Razlog česte želje za jedenjem slatkiša. Zašto želite slatkiše i čime ih možete zamijeniti? Što nedostaje u tijelu? Tko više voli slatkiše?
Valencija– sposobnost elemenata da pričvrste druge elemente za sebe.
govoreći jednostavnim jezikom, ovo je broj koji pokazuje koliko elemenata određeni atom može pričvrstiti na sebe.
Ključna stvar u kemiji je pravilno napisati formule spojeva.
Postoji nekoliko pravila koja nam olakšavaju ispravan sastav formule
- Valencija svih metala glavnih podskupina jednaka je broju skupine:
Na slici je prikazan primjer glavne i sekundarne podskupine I. skupine.
2. Valencija kisika je dva
3. Valencija vodika je jedna
4. Nemetali pokazuju dvije vrste valencije:
- Najniža (8. grupa)
- Najviše (jednako broju grupe)
A) U spojevima s metalima, nemetali pokazuju manju valenciju!
B) U binarnim spojevima zbroj valencija jedne vrste atoma jednak je zbroju valencija druge vrste atoma!
Valencija aluminija je tri (aluminij je metal Grupa III). Valencija kisika je dva. Zbroj valencije za dva atoma aluminija je 6. Zbroj valencije za tri atoma kisika je također 6.
1) Odredite valencije elemenata u spojevima:
Valencija aluminija je III. U formuli 1, atom => ukupna valencija također je jednaka 3. Prema tome, za sve atome klora, valencija će također biti jednaka 3 (pravilo binarnih spojeva). 3:3=1. Valencija klora je 1.
Valencija kisika je 2. U spoju postoje 3 atoma kisika => ukupna valencija je 6. Za dva atoma ukupna valencija je 6 => za jedan atom željeza - 3 (6:2 = 3)
2) Napravite formule za spoj koji se sastoji od:
natrija i kisika
Valencija kisika je II.
Natrij je metal prve skupine glavne podskupine => njegova valencija je I.
Različiti kemijski elementi razlikuju se po sposobnosti stvaranja kemijskih veza, odnosno spajanja s drugim atomima. Stoga u složenim tvarima mogu biti prisutni samo u određenim omjerima. Shvatimo kako odrediti valenciju pomoću periodnog sustava.
Postoji takva definicija valencije: to je sposobnost atoma da formira određeni broj kemijskih veza. Za razliku od , ova je veličina uvijek samo pozitivna i označava se rimskim brojevima.
Ova karakteristika za vodik koristi se kao jedinica, koja se uzima kao I. Ovo svojstvo pokazuje s koliko se jednovalentnih atoma određeni element može spojiti. Za kisik je ta vrijednost uvijek jednaka II.
Ovu karakteristiku potrebno je poznavati da bi se ispravno snimalo kemijske formule tvari i jednadžbe. Poznavanje ove količine pomoći će u uspostavljanju odnosa između broja atoma različite vrste u molekuli.
Ovaj koncept je nastao u kemiji u 19. stoljeću. Frankland je pokrenuo teoriju koja objašnjava kombinaciju atoma u različitim omjerima, ali njegove ideje o "sili vezivanja" nisu bile jako raširene. Odlučujuću ulogu u razvoju teorije imao je Kekula. Svojstvo stvaranja određenog broja veza nazvao je bazičnost. Kekulé je vjerovao da je to temeljno i nepromjenjivo svojstvo svake vrste atoma. Butlerov je dao važne dodatke teoriji. S razvojem ove teorije postalo je moguće vizualno prikazati molekule. To je bilo od velike pomoći u proučavanju strukture raznih tvari.
Kako periodni sustav može pomoći?
Valenciju možete pronaći gledajući broj grupe u kratkotrajnoj verziji. Za većinu elemenata za koje je ova karakteristika konstantna (uzima samo jednu vrijednost), ona se podudara s brojem grupe.
Takva svojstva imaju glavne podskupine. Zašto? Broj grupe odgovara broju elektrona u vanjskoj ljusci. Ti se elektroni nazivaju valentni elektroni. Oni su odgovorni za sposobnost povezivanja s drugim atomima.
