiarvoinen, happi on kaksiarvoinen jne. Yhdessä hakijoiden käsikirjoissa sanotaan näin: "Valenssi on yhdisteen atomin muodostamien kemiallisten sidosten lukumäärä." Mutta mikä sitten on tämän määritelmän mukaan hiilen valenssi rautakarbidissa Fe 3 C ja rautakarbonyylissä Fe 2 (CO) 9 pitkällä aikavälillä kuuluisia suoloja K3Fe(CN)6 ja K4Fe(CN)6? Ja jopa natriumkloridissa jokainen NaCl-kiteen atomi on sitoutunut kuuteen muuhun atomiin! Niin monia määritelmiä, jopa oppikirjoissa painettuja, on sovellettava erittäin huolellisesti.
IN nykyaikaisia julkaisuja Voit löytää erilaisia, usein epäjohdonmukaisia määritelmiä. Esimerkiksi tämä: "Valenssi on atomien kyky muodostaa tietty määrä kovalenttisia sidoksia." Tämä määritelmä on selkeä ja yksiselitteinen, mutta se soveltuu vain yhdisteille, joissa on kovalenttisia sidoksia. Atomin valenssi määräytyy kemiallisen sidoksen muodostumiseen osallistuvien elektronien kokonaismäärän mukaan; ja elektroniparien lukumäärä, joilla tietty atomi on yhteydessä muihin atomeihin; ja sen parittomia elektroneja, jotka osallistuvat yhteisten elektroniparien muodostukseen. Toinen usein tavattu valenssin määritelmä kemiallisten sidosten lukumääränä, jolla tietty atomi on yhteydessä muihin atomeihin, aiheuttaa myös vaikeuksia, koska aina ei ole mahdollista määritellä selkeästi, mikä kemiallinen sidos on. Loppujen lopuksi kaikilla yhdisteillä ei ole elektroniparien muodostamia kemiallisia sidoksia. Yksinkertaisin esimerkki on ionikiteet, kuten natriumkloridi; siinä jokainen natriumatomi muodostaa sidoksen (ionisen) kuuden klooriatomin kanssa ja päinvastoin. Pitäisikö vetysidoksia pitää kemiallisina sidoksina (esimerkiksi vesimolekyyleissä)?
Herää kysymys, mikä typpiatomin valenssi voi olla yhtä suuri sen eri määritelmien mukaan. Jos valenssi määräytyy kemiallisten sidosten muodostumiseen muiden atomien kanssa osallistuvien elektronien kokonaismäärän perusteella, typpiatomin maksimivalenssia tulisi pitää yhtä suurena kuin viisi, koska typpiatomi voi käyttää kaikkia viittä ulkoista elektroniaan - kaksi s-elektroneja ja kolme p-elektronia - muodostettaessa kemiallisia sidoksia. Jos valenssi määräytyy elektroniparien lukumäärällä, joilla tietty atomi on yhteydessä muihin, niin tässä tapauksessa typpiatomin maksimivalenssi on neljä. Tässä tapauksessa kolme p-elektronia muodostaa kolme kovalenttiset sidokset ja toinen sidos muodostuu kahdesta 2s typen elektronista. Esimerkki on ammoniakin reaktio happojen kanssa ammoniumkationin muodostamiseksi. Lopuksi, jos valenssi määräytyy vain parittomien elektronien lukumäärän perusteella, typen valenssi ei voi olla suurempi kuin kolme, koska N-atomissa ei voi olla enempää. kuin kolme paritonta elektronia (2s-elektronin viritys voi tapahtua vain tasolla n = 3, mikä on energeettisesti erittäin epäedullista). Siten halogenideissa typpi muodostaa vain kolme kovalenttista sidosta, eikä ole olemassa sellaisia yhdisteitä kuin NF 5, NCl 5 tai NBr 5 (toisin kuin täysin stabiilit PF 3, PCl 3 ja PBr 3). Mutta jos typpiatomi siirtää yhden 2s-elektronistaan toiselle atomille, tuloksena olevassa N+-kationissa on neljä paritonta elektronia, ja tämän kationin valenssi on neljä. Tämä tapahtuu esimerkiksi molekyylissä typpihappo. Siten erilaiset valenssin määritelmät johtavat erilaisia tuloksia jopa yksinkertaisten molekyylien tapauksessa.
