Az ok a gyakori vágy enni édességet. Miért szeretnél édességet és mivel helyettesítheted? Mi hiányzik a szervezetből? Ki szereti jobban az édességet?
Vegyérték– az elemek azon képessége, hogy más elemeket magukhoz erősítsenek.
Beszélő egyszerű nyelven, ez egy szám azt mutatja, hogy egy adott atom hány elemet tud magához kapcsolódni.
A kémia kulcspontja a vegyületek képleteinek helyes felírása.
Számos szabály van, ami megkönnyíti a dolgunkat helyes összetétel képletek
- A fő alcsoportok összes fémének vegyértéke megegyezik a csoportszámmal:
Az ábra az I. csoport fő és másodlagos alcsoportjaira mutat példát.
2. Az oxigén vegyértéke kettő
3. A hidrogén vegyértéke egy
4. A nemfémek kétféle vegyértéket mutatnak:
- Legalacsonyabb (8. csoport)
- Legmagasabb (egyenlő a csoportszámmal)
A) Fémekkel alkotott vegyületekben a nemfémek alacsonyabb vegyértéket mutatnak!
B) A bináris vegyületekben az egyik atomtípus vegyértékének összege megegyezik egy másik típusú atom vegyértékének összegével!
Az alumínium vegyértéke három (az alumínium egy fém csoport III). Az oxigén vegyértéke kettő. Két alumíniumatom vegyértékösszege 6. Három oxigénatom vegyértékösszege szintén 6.
1) Határozza meg az elemek vegyértékeit a vegyületekben:
Az alumínium vegyértéke III. Az 1-es képletben az atom => teljes vegyérték szintén egyenlő 3-mal. Ezért minden klóratom esetében a vegyérték is egyenlő lesz 3-mal (bináris vegyületek szabálya). 3:3=1. A klór vegyértéke 1.
Az oxigén vegyértéke 2. Egy vegyületben 3 oxigénatom van => a teljes vegyérték 6. Két atom esetén a teljes vegyérték 6 => egy vasatom esetében - 3 (6:2 = 3)
2) Készítsen képleteket egy vegyülethez, amely a következőkből áll:
nátrium és oxigén
Az oxigén vegyértéke II.
A nátrium a fő alcsoport első csoportjába tartozó fém => vegyértéke I.
A különböző kémiai elemek különböznek abban a képességükben, hogy kémiai kötéseket képeznek, azaz más atomokkal egyesülnek. Ezért összetett anyagokban csak bizonyos arányban lehetnek jelen. Nézzük meg, hogyan határozzuk meg a vegyértéket a periódusos táblázat segítségével.
Van egy ilyen definíció a vegyértékre: ez az atom azon képessége, hogy bizonyos számú kémiai kötést hozzon létre. A -tól eltérően ez a mennyiség mindig csak pozitív, és római számokkal jelöljük.
A hidrogénre ezt a karakterisztikát használjuk egységként, amelyet egyenlőnek veszünk I-vel. Ez a tulajdonság azt mutatja meg, hogy egy adott elem hány egyértékű atommal tud egyesülni. Az oxigén esetében ez az érték mindig megegyezik a II.
A helyes rögzítéshez ismerni kell ezt a jellemzőt kémiai képletek anyagok és egyenletek. Ennek a mennyiségnek az ismerete segít megállapítani az atomok száma közötti kapcsolatot különféle típusok egy molekulában.
Ez a fogalom a kémiából származik a XIX. Frankland elindított egy elméletet, amely az atomok különböző arányú kombinációját magyarázza, de a „kötőerővel” kapcsolatos elképzelései nem voltak túl elterjedtek. Az elmélet kidolgozásában a döntő szerep Kekuláé volt. Bázikusságnak nevezte azt a tulajdonságot, hogy bizonyos számú kötés létrejön. Kekulé úgy vélte, hogy ez minden atomtípus alapvető és változatlan tulajdonsága. Butlerov fontos kiegészítéseket tett az elmélethez. Ennek az elméletnek a fejlődésével lehetővé vált a molekulák vizuális ábrázolása. Ez nagyon hasznos volt a különféle anyagok szerkezetének tanulmányozásában.
Hogyan segíthet a periódusos rendszer?
A valenciát a rövid periódusú változatban található csoportszám alapján találhatja meg. A legtöbb elemnél, amelynél ez a jellemző állandó (csak egy értéket vesz fel), egybeesik a csoportszámmal.
Az ilyen tulajdonságoknak fő alcsoportjai vannak. Miért? A csoportszám a külső héjban lévő elektronok számának felel meg. Ezeket az elektronokat vegyértékelektronoknak nevezzük. Felelősek azért, hogy más atomokkal kapcsolódjanak.
A csoport hasonló elektronikus héjszerkezetű elemekből áll, és a magtöltés fentről lefelé növekszik. Rövid távú formában minden csoport fő és másodlagos alcsoportokra oszlik. A fő alcsoportok képviselői az s és p elemek, az oldalsó alcsoportok képviselői elektronokkal rendelkeznek d és f pályán.
Hogyan határozzuk meg a valenciát kémiai elemek ha megváltozik? Egybeeshet a csoportszámmal, vagy egyenlő lehet a csoportszám mínusz nyolcval, és más értékeket is felvehet.