Grupa se sastoji od elemenata sa sličnom strukturom elektroničke ljuske, a nuklearni naboj raste odozgo prema dolje. U kratkoročnom obliku svaka je skupina podijeljena na glavne i sekundarne podskupine. Predstavnici glavnih podskupina su s i p elementi, predstavnici sporednih podskupina imaju elektrone u d i f orbitalama.
Kako odrediti valenciju kemijski elementi ako se promijeni? Može se podudarati s brojem grupe ili biti jednak broju grupe minus osam, a može poprimiti i druge vrijednosti.
Važno!Što je element viši i udesno, to je njegova sposobnost stvaranja odnosa manja. Što je više pomaknut prema dolje i ulijevo, to je veći.
Način na koji se valencija mijenja u periodnom sustavu za određenu vrstu atoma ovisi o strukturi njegove elektronske ljuske. Sumpor, na primjer, može biti di-, tetra- i heksavalentan.
U osnovnom (nepobuđenom) stanju sumpora dva nesparena elektrona nalaze se u 3p podrazini. U tom se stanju može spojiti s dva atoma vodika i formirati sumporovodik. Ako sumpor prijeđe u više pobuđeno stanje, tada će jedan elektron prijeći na slobodni 3d podnivo, a bit će 4 nesparena elektrona.
Sumpor će postati četverovalentan. Ako mu date još više energije, tada će se još jedan elektron pomaknuti s podrazine 3s na 3d. Sumpor će prijeći u još više pobuđeno stanje i postati heksavalentan.
Konstantno i promjenjivo
Ponekad se sposobnost stvaranja kemijskih veza može promijeniti. Ovisi o tome u koji je spoj element uključen. Na primjer, sumpor u H2S je dvovalentan, u SO2 je četverovalentan, au SO3 je šestovalentan. Najveća od ovih vrijednosti naziva se najviša, a najmanja se naziva najniža. Najviša i najniža valencija prema periodnom sustavu može se utvrditi na sljedeći način: najveća se podudara s brojem skupine, a najniža je jednaka 8 minus broj skupine.
Kako odrediti valenciju kemijskih elemenata i mijenja li se? Treba ustanoviti radi li se o metalu ili nemetalu. Ako se radi o metalu, potrebno je utvrditi pripada li glavnoj ili sporednoj podskupini.
- Metali glavnih podskupina imaju stalnu sposobnost stvaranja kemijskih veza.
- Za metale sekundarnih podskupina - varijabla.
- Za nemetale je također promjenjiv. U većini slučajeva poprima dva značenja – više i niže, ali ponekad može biti veći broj opcije. Primjeri su sumpor, klor, brom, jod, krom i drugi.
U spojevima najnižu valenciju pokazuje onaj element koji je viši i desno u periodnom sustavu, odnosno najvišu je onaj koji je lijevo i niže.
Često sposobnost stvaranja kemijskih veza poprima više od dva značenja. Tada ih nećete moći prepoznati iz tablice, ali ćete ih morati naučiti. Primjeri takvih tvari:
- ugljik;
- sumpor;
- klor;
- brom.
Kako odrediti valenciju elementa u formuli spoja? Ako su poznate druge komponente tvari, to nije teško. Na primjer, morate izračunati ovo svojstvo za klor u NaCl. Natrij je element glavne podskupine prve skupine, dakle jednovalentan je. Posljedično, klor u ovoj tvari također može stvoriti samo jednu vezu i također je jednovalentan.
Važno! Međutim, nije uvijek moguće saznati ovo svojstvo za sve atome u složenoj tvari. Uzmimo HClO4 kao primjer. Poznavajući svojstva vodika, možemo samo utvrditi da je ClO4 jednovalentan ostatak.
Kako drugačije možete saznati ovu vrijednost?