Mikä näistä määritelmistä on "oikea" ja onko valenssille edes mahdollista antaa yksiselitteinen määritelmä? Näihin kysymyksiin vastaamiseksi on hyödyllistä tehdä retki menneisyyteen ja pohtia, kuinka "valenssin" käsite muuttui kemian kehityksen myötä.
Ajatus elementtien valenssista (joka ei kuitenkaan saanut tunnustusta tuolloin) ilmaistiin ensimmäisen kerran 1800-luvun puolivälissä. Englantilainen kemisti E. Frankland: hän puhui tietystä metallien ja hapen "kyllästyskyvystä". Myöhemmin valenssi alettiin ymmärtää atomin kyvynä kiinnittää tai korvata tietty määrä muita atomeja (tai atomiryhmiä) muodostaen kemiallinen sidos. Yksi teorian tekijöistä kemiallinen rakenne Friedrich August Kekule kirjoitti: "Valenssi on atomin perusominaisuus, yhtä vakio ja muuttumaton ominaisuus kuin itse atomipaino." Kekule piti elementin valenssia vakiona. 1850-luvun loppuun mennessä useimmat kemistit uskoivat, että hiilen valenssi (jota kutsuttiin "atomisuudeksi") oli 4, hapen ja rikin valenssi oli 2 ja halogeenien 1. Vuonna 1868 saksalainen kemisti K. G. Wichelhaus ehdotti termi "atomisuus" sen sijaan "valenssi" (latinaksi valentia - vahvuus). Sitä ei kuitenkaan pitkään aikaan käytetty ainakaan Venäjällä (sen sijaan puhuttiin esimerkiksi "affiniteettiyksiköistä", "ekvivalenttimäärästä", "osakkeiden lukumäärästä" jne.). On merkittävää, että sisään Ensyklopedinen sanakirja Brockhaus ja Efron(melkein kaikki tämän tietosanakirjan kemiaa käsittelevät artikkelit on tarkastellut, toimittanut ja kirjoittanut usein D.I. Mendelejev) "valenssista" ei ole artikkelia ollenkaan. Sitä ei myöskään löydy Mendelejevin klassikoista. Kemian perusteet(hän vain satunnaisesti mainitsee "atomisuuden" käsitteen, käsittelemättä sitä yksityiskohtaisesti ja antamatta sille yksiselitteistä määritelmää).
Jotta voitaisiin selvästi osoittaa vaikeudet, jotka seurasivat käsitettä "valenssi" alusta alkaen, on aiheellista lainata käsitettä, joka oli suosittu 1900-luvun alussa. monissa maissa kirjoittajan suuren pedagogisen lahjakkuuden vuoksi hänen vuonna 1917 julkaisema amerikkalaisen kemistin Alexander Smithin oppikirja (venäjäksi 1911, 1916 ja 1931): "Yhtään kemian käsitettä ei ole saatu niin monia epäselviä ja epätarkkoja määritelmiä kuin valenssin käsite " Ja edelleen osiossa Joitakin outoja näkemyksiä valenssista kirjoittaja kirjoittaa:
"Kun valenssin käsite laadittiin ensimmäisen kerran, uskottiin - täysin virheellisesti - että jokaisella elementillä on yksi valenssi. Siksi, kun tarkastelemme yhdistepareja, kuten CuCl ja CuCl 2 tai... FeCl 2 ja FeCl 3, lähdettiin olettamuksesta, että kupari Aina on kaksiarvoinen ja rauta on kolmiarvoinen, ja tämän perusteella he vääristelivät kaavoja sovittaakseen ne tähän oletukseen. Siten kuparimonokloridin kaava kirjoitettiin (ja kirjoitetaan usein tähän päivään asti) seuraavasti: Cu 2 Cl 2. Tässä tapauksessa kahden kuparikloridiyhdisteen kaavat ovat graafinen esitys saada muoto: Cl–Cu–Cu–Cl ja Cl–Cu–Cl. Molemmissa tapauksissa jokainen kupariatomi sisältää (paperilla) kaksi yksikköä ja on siksi kaksiarvoinen (paperilla). Samoin... kaksinkertaistamalla kaava FeCl 2 saatiin Cl 2 >Fe–Fe 2, mikä antoi meille mahdollisuuden pitää... rautaa kolmiarvoisena." Ja sitten Smith tekee aina erittäin tärkeän ja merkityksellisen johtopäätöksen: "Se on melko inhottavaa tieteellinen menetelmä- keksiä tai vääristää tosiasioita tukeakseen uskomusta, joka ei perustu kokemukseen vaan on pelkän olettamuksen tulos. Tieteen historia kuitenkin osoittaa, että tällaisia virheitä havaitaan usein."