Fontos! Minél magasabban és jobbra van az elem, annál kevésbé képes kapcsolatteremtésre. Minél jobban el van tolva lefelé és balra, annál nagyobb.
A periódusos rendszerben egy adott típusú atom vegyértékének változása az elektronhéj szerkezetétől függ. A kén például lehet két-, tetra- és hat vegyértékű.
A kén alap (gerjesztetlen) állapotában két párosítatlan elektron található a 3p alszinten. Ebben az állapotban két hidrogénatommal egyesülhet, és hidrogén-szulfidot képezhet. Ha a kén gerjesztettebb állapotba kerül, akkor egy elektron a szabad 3d alszintre kerül, és 4 párosítatlan elektron lesz.
A kén négyértékű lesz. Ha még több energiát adsz neki, akkor egy másik elektron a 3s alszintről a 3d-be kerül. A kén még izgatottabb állapotba kerül, és hat vegyértékűvé válik.
Állandó és változó
Néha a kémiai kötések kialakításának képessége megváltozhat. Attól függ, hogy az elem melyik vegyületben található. Például a kén a H2S-ben két vegyértékű, a SO2-ban négy vegyértékű, a SO3-ban pedig hat vegyértékű. Ezen értékek közül a legnagyobbat a legmagasabbnak, a legkisebbet a legalacsonyabbnak nevezzük. A periódusos rendszer szerinti legmagasabb és legalacsonyabb vegyérték a következőképpen állapítható meg: a legmagasabb egybeesik a csoportszámmal, a legalacsonyabb pedig 8 mínusz a csoportszámmal.
Hogyan határozható meg a kémiai elemek vegyértéke, és hogy változik-e? Meg kell határoznunk, hogy fémről vagy nem fémről van-e dolgunk. Ha fémről van szó, meg kell határoznia, hogy a fő vagy a másodlagos alcsoportba tartozik-e.
- A fő alcsoportok fémei állandóan képesek kémiai kötéseket létrehozni.
- Másodlagos alcsoportok fémei esetében - változó.
- A nem fémeknél ez is változó. A legtöbb esetben két jelentést kap - magasabb és alacsonyabb, de néha lehet nagyobb számban lehetőségek. Ilyen például a kén, klór, bróm, jód, króm és mások.
Vegyületekben a legalacsonyabb vegyértéket a periódusos rendszerben magasabb és jobb oldali elem mutatja, a legmagasabb pedig az, amelyik balra és alacsonyabbra van.
A kémiai kötések kialakításának képessége gyakran kettőnél több jelentést is felvesz. Akkor nem fogja tudni felismerni őket a táblázatból, de meg kell tanulnia őket. Példák ilyen anyagokra:
- szén;
- kén;
- klór;
- bróm.
Hogyan határozható meg egy elem vegyértéke egy vegyület képletében? Ha az anyag más összetevőiről ismert, ez nem nehéz. Például ki kell számítania ezt a tulajdonságot a NaCl-ben lévő klórra. A nátrium az első csoport fő alcsoportjának eleme, tehát egyértékű. Következésképpen az ebben az anyagban lévő klór is csak egy kötést tud létrehozni, és szintén egyértékű.
Fontos! Ezt a tulajdonságot azonban nem mindig lehet egy összetett anyag összes atomjára kideríteni. Vegyük például a HClO4-et. A hidrogén tulajdonságainak ismeretében csak azt tudjuk megállapítani, hogy a ClO4 egy vegyértékű maradék.
Hogyan lehet másként megtudni ezt az értéket?
A bizonyos számú kapcsolat kialakításának képessége nem mindig esik egybe a csoportszámmal, és bizonyos esetekben egyszerűen meg kell tanulni. Itt tovább jön a segítség kémiai elemek vegyértéktáblázata, amely ennek az értéknek az értékeit mutatja. A 8. osztályos kémia tankönyv értékeket ad a legelterjedtebb atomtípusok más atomjaival való kombinálhatósághoz.
| 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 |
Alkalmazás
Érdemes elmondani, hogy a vegyészek jelenleg alig használják a periódusos rendszer szerinti vegyérték fogalmát. Ehelyett az oxidációs állapot fogalmát egy anyag azon képességére használják, hogy bizonyos számú kapcsolatot tudjon kialakítani, szerkezetű anyagok esetén - kovalens, ionos szerkezetű anyagok esetén - iontöltés.
A vizsgált koncepciót azonban módszertani célokra használjuk. Segítségével könnyen megmagyarázható, hogy miért atomok különböző típusok kombináljuk az általunk megfigyelt arányokban, és miért különböznek ezek az arányok a különböző vegyületeknél.
Tovább Ebben a pillanatban elavult az a megközelítés, amely szerint az elemek új anyagokká való kombinálását mindig a periódusos rendszer szerinti vegyértékkel magyarázták, függetlenül a vegyületben lévő kötés típusától. Most már tudjuk, hogy léteznek ionos, kovalens és fémes kötések különböző mechanizmusok atomok molekulákká egyesítése.
Hasznos videó
Foglaljuk össze
A periódusos rendszer segítségével nem lehet