Sposobnost formiranja određenog broja veza ne podudara se uvijek s brojem grupe, au nekim slučajevima jednostavno će se morati naučiti. Ovdje na pomoć će doći tablica valencije kemijskih elemenata, koja prikazuje vrijednosti ove vrijednosti. Udžbenik kemije za 8. razred daje vrijednosti za sposobnost kombiniranja s drugim atomima najčešćih vrsta atoma.
| H, F, Li, Na, K | 1 |
| O, Mg, Ca, Ba, Sr, Zn | 2 |
| B, Al | 3 |
| C, Si | 4 |
| Cu | 1, 2 |
| Fe | 2, 3 |
| Kr | 2, 3, 6 |
| S | 2, 4, 6 |
| N | 3, 4 |
| P | 3, 5 |
| Sn, Pb | 2, 4 |
| Cl, Br, I | 1, 3, 5, 7 |
Primjena
Vrijedno je reći da kemičari trenutno jedva koriste koncept valencije prema periodnom sustavu. Umjesto toga, pojam oksidacijskog stanja koristi se za sposobnost tvari da stvori određeni broj odnosa, za tvari sa strukturom - kovalentnost, a za tvari s ionskom strukturom - ionski naboj.
Međutim, koncept koji se razmatra koristi se u metodološke svrhe. Uz njegovu pomoć lako je objasniti zašto atomi različiti tipovi kombinirati u omjerima koje promatramo i zašto su ti omjeri različiti za različite spojeve.
Na ovaj trenutak zastario je pristup prema kojem se spajanje elemenata u nove tvari uvijek objašnjavalo pomoću valencije prema periodnom sustavu, bez obzira na vrstu veze u spoju. Sada znamo da za ionske, kovalentne, metalne veze postoje različite mehanizme spajanje atoma u molekule.
Koristan video
Sažmimo to
Pomoću periodnog sustava nije moguće odrediti sposobnost stvaranja kemijskih veza za sve elemente. Za one koji pokazuju jednu valenciju prema periodnom sustavu, ona je u većini slučajeva jednaka broju grupe. Ako postoje dvije opcije za ovu vrijednost, tada može biti jednaka broju grupe ili osam minus broj grupe. Postoje i posebne tablice pomoću kojih možete saznati ovu karakteristiku.
Valencija je sposobnost atoma ovog elementa tvore određeni broj kemijskih veza.
Slikovito rečeno, valencija je broj “ruka” kojima se atom drži za druge atome. Prirodno, atomi nemaju nikakve "ruke"; njihovu ulogu ima tzv. valentni elektroni.
Možete to reći i drugačije: Valencija je sposobnost atoma danog elementa da veže određeni broj drugih atoma.
Sljedeći principi se moraju jasno razumjeti:
Postoje elementi s konstantnom valencijom (kojih je relativno malo) i elementi s promjenjivom valencijom (kojih je većina).
Moraju se zapamtiti elementi s konstantnom valencijom:
Preostali elementi mogu pokazivati različite valencije.
Najveća valencija elementa u većini slučajeva podudara se s brojem skupine u kojoj se element nalazi.
Na primjer, mangan se nalazi u VII skupina(bočna podskupina), najveća valencija Mn je sedam. Silicij se nalazi u skupini IV (glavna podskupina), njegova najveća valencija je četiri.
Međutim, treba imati na umu da najviša valencija nije uvijek jedina moguća. Na primjer, najveća valencija klora je sedam (uvjerite se u to!), ali su poznati spojevi u kojima ovaj element pokazuje valencije VI, V, IV, III, II, I.
Važno je zapamtiti nekoliko iznimke: najveća (i jedina) valencija fluora je I (a ne VII), kisika - II (a ne VI), dušika - IV (sposobnost dušika da pokaže valenciju V popularan je mit koji se nalazi čak iu nekim školama udžbenici).
Valencija i oksidacijsko stanje nisu identični pojmovi.
Ovi pojmovi su prilično bliski, ali ne treba ih brkati! Oksidacijsko stanje ima predznak (+ ili -), valencija nema; oksidacijsko stanje elementa u tvari može biti nula, valencija je nula samo ako imamo posla s izoliranim atomom; brojčana vrijednost oksidacijskog stanja NE smije se podudarati s valencijom. Na primjer, valencija dušika u N 2 je III, a stupanj oksidacije = 0. Valencija ugljika u mravljoj kiselini je = IV, a stupanj oksidacije = +2.
Ako je poznata valencija jednog od elemenata u binarnom spoju, može se pronaći valencija drugog.
To se radi vrlo jednostavno. Zapamtite formalno pravilo: umnožak broja atoma prvog elementa u molekuli i njegove valencije mora biti jednak sličnom umnošku za drugi element.
U spoju A x B y: valencija (A) x = valencija (B) y
Primjer 1. Odredite valencije svih elemenata u spoju NH3.
Riješenje. Znamo valenciju vodika - ona je konstantna i jednaka I. Množimo valenciju H s brojem atoma vodika u molekuli amonijaka: 1 3 = 3. Prema tome, za dušik je umnožak 1 (broj atoma N) prema X (valencija dušika) također treba biti jednaka 3. Očito, X = 3. Odgovor: N(III), H(I).
Primjer 2. Odredite valencije svih elemenata u molekuli Cl 2 O 5 .
Riješenje. Kisik ima konstantnu valenciju (II), molekula ovog oksida sadrži pet atoma kisika i dva atoma klora. Neka je valencija klora = X. Napravimo jednadžbu: 5 2 = 2 X. Očito, X = 5. Odgovor: Cl(V), O(II).
Primjer 3. Odredite valenciju klora u molekuli SCl 2 ako je poznato da je valencija sumpora II.
Riješenje. Da nam autori problema nisu rekli valenciju sumpora, bilo bi ga nemoguće riješiti. I S i Cl su elementi s promjenjivom valencijom. Uzeti u obzir dodatne informacije, rješenje je konstruirano prema shemi primjera 1 i 2. Odgovor: Cl(I).
Poznavajući valencije dva elementa, možete stvoriti formulu za binarni spoj.
U primjerima 1 - 3 valenciju smo odredili pomoću formule; sada pokušajmo napraviti obrnuti postupak.
Primjer 4. Napiši formulu spoja kalcija i vodika.
Riješenje. Poznate su valencije kalcija i vodika - II i I. Neka formula željenog spoja bude Ca x H y. Ponovno sastavljamo dobro poznatu jednadžbu: 2 x = 1 y. Kao jedno od rješenja ove jednadžbe možemo uzeti x = 1, y = 2. Odgovor: CaH 2.
"Zašto baš CaH 2? - pitate. - Uostalom, varijante Ca 2 H 4 i Ca 4 H 8, pa čak i Ca 10 H 20 nisu u suprotnosti s našim pravilom!"
Odgovor je jednostavan: uzmite minimum moguće vrijednosti x i y. U navedenom primjeru te minimalne (prirodne!) vrijednosti su točno 1 i 2.
„Dakle, spojevi poput N 2 O 4 ili C 6 H 6 su nemogući?" pitate se. „Treba li ove formule zamijeniti s NO 2 i CH?"
Ne, moguće su. Štoviše, N 2 O 4 i NO 2 su potpuno različite tvari. Ali formula CH uopće ne odgovara nijednoj stvarnoj stabilnoj tvari (za razliku od C 6 H 6).
Unatoč svemu što je rečeno, u većini slučajeva možete slijediti pravilo: uzmi najmanjih vrijednosti indeksi.
Primjer 5. Napiši formulu spoja sumpora i fluora ako je poznato da je valencija sumpora šest.
Riješenje. Neka formula spoja bude S x F y . Valencija sumpora je navedena (VI), valencija fluora je konstantna (I). Ponovno formuliramo jednadžbu: 6 x = 1 y. Lako je razumjeti da su najmanje moguće vrijednosti varijabli 1 i 6. Odgovor: SF 6.
Ovdje su zapravo sve glavne točke.
Sada provjerite sami! Predlažem da prođete kroz kratak test na temu "Valencija".
Koncept valencija dolazi od latinske riječi valentia, a bila je poznata još sredinom 19. stoljeća. Prvi "opširni" spomen valencije bio je u djelima J. Daltona, koji je tvrdio da se sve tvari sastoje od atoma međusobno povezanih u određenim omjerima. Tada je Frankland uveo sam koncept valencije, koji je pronašao daljnji razvoj u radovima Kekulea, koji je govorio o odnosu valencije i kemijske veze, A.M. Butlerov, koji u svojoj teoriji strukture organski spojevi povezana valencija s reaktivnošću jednog ili drugog kemijski spoj i D.I. Mendeljejev (u periodnom sustavu kemijskih elemenata najveća valencija elementa određena je brojem skupine).
DEFINICIJA
Valencija je broj kovalentnih veza koje atom može formirati kada se spoji s kovalentnom vezom.
Valencija elementa određena je brojem nesparenih elektrona u atomu, jer oni sudjeluju u stvaranju kemijskih veza između atoma u molekulama spojeva.
Osnovno stanje atoma (stanje s minimalnom energijom) karakterizira elektronička konfiguracija atoma, koja odgovara položaju elementa u periodnom sustavu elemenata. Pobuđeno stanje je novo energetsko stanje atoma, s novom raspodjelom elektrona unutar valentne razine.
Elektronske konfiguracije elektrona u atomu mogu se prikazati ne samo u obliku elektronske formule, ali i uz pomoć elektronskih grafičkih formula (energija, kvantne ćelije). Svaka ćelija označava orbitalu, strelica označava elektron, smjer strelice (gore ili dolje) označava spin elektrona, a slobodna ćelija predstavlja slobodnu orbitalu koju elektron može zauzeti kada je pobuđen. Ako u ćeliji postoje 2 elektrona, takvi se elektroni nazivaju sparenim, a ako postoji 1 elektron, zovu se nespareni. Na primjer:
6 C 1s 2 2s 2 2p 2
Ispuna orbitala na sljedeći način: prvo jedan elektron s istim spinovima, a zatim drugi elektron sa suprotnim spinovima. Pošto 2p podrazina ima tri orbitale sa ista energija, tada je svaki od dva elektrona zauzeo jednu orbitalu. Jedna je orbitala ostala slobodna.
Određivanje valencije elementa pomoću elektroničkih grafičkih formula
Valencija elementa može se odrediti elektronsko-grafičkim formulama za elektronske konfiguracije elektrona u atomu. Razmotrimo dva atoma - dušik i fosfor.
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Jer Valencija elementa određena je brojem nesparenih elektrona, stoga je valencija dušika III. Budući da atom dušika nema prazne orbitale, za ovaj element nije moguće pobuđeno stanje. Međutim, III nije najveća valencija dušika, najveća valencija dušika je V i određena je brojem skupine. Stoga treba imati na umu da korištenjem elektroničkih grafičkih formula nije uvijek moguće odrediti najveću valenciju, kao i sve valencije karakteristične za ovaj element.
15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
U osnovnom stanju atom fosfora ima 3 nesparena elektrona, stoga je valencija fosfora III. Međutim, u atomu fosfora postoje slobodne d-orbitale, stoga se elektroni koji se nalaze na podrazini 2s mogu spariti i zauzeti prazne orbitale d-podrazine, tj. prijeći u uzbuđeno stanje.
Sada atom fosfora ima 5 nesparenih elektrona, stoga fosfor također ima valenciju V.
Elementi koji imaju više valentnih vrijednosti
Elementi skupina IVA – VIIA mogu imati više vrijednosti valencije, a u pravilu se valencija mijenja u koracima od 2 jedinice. Ova pojava je posljedica činjenice da elektroni sudjeluju u parovima u stvaranju kemijske veze.
Za razliku od elemenata glavnih podskupina, elementi B-podskupine u većini spojeva ne pokazuju višu valenciju jednaku broju skupine, na primjer, bakar i zlato. Općenito, prijelazni elementi pokazuju veliku raznolikost kemijska svojstva, što se objašnjava velikim skupom valencija.
Razmotrimo elektroničke grafičke formule elemenata i ustanovimo zašto elementi imaju različite valencije (slika 1).
Zadaci: odrediti valentne mogućnosti atoma As i Cl u osnovnom i pobuđenom stanju.