Venäläinen kemisti L. A. Chugaev antoi vuonna 1912 katsauksen vuosisadan alun ideoista valenssista, joka sai maailmanlaajuista tunnustusta hänen työstään monimutkaisten yhdisteiden kemiassa. Chugaev osoitti selvästi valenssin käsitteen määrittelyyn ja soveltamiseen liittyvät vaikeudet:
"Valenssi on termi, jota käytetään kemiassa samassa merkityksessä kuin "atomisuus" tarkoittamaan maksimimäärää vetyatomeja (tai muita yksiatomisia atomeja tai yksiatomisia radikaaleja), joiden kanssa tietyn alkuaineen atomi voi olla suorassa yhteydessä (tai johon se voi olla yhteydessä) pystyy korvaamaan ). Sanaa valenssi käytetään usein myös valenssiyksikön tai affiniteettiyksikön merkityksessä. Siten he sanovat, että happea on kaksi, typpeä kolme jne. Sanoja valenssi ja "atomisuus" käytettiin aiemmin ilman eroa, mutta koska niiden ilmaisemat käsitteet menettivät alkuperäisen yksinkertaisuutensa ja muuttuivat monimutkaisemmiksi, useissa tapauksissa vain sana valenssi jäi käyttöön... valenssin käsite alkoi tunnistamalla, että valenssi on muuttuva suure... ja aineen merkityksessä se ilmaistaan aina kokonaislukuna."
Kemistit tiesivät, että monilla metalleilla on vaihteleva valenssi, ja heidän olisi pitänyt puhua esimerkiksi kaksiarvoisesta, kolmiarvoisesta ja kuusiarvoisesta kromista. Chugaev sanoi, että jopa hiilen tapauksessa oli välttämätöntä tunnustaa mahdollisuus, että sen valenssi voi olla erilainen kuin 4, eikä CO ole ainoa poikkeus: "Kaksiarvoinen hiili sisältyy hyvin todennäköisesti karbilamiineihin CH 3 -N=C, fulminaattihapossa ja sen suoloissa C=NOH, C=NOMe jne. Tiedämme, että myös kolmiatomista hiiltä on olemassa...” Keskustelemalla saksalaisen kemistin I. Thielen teoriasta "osittaisista" tai osittaisista valensseista, Chugaev puhui siitä nimellä "Yksi ensimmäisistä yrityksistä laajentaa klassista valenssikäsitettä ja laajentaa sitä tapauksiin, joihin se sellaisenaan ei sovellu. Jos Thiele tuli tarpeeseen... sallia valenssiyksiköiden "fragmentoituminen", niin se on olemassa koko sarja tosiasiat, jotka pakottavat meidät toisessa mielessä johtamaan valenssin käsitteen siitä kapeasta kehyksestä, johon se alun perin sisältyi. Olemme nähneet, että yksinkertaisimpien (useimmiten binääristen...) kemiallisten alkuaineiden muodostamien yhdisteiden tutkiminen kunkin näistä jälkimmäisistä pakottaa meidät olettamaan tiettyjä, aina pieniä ja tietysti kokonaisia niiden valenssiarvoja. Tällaisia arvoja on yleisesti ottaen hyvin vähän (yli kolmea eri valenssia osoittavat alkuaineet ovat harvinaisia)... Kokemus kuitenkin osoittaa, että kun kaikki edellä mainitut valenssiyksiköt on katsottava kyllästyneiksi, muodostuu tässä muodostuneiden molekyylien kyky. lisätarve ei vielä saavuta rajaa. Siten metallisuolat lisäävät vettä, ammoniakkia, amiineja..., muodostaen erilaisia hydraatteja, ammoniakkia... jne. monimutkaiset yhteydet, jonka... luokittelemme nyt monimutkaisiksi. Sellaisten yhdisteiden olemassaolo, jotka eivät sovi yksinkertaisimman valenssiajatuksen kehykseen, vaati luonnollisesti sen laajentamista ja lisähypoteesien käyttöönottoa. Yksi näistä A. Wernerin esittämistä hypoteeseista on, että valenssin pää- eli perusyksiköiden ohella on myös muita, toissijaisia. Jälkimmäiset on yleensä merkitty katkoviivalla."
Todellakin, mikä valenssi pitäisi antaa esimerkiksi kobolttiatomille sen kloridissa, joka lisäsi kuusi molekyyliä ammoniakkia muodostaen yhdisteen CoCl 3 6NH 3 (tai mikä on sama, Co(NH 3) 6 Cl 3) ? Siinä kobolttiatomi yhdistyy samanaikaisesti yhdeksän kloori- ja typpiatomin kanssa! D.I. Mendelejev kirjoitti tässä yhteydessä vähän tutkituista "jäännösaffiniteettivoimista". Ja sveitsiläinen kemisti A. Werner, joka loi monimutkaisten yhdisteiden teorian, esitteli päävalenssin (ensisijaisen) ja sekundaarisen (toissijaisen) valenssin käsitteet (nykyaikaisessa kemiassa nämä käsitteet vastaavat hapettumistilaa ja koordinaatiolukua). Molemmat valenssit voivat olla vaihtelevia, ja joissakin tapauksissa on erittäin vaikeaa tai jopa mahdotonta erottaa niitä.
Seuraavaksi Chugaev käsittelee R. Abeggin elektrovalenssiteoriaa, joka voi olla positiivinen (korkeammissa happiyhdisteissä) tai negatiivinen (yhdisteissä, joissa on vetyä). Lisäksi hapen ja vedyn alkuaineiden korkeimpien valenssien summa ryhmissä IV - VII on 8. Esitys monissa kemian oppikirjoissa perustuu edelleen tähän teoriaan. Lopuksi Chugaev mainitsee kemialliset yhdisteet, joille valenssin käsitettä ei käytännössä voida soveltaa - metallien väliset yhdisteet, joiden koostumus "ilmaistaan usein hyvin erikoisilla kaavoilla, jotka muistuttavat vain vähän tavallisia valenssiarvoja. Näitä ovat esimerkiksi seuraavat yhdisteet: NaCd 5, NaZn 12, FeZn 7 jne.
Toinen kuuluisa venäläinen kemisti I.A. Kablukov huomautti oppikirjassaan joitain vaikeuksia valenssin määrittämisessä Perusaloitukset epäorgaaninen kemia , julkaistiin vuonna 1929. Koordinointinumeron osalta lainataan (venäjäksi) Berliinissä vuonna 1933 julkaistua oppikirjaa, jonka on julkaissut yksi tekijöistä moderni teoria tanskalaisen kemistin Niels Bjerrumin ratkaisut:
"Tavalliset valenssiluvut eivät anna aavistustakaan tyypillisiä ominaisuuksia, joka ilmenee monina atomeina lukuisissa monimutkaisissa yhdisteissä. Selittääkseen atomien tai ionien kykyä muodostaa monimutkaisia yhdisteitä, atomeille ja ioneille otettiin käyttöön uusi erityinen lukusarja, joka poikkeaa tavallisista valenssiluvuista. Monimutkaisissa hopeaioneissa... suoraan sitoutuneena keskusmetalliatomiin enimmäkseen kaksi atomi tai kaksi atomiryhmää, esimerkiksi Ag(NH 3) 2 +, Ag(CN) 2 –, Ag(S 2 O 3) 2 –... Tämän sidoksen kuvaamiseksi käsite koordinointinumero ja anna Ag+-ioneille koordinaationumero 2 Kuten annetuista esimerkeistä voidaan nähdä, ryhmiin liittyvät keskusatomi, voivat olla neutraaleja molekyylejä (NH 3) ja ioneja (CN –, S 2 O 3 –). Kaksiarvoisen kupari-ionin Cu ++ ja kolmiarvoisen kulta-ionin Au +++ koordinaatioluku on useimmiten 4. Atomin koordinaatioluku ei tietenkään vielä kerro, millainen sidos keskusatomin ja sen välillä on. muut siihen liittyvät atomit tai atomiryhmät; mutta se osoittautui erinomaiseksi työkaluksi monimutkaisten yhdisteiden systematiikkaan."
A. Smith antaa oppikirjassaan hyvin selkeitä esimerkkejä monimutkaisten yhdisteiden "erityisominaisuuksista":
"Otetaan huomioon seuraavat "molekyyliset" platinayhdisteet: PtCl 4 2NH 3, PtCl 4 4NH 3, PtCl 4 6NH 3 ja PtCl 4 2KCl. Näiden yhdisteiden lähempi tutkimus paljastaa joukon merkittäviä piirteitä. Ensimmäinen yhdiste liuoksessa ei käytännössä hajoa ioneiksi; sen ratkaisujen sähkönjohtavuus on erittäin alhainen; hopeanitraatti ei tuota mukanaan AgCl-sakkaa. Werner hyväksyi sen, että klooriatomit ovat sitoutuneet platinaatomiin tavallisilla valensseilla; Werner kutsui niitä tärkeimmiksi, ja ammoniakkimolekyylit on yhdistetty platinaatomiin lisävalenssien avulla. Tällä yhdisteellä on Wernerin mukaan seuraava rakenne:
Suuret sulut osoittavat atomiryhmän eheyden, kompleksin, joka ei hajoa, kun yhdiste liukenee.
Toisella yhdisteellä on erilaiset ominaisuudet kuin ensimmäisellä; tämä on elektrolyytti, jonka liuosten sähkönjohtavuus on samaa suuruusluokkaa kuin kolmeksi ioniksi hajoavien suolojen (K 2 SO 4, BaCl 2, MgCl 2) sähkönjohtavuus; hopeanitraatti saostaa kaksi neljästä atomista. Wernerin mukaan tämä on yhdiste, jolla on seuraava rakenne: 2– + 2Cl–. Tässä meillä on monimutkainen ioni, jossa hopeanitraatti ei saosta, ja tämä kompleksi muodostaa atomien sisäpallon ytimen ympärille - Pt-atomin; yhdisteessä ioneina irtoavat klooriatomit muodostavat atomien ulkopallon, minkä vuoksi kirjoitamme ne suurten hakasulkeiden ulkopuolelle. Jos oletetaan, että Pt:llä on neljä päävalenssia, tässä kompleksissa käytetään vain kahta, kun taas kaksi muuta ovat kahden ulomman klooriatomin hallussa. Ensimmäisessä yhdisteessä kaikkia neljää platinavalenssia käytetään itse kompleksissa, minkä seurauksena tämä yhdiste ei ole elektrolyytti.
Kolmannessa yhdisteessä kaikki neljä klooriatomia saostetaan hopeanitraatilla; tämän suolan korkea sähkönjohtavuus osoittaa, että se tuottaa viisi ionia; on selvää, että sen rakenne on seuraava: 4– + 4Cl – ... Kompleksisessa ionissa kaikki ammoniakkimolekyylit ovat sitoutuneet Pt:hen sekundäärivalenssien avulla; mikä vastaa platinan neljää päävalenssia, ulkopallolla on neljä klooriatomia.
Neljännessä yhdisteessä hopeanitraatti ei saosta klooria ollenkaan, sen liuosten sähkönjohtavuus osoittaa hajoamisen kolmeksi ioniksi ja vaihtoreaktiot paljastavat kaliumioneja. Annamme tälle yhdisteelle seuraavan rakenteen 2– + 2K + . Kompleksi-ionissa käytetään Pt:n neljää päävalenssia, mutta koska kahden klooriatomin päävalensseja ei käytetä, kaksi positiivista yksiarvoista ionia (2K +, 2NH 4 + jne.) voidaan säilyttää ulkopallolla. ”
Annetut esimerkit silmiinpistävistä eroista ulkoisesti samankaltaisten platinakompleksien ominaisuuksissa antavat käsityksen vaikeuksista, joita kemistit kohtasivat yrittäessään yksiselitteisesti määrittää valenssia.
Sen jälkeen kun atomien ja molekyylien rakenteesta oli luotu elektronisia ideoita, käsitettä "sähkövalenssi" alettiin käyttää laajalti. Koska atomit voivat sekä antaa että vastaanottaa elektroneja, sähkövalenssi voi olla joko positiivinen tai negatiivinen (nykyään käytetään elektrovalenssin sijaan hapetustilan käsitettä). Kuinka johdonmukaisia uudet elektroniset käsitykset valenssista olivat aiempien kanssa? N. Bjerrum kirjoittaa tästä jo lainatussa oppikirjassa: "Tavallisten valenssilukujen ja käyttöön otettujen uusien lukujen - elektrovalenssi- ja koordinaatioluku - välillä on jonkin verran riippuvuutta, mutta ne eivät suinkaan ole identtisiä. Vanha valenssikäsite on jakautunut kahdeksi uudeksi käsitteeksi. Tässä yhteydessä Bjerrum teki tärkeän huomautuksen: ”Hiilen koordinaatioluku on useimmiten 4 ja sen sähkövalenssi on joko +4 tai –4. Koska molemmat luvut ovat yleensä samat hiiliatomin kohdalla, hiiliyhdisteet eivät sovellu näiden kahden käsitteen välisen eron tutkimiseen.
Amerikkalaisen fysikaalisen kemistin G. Lewisin ja saksalaisen fyysikon W. Kosselin teoksissa kehitetyn kemiallisen sidoksen elektronisen teorian puitteissa ilmaantuivat sellaiset käsitteet kuin luovuttaja-akseptori (koordinaatio) sidos ja kovalentti. Tämän teorian mukaisesti atomin valenssi määritettiin sen elektronien lukumäärän mukaan, jotka osallistuvat yhteisten elektroniparien muodostumiseen muiden atomien kanssa. Tässä tapauksessa elementin maksimivalenssin katsottiin olevan yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä atomin ulkoelektronikuoressa (se on sama kuin sen jaksollisen järjestelmän ryhmän numero, johon tämä elementti kuuluu). Muiden ideoiden mukaan, jotka perustuvat kvanttikemiallisiin lakeihin (ne ovat kehittäneet saksalaiset fyysikot W. Heitler ja F. London), kaikkia ulkopuolisia elektroneja ei pitäisi laskea, vaan vain parittomia (atomin pohja- tai viritetyssä tilassa) ; Juuri tämä määritelmä on annettu useissa kemiallisissa tietosanakirjoissa.
Kuitenkin tiedetään faktoja, jotka eivät sovi tähän yksinkertainen kaavio. Siten useissa yhdisteissä (esimerkiksi otsonissa) elektroniparissa ei voi olla kaksi, vaan kolme ydintä; muissa molekyyleissä kemiallisen sidoksen voi suorittaa yksi elektroni. Tällaisia yhteyksiä on mahdotonta kuvata ilman kvanttikemian laitteistoa. Miten voimme esimerkiksi määrittää atomien valenssit yhdisteissä, kuten pentaboraani B 5 H 9 ja muut boraanit, joissa on "silta"-sidoksia, joissa vetyatomi on sitoutunut kahteen booriatomiin kerralla; ferroseeni Fe(C5H5)2 (rautaatomi, jonka hapetusaste on +2, on sitoutunut 10 hiiliatomiin kerralla); rautapentakarbonyyli Fe(CO) 5 (nollahapetustilassa oleva rautaatomi on sitoutunut viiteen hiiliatomiin); Natriumpentakarbonyylikromaatti Na 2 Cr(CO) 5 (kromi-2:n hapetusaste)? Tällaiset "ei-klassiset" tapaukset eivät ole lainkaan poikkeuksellisia. Kemian kehittyessä tällaisia "valenssirikkojia" ja yhdisteitä, joilla oli erilaisia "eksoottisia valensseja", tuli yhä enemmän.
Joidenkin vaikeuksien kiertämiseksi annettiin määritelmä, jonka mukaan atomin valenssia määritettäessä on otettava huomioon kemiallisten sidosten muodostumiseen osallistuvien parittomien elektronien, yksinäisten elektroniparien ja tyhjien kiertoratojen kokonaismäärä. Tyhjät orbitaalit ovat suoraan mukana luovuttaja-akseptorisidosten muodostumisessa monissa monimutkaisissa yhdisteissä.
Yksi johtopäätöksistä on, että teorian kehittäminen ja uuden kokeellisen tiedon hankkiminen johtivat siihen, että yritykset saada selkeä ymmärrys valenssin luonteesta jakoivat tämän käsitteen useiksi uusiksi käsitteiksi, kuten pää- ja toissijaiseksi valenssiksi, ionivalenssi ja kovalenssi, koordinaatioluku ja hapettumisaste jne. Toisin sanoen "valenssin" käsite on "jakaantunut" useiksi itsenäisiksi käsitteiksi, joista jokainen toimii tietyllä alueella. Ilmeisesti perinteisellä valenssikäsitteellä on selkeä ja yksiselitteinen merkitys vain yhdisteille, joissa kaikki kemialliset sidokset ovat kaksikeskisiä (eli yhdistävät vain kaksi atomia) ja kunkin sidoksen suorittaa kahden vierekkäisen atomin välissä sijaitseva elektronipari. toisin sanoen - puolesta kovalenttiset yhdisteet tyyppi HCl, CO 2, C 5 H 12 jne.
Toinen johtopäätös ei ole täysin tavallinen: vaikka termiä "valenssi" käytetään nykyaikaisessa kemiassa, sen käyttö on hyvin rajallista, yritykset antaa sille yksiselitteinen määritelmä "kaikkiin tilanteisiin" eivät ole kovin tuottavia ja tuskin tarpeellisia. Ei ole syytä, että monien oppikirjojen, erityisesti ulkomailla julkaistujen oppikirjojen kirjoittajat jättävät tämän käsitteen kokonaan ilman tai rajoittuvat huomauttamaan, että "valenssin" käsitteellä on pääasiassa historiallinen merkitys, kun taas nykyään kemistit käyttävät pääasiassa yleisempää, vaikkakin jokseenkin keinotekoista "hapetustilan" käsitettä.
Ilja Leenson
Oppiakseen säveltämään kemialliset kaavat on tarpeen selvittää kuviot, joiden mukaan kemiallisten alkuaineiden atomit ovat yhteydessä toisiinsa tietyissä suhteissa. Tätä varten verrataan niiden yhdisteiden laadullista ja kvantitatiivista koostumusta, joiden kaavat ovat HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 (kuva 12.1)
Nämä aineet ovat laadullisesti samanlaisia: jokainen molekyyli sisältää vetyatomeja. Niiden määrällinen koostumus ei kuitenkaan ole sama. Kloori-, happi-, typpi- ja hiiliatomit ovat yhteydessä yhteen, kahteen, kolmeen ja neljään vetyatomiin, vastaavasti.
Tämä malli havaittiin 1000-luvun alussa. J. Dalton. Ajan myötä I. Ya havaitsi, että suurin kemiallisen alkuaineen atomien määrä ei ylitä tiettyä arvoa. Vuonna 1858 E. Frankland kutsui "kytkentävoimaksi" atomien kykyä sitoa tai korvata tietty määrä muita atomeja "valenssi"(alkaen lat. valentia -"voima") ehdotti vuonna 1868 saksalainen kemisti K. G. Wichelhaus.
Valenssi — yleinen omaisuus atomeja. Se luonnehtii atomien kykyä olla vuorovaikutuksessa kemiallisesti (valenssivoimien avulla) toistensa kanssa.
Monien kemiallisten alkuaineiden valenssi määritettiin kvantitatiivisten ja kokeellisten tietojen perusteella laadukas koostumus aineet. Valenssiyksikköä kohti vetyatomin valenssi hyväksyttiin. Jos kemiallisen alkuaineen atomi on kytketty kahteen yksiarvoiseen atomiin, sen valenssi on yhtä suuri kuin kaksi. Jos se on yhdistetty kolmeen yksiarvoiseen atomiin, se on kolmiarvoinen jne.
Kemiallisten alkuaineiden suurin valenssiarvo on VIII .
Valenssi on merkitty roomalaisilla numeroilla. Merkitään valenssia tarkasteltujen yhdisteiden kaavoissa:
Tutkijat havaitsivat myös, että eri yhdisteissä on monia alkuaineita erilaisia merkityksiä valenssi. Eli on kemiallisia alkuaineita, joilla on vakio ja muuttuva valenssi.
Onko mahdollista määrittää valenssi kemiallisen alkuaineen sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa? Elementin suurin valenssiarvo on sama kuin sen jaksollisen järjestelmän ryhmän numero, jossa se sijaitsee. Siitä huolimatta on poikkeuksia - typpi, happi, fluori, kupari ja jotkut muut alkuaineet. Muistaa: ryhmän numero on merkitty roomalaisella numerolla jaksollisen järjestelmän vastaavan pystysarakkeen yläpuolella.
|
Elementti |
Valenssi |
Elementti |
Valenssi |
|
Vety (H) |
Kalsium (Ca) |
||
|
Natrium (Na) |
Barium (Ba) |
||
|
Happi (O) |
|||
|
Beryllium (Be) |
Alumiini (Al) |
||
|
Magnesium (Mg) |
|
Elementti |
Valenssi |
Elementti |
Valenssi |
|
rauta (Fe) |
|||
|
Mangaani (Mg) |
|||
|
II, III, VI Materiaali sivustolta |
|||
|
Hopea (Ag) |
Fosfori (P) |
||
|
Kulta (Au) |
Arseeni (As) |
||
|
Hiili (C) |
|||
|
Lyijy (Pb) |
Pii (Si) |
Tällä sivulla on materiaalia seuraavista aiheista:
On elementtejä, joiden valenssi on aina vakio, ja niitä on hyvin vähän. Mutta kaikilla muilla elementeillä on vaihteleva valenssi.
Lisää oppitunteja sivustolla
Toisen yksiarvoisen alkuaineen yksi atomi yhdistyy yksiarvoisen alkuaineen yhden atomin kanssa(HCl) . Kaksiarvoisen alkuaineen atomi yhdistyy kahden yksiarvoisen alkuaineen atomiin.(H2O) tai yksi kaksiarvoinen atomi(CaO) . Tämä tarkoittaa, että elementin valenssi voidaan esittää lukuna, joka osoittaa, kuinka monen yksiarvoisen alkuaineen atomiin tietyn alkuaineen atomi voi yhdistyä. Alkuaineen akseli on atomin muodostamien sidosten lukumäärä:
Na – yksiarvoinen (yksi sidos)
H – yksiarvoinen (yksi sidos)
O – kaksiarvoinen (kaksi sidosta per atomi)
S - kuusiarvoinen (muodostaa kuusi sidosta viereisten atomien kanssa)
Valenssin määrittämissäännöt
elementtejä liitoksissa
1. Akseli vety erehtynyt minä(yksikkö). Sitten vesi H 2 O kaavan mukaisesti kaksi vetyatomia on kiinnittynyt yhteen happiatomiin.
2. Happi yhdisteissään on aina valenssia II. Siksi yhdisteessä CO 2 (hiilidioksidi) olevan hiilen valenssi on IV.
3. Ylin akseli yhtä suuri kuin ryhmän numero .
4. Alin valenssi on yhtä suuri kuin erotus luvun 8 (taulukon ryhmien lukumäärä) ja sen ryhmän numeron välillä, jossa tämä elementti sijaitsee, ts. 8 — N ryhmiä .
5. A-alaryhmien metallien akseli on sama kuin ryhmän numero.
6. Ei-metalleilla on yleensä kaksi valenssia: korkeampi ja pienempi.
Kuvannollisesti sanottuna akseli on "käsivarsien" lukumäärä, joilla atomi tarttuu muihin atomeihin. Luonnollisesti atomeilla ei ole "käsiä"; niiden roolia hoitavat ns. valenssielektroneja.
Voit sanoa sen toisin: on tietyn alkuaineen atomin kyky kiinnittää tietty määrä muita atomeja.
Seuraavat periaatteet on ymmärrettävä selvästi:
On elementtejä, joilla on vakiovalenssi (joita on suhteellisen vähän) ja elementtejä, joilla on muuttuva valenssi (joista suurin osa on).
Elementit, joilla on jatkuva valenssi, on muistettava.