Причината за честото желание за ядене на сладкиши. Защо искате сладкиши и с какво можете да ги замените? Какво липсва на тялото? Кой обича повече сладкото?

Валентност– способността на елементите да прикрепят други елементи към себе си.

Говорейки на прост език, това е число, показващо колко елемента даден атом може да прикрепи към себе си.

Ключовият момент в химията е правилното писане на формулите на съединенията.

Има няколко правила, които ни улесняват правилен съставформули

1. Валентността на всички метали от основните подгрупи е равна на номера на групата:

Фигурата показва пример за главните и вторичните подгрупи от група I.

2. Валентността на кислорода е две

3. Валентността на водорода е една

4. Неметалите проявяват два вида валентност:

• Най-ниска (8-ма група)
• Най-висок (равен на номера на групата)

А) В съединения с метали неметалите проявяват по-ниска валентност!

Б) В бинарните съединения сборът от валентностите на един вид атоми е равен на сбора от валентностите на друг вид атоми!

Валентността на алуминия е три (алуминият е метал III група). Валентността на кислорода е две. Сумата на валентността на два алуминиеви атома е 6. Сумата на валентността на три кислородни атома също е 6.

1) Определете валентностите на елементите в съединенията:

Валентността на алуминия е III. Във формула 1 атом => общата валентност също е равна на 3. Следователно за всички хлорни атоми валентността също ще бъде равна на 3 (правило за бинарни съединения). 3:3=1. Валентността на хлора е 1.

Валентността на кислорода е 2. В едно съединение има 3 кислородни атома => общата валентност е 6. За два атома общата валентност е 6 => за един железен атом - 3 (6:2 = 3)

2) Съставете формули за съединение, състоящо се от:

натрий и кислород

Валентността на кислорода е II.

Натрият е метал от първа група на главната подгрупа => валентността му е I.

Различните химични елементи се различават по способността си да образуват химични връзки, тоест да се свързват с други атоми. Следователно в сложните вещества те могат да присъстват само в определени пропорции. Нека да разберем как да определим валентността с помощта на периодичната таблица.

Има такова определение на валентността: това е способността на атома да образува определен брой химични връзки. За разлика от , тази величина винаги е само положителна и се обозначава с римски цифри.

Тази характеристика за водорода се използва като единица, която се приема равна на I. Това свойство показва с колко едновалентни атома може да се комбинира даден елемент. За кислорода тази стойност винаги е равна на II.

Необходимо е да се знае тази характеристика, за да се записва правилно химични формуливещества и уравнения. Познаването на това количество ще помогне да се установи връзката между броя на атомите различни видовев молекула.

Тази концепция възниква в химията през 19 век. Франкланд започва теория, обясняваща комбинацията от атоми в различни пропорции, но неговите идеи за „свързващата сила“ не са много разпространени. Решаващата роля в развитието на теорията принадлежи на Кекула. Той нарече свойството за образуване на определен брой връзки основност. Кекуле вярваше, че това е фундаментално и непроменливо свойство на всеки тип атом. Бутлеров направи важни допълнения към теорията. С развитието на тази теория стана възможно визуалното изобразяване на молекули. Това беше много полезно при изучаването на структурата на различни вещества.

Как може да помогне периодичната таблица?

Можете да намерите валентността, като погледнете номера на групата във версията за кратък период. За повечето елементи, за които тази характеристика е постоянна (приема само една стойност), тя съвпада с номера на групата.

Такива свойства имат основни подгрупи. Защо? Номерът на групата съответства на броя на електроните във външната обвивка. Тези електрони се наричат ​​валентни електрони. Те са отговорни за способността да се свързват с други атоми.

Групата се състои от елементи с подобна структура на електронна обвивка, а ядреният заряд нараства отгоре надолу. В краткосрочна форма всяка група е разделена на основни и вторични подгрупи. Представители на главните подгрупи са s и p елементите, представителите на страничните подгрупи имат електрони в d и f орбиталите.

Как да определим валентността химически елементиако се промени? Той може да съвпада с номера на групата или да бъде равен на номера на групата минус осем, както и да приема други стойности.

важно!Колкото по-високо и вдясно е елементът, толкова по-малка е способността му да формира връзки. Колкото повече е изместен надолу и наляво, толкова по-голям е.

Начинът, по който валентността се променя в периодичната таблица за определен тип атом зависи от структурата на неговата електронна обвивка. Сярата например може да бъде ди-, тетра- и шествалентна.

В основното (невъзбудено) състояние на сярата два несдвоени електрона се намират в подниво 3p. В това състояние той може да се комбинира с два водородни атома и да образува сероводород. Ако сярата премине в по-възбудено състояние, тогава един електрон ще се премести на свободното 3d подниво и ще има 4 несдвоени електрона.

Сярата ще стане четиривалентна. Ако му дадете още повече енергия, тогава друг електрон ще се премести от подниво 3s към 3d. Сярата ще премине в още по-възбудено състояние и ще стане шествалентна.

Постоянни и променливи

Понякога способността за образуване на химични връзки може да се промени. Зависи от това в кое съединение е включен елементът. Например сярата в H2S е двувалентна, в SO2 е четиривалентна, а в SO3 е шествалентна. Най-голямата от тези стойности се нарича най-висока, а най-малката се нарича най-ниска. Най-високата и най-ниската валентност според периодичната таблица могат да бъдат установени по следния начин: най-високата съвпада с номера на групата, а най-ниската е равна на 8 минус номера на групата.

Как да определим валентността на химичните елементи и дали тя се променя? Трябва да установим дали имаме работа с метал или неметал. Ако е метал, трябва да установите дали принадлежи към главната или второстепенната подгрупа.

• Металите от основните подгрупи имат постоянна способност да образуват химични връзки.
• За метали от второстепенни подгрупи - променлива.
• За неметалите също е променлива. В повечето случаи той приема две значения - висш и низш, но понякога може да бъде по-голям бройнастроики. Такива са например сяра, хлор, бром, йод, хром и др.

В съединенията най-ниската валентност се показва от елемента, който е по-високо и вдясно в периодичната таблица, съответно най-високата е тази, която е вляво и по-ниско.

Често способността за образуване на химични връзки приема повече от две значения. Тогава няма да можете да ги разпознаете от таблицата, но ще трябва да ги научите. Примери за такива вещества:

• въглерод;
• сяра;
• хлор;
• бром.

Как да определим валентността на елемент във формулата на съединение? Ако е известно за други компоненти на веществото, това не е трудно. Например, трябва да изчислите това свойство за хлор в NaCl. Натрият е елемент от главната подгрупа на първата група, така че е едновалентен. Следователно хлорът в това вещество също може да създаде само една връзка и също е едновалентен.

важно!Въпреки това, не винаги е възможно да се установи това свойство за всички атоми в сложно вещество. Да вземем HClO4 като пример. Познавайки свойствата на водорода, можем само да установим, че ClO4 е едновалентен остатък.

Как иначе можете да разберете тази стойност?

Способността за формиране на определен брой връзки не винаги съвпада с номера на групата и в някои случаи просто ще трябва да се научи. Тук на помощ ще дойдетаблица на валентността на химичните елементи, която показва стойностите на тази стойност. Учебникът по химия за 8 клас предоставя стойности за способността да се комбинират с други атоми на най-често срещаните видове атоми.

H, F, Li, Na, K	1
O, Mg, Ca, Ba, Sr, Zn	2
Б, Ал	3
C, Si	4
Cu	1, 2
Fe	2, 3
Кр	2, 3, 6
С	2, 4, 6
н	3, 4
П	3, 5
Sn, Pb	2, 4
Cl, Br, I	1, 3, 5, 7

Приложение

Струва си да се каже, че химиците в момента почти не използват концепцията за валентност според периодичната таблица. Вместо това понятието степен на окисление се използва за способността на веществото да образува определен брой връзки, за вещества със структура - ковалентност, а за вещества с йонна структура - йонен заряд.

Разглежданото понятие обаче се използва за методически цели. С негова помощ е лесно да се обясни защо атомите различни видовекомбинираме в съотношенията, които наблюдаваме, и защо тези съотношения са различни за различните съединения.

На този моментподходът, според който комбинацията от елементи в нови вещества винаги се обяснява с валентността според периодичната таблица, независимо от вида на връзката в съединението, е остарял. Сега знаем, че има йонни, ковалентни, метални връзки различни механизмикомбиниране на атоми в молекули.

Полезно видео

Нека обобщим

С помощта на периодичната таблица не е възможно да се определи способността за образуване на химични връзки за всички елементи. За тези, които показват една валентност според периодичната таблица, в повечето случаи тя е равна на номера на групата. Ако има две опции за тази стойност, тогава тя може да бъде равна на номера на групата или осем минус номера на групата. Има и специални таблици, чрез които можете да разберете тази характеристика.

Валентността е способността на атома на този елементобразуват определен брой химични връзки.

Образно казано, валентността е броят на „ръцете“, с които един атом се придържа към други атоми. Естествено, атомите нямат „ръце“; тяхна роля играят т.нар. валентни електрони.

Можете да го кажете по различен начин: Валентността е способността на атом на даден елемент да свързва определен брой други атоми.

Следните принципи трябва да бъдат ясно разбрани:

Има елементи с постоянна валентност (от които има относително малко) и елементи с променлива валентност (от които са мнозинството).

Трябва да се запомнят елементи с постоянна валентност:

Останалите елементи могат да проявяват различни валентности.

Най-високата валентност на даден елемент в повечето случаи съвпада с номера на групата, в която се намира елементът.

Например, манганът се намира в VII група(странична подгрупа), най-високата валентност на Mn е седем. Силицият се намира в група IV (главна подгрупа), най-високата му валентност е четири.

Трябва да се помни обаче, че най-високата валентност не винаги е единствената възможна. Например най-високата валентност на хлора е седем (уверете се в това!), но са известни съединения, в които този елемент проявява валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно е да запомните няколко изключения: максималната (и единствената) валентност на флуора е I (а не VII), кислорода - II (а не VI), азота - IV (способността на азота да проявява валентност V е популярен мит, който се среща дори в някои училища учебници).

Валентност и степен на окисление не са идентични понятия.

Тези понятия са доста близки, но не трябва да се бъркат! Степента на окисление има знак (+ или -), валентността не; степента на окисление на даден елемент в дадено вещество може да бъде нула, валентността е нула само ако имаме работа с изолиран атом; числената стойност на степента на окисление може да НЕ съвпада с валентността. Например, валентността на азота в N 2 е III, а степента на окисление = 0. Валентността на въглерода в мравчената киселина е = IV, а степента на окисление = +2.

Ако е известна валентността на един от елементите в бинарно съединение, може да се намери валентността на другия.

Това се прави съвсем просто. Запомнете формалното правило: произведението от броя на атомите на първия елемент в молекулата и неговата валентност трябва да бъде равно на подобно произведение за втория елемент.

В съединението A x B y: валентност (A) x = валентност (B) y

Пример 1. Намерете валентностите на всички елементи в съединението NH3.

Решение. Знаем валентността на водорода – тя е постоянна и равна на I. Умножаваме валентността H по броя на водородните атоми в молекулата на амоняка: 1 3 = 3. Следователно за азота произведението от 1 (броя на атомите N) по X (валентността на азота) също трябва да бъде равна на 3. Очевидно е, че X = 3. Отговор: N(III), H(I).

Пример 2. Намерете валентностите на всички елементи в молекулата Cl 2 O 5.

Решение. Кислородът има постоянна валентност (II); молекулата на този оксид съдържа пет кислородни атома и два хлорни атома. Нека валентността на хлора е X. Нека съставим уравнението: 5 2 = 2 X. Очевидно X = 5. Отговор: Cl(V), O(II).

Пример 3. Намерете валентността на хлора в молекулата SCl 2, ако е известно, че валентността на сярата е II.

Решение. Ако авторите на задачата не ни бяха казали валентността на сярата, щеше да е невъзможно да я решим. И S, и Cl са елементи с променлива валентност. Като се вземат предвид Допълнителна информация, решението се конструира по схемата на примери 1 и 2. Отговор: Cl(I).

Познавайки валентностите на два елемента, можете да създадете формула за бинарно съединение.

В примери 1 - 3 определихме валентността с помощта на формулата; сега нека се опитаме да направим обратната процедура.

Пример 4. Напишете формула за съединението калций и водород.

Решение. Известни са валентностите на калция и водорода - съответно II и I. Нека формулата на желаното съединение е Ca x H y. Отново съставяме добре познатото уравнение: 2 x = 1 y. Като едно от решенията на това уравнение можем да приемем x = 1, y = 2. Отговор: CaH 2.

"Защо точно CaH 2? - питате вие. - В крайна сметка вариантите Ca 2 H 4 и Ca 4 H 8 и дори Ca 10 H 20 не противоречат на нашето правило!"

Отговорът е прост: вземете минимума възможни стойности x и y. В дадения пример тези минимални (естествени!) стойности са точно 1 и 2.

„Така че съединения като N 2 O 4 или C 6 H 6 са невъзможни?", питате вие. „Трябва ли тези формули да бъдат заменени с NO 2 и CH?"

Не, възможни са. Освен това, N 2 O 4 и NO 2 са напълно различни вещества. Но формулата CH изобщо не съответства на никакво реално стабилно вещество (за разлика от C 6 H 6).

Въпреки всичко казано, в повечето случаи можете да следвате правилото: вземете най-малки стойностииндекси.

Пример 5. Напишете формула за съединението на сярата и флуора, ако е известно, че валентността на сярата е шест.

Решение. Нека формулата на съединението е S x F y . Валентността на сярата е дадена (VI), валентността на флуора е постоянна (I). Отново формулираме уравнението: 6 x = 1 y. Лесно е да се разбере, че най-малките възможни стойности на променливите са 1 и 6. Отговор: SF 6.

Тук всъщност са всички основни моменти.

Сега проверете себе си! Предлагам ви да преминете през кратко тест по темата "Валентност".

Концепция валентностидва от латинската дума „valentia“ и е познат още в средата на 19 век. Първото „широко“ споменаване на валентността е в трудовете на Дж. Далтън, който твърди, че всички вещества се състоят от атоми, свързани помежду си в определени пропорции. Тогава Франкланд въведе самата концепция за валентност, която установи по-нататъчно развитиев трудовете на Кекуле, който говори за връзката между валентността и химичната връзка, A.M. Бутлеров, който в своята теория за структурата органични съединениясвързана валентност с реактивността на един или друг химическо съединениеи Д.И. Менделеев (в периодичната таблица на химичните елементи най-високата валентност на даден елемент се определя от номера на групата).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Валентносте броят на ковалентните връзки, които един атом може да образува, когато се комбинира с ковалентна връзка.

Валентността на даден елемент се определя от броя на несдвоените електрони в атома, тъй като те участват в образуването на химични връзки между атомите в молекулите на съединенията.

Основното състояние на атома (състояние с минимална енергия) се характеризира с електронната конфигурация на атома, която съответства на позицията на елемента в периодичната система. Възбуденото състояние е ново енергийно състояние на атом, с ново разпределение на електроните в рамките на валентното ниво.

Електронните конфигурации на електроните в атома могат да бъдат изобразени не само във формата електронни формули, но и с помощта на електронни графични формули (енергия, квантови клетки). Всяка клетка обозначава орбитала, стрелка показва електрон, посоката на стрелката (нагоре или надолу) показва въртенето на електрона, а свободната клетка представлява свободна орбитала, която електронът може да заеме, когато е възбуден. Ако в една клетка има 2 електрона, такива електрони се наричат ​​сдвоени, ако има 1 електрон, те се наричат ​​несдвоени. Например:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Орбиталите се запълват по следния начин: първо един електрон със същите спинове, а след това втори електрон с противоположни спинове. Тъй като поднивото 2p има три орбитали с същата енергия, тогава всеки от двата електрона е заемал една орбитала. Една орбитала остана свободна.

Определяне на валентността на елемент чрез електронни графични формули

Валентността на даден елемент може да се определи чрез електронно-графични формули за електронните конфигурации на електроните в атома. Нека разгледаме два атома - азот и фосфор.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

защото Валентността на даден елемент се определя от броя на несдвоените електрони, следователно валентността на азота е III. Тъй като азотният атом няма празни орбитали, за този елемент не е възможно възбудено състояние. III обаче не е максималната валентност на азота, максималната валентност на азота е V и се определя от номера на групата. Следователно трябва да се помни, че с помощта на електронни графични формули не винаги е възможно да се определи най-високата валентност, както и всички валенции, характерни за този елемент.

15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

В основното състояние фосфорният атом има 3 несдвоени електрона, следователно валентността на фосфора е III. Във фосфорния атом обаче има свободни d-орбитали, следователно електроните, разположени на подниво 2s, могат да се сдвояват и да заемат свободни орбитали на d-подниво, т.е. влезте във възбудено състояние.

Фосфорният атом има 5 несдвоени електрона, следователно фосфорът също има валентност V.

Елементи с множество стойности на валентност

Елементите от групи IVA – VIIA могат да имат няколко стойности на валентност, като по правило валентността се променя на стъпки от 2 единици. Това явление се дължи на факта, че електроните участват по двойки в образуването на химична връзка.

За разлика от елементите на основните подгрупи, елементите на B-подгрупите в повечето съединения не проявяват по-висока валентност, равна на номера на групата, например мед и злато. Като цяло преходните елементи показват голямо разнообразие химични свойства, което се обяснява с голям набор от валенции.

Нека разгледаме електронните графични формули на елементите и да установим защо елементите имат различна валентност (фиг. 1).

Задачи:определя валентните възможности на атомите As и Cl в основното и възбудено състояние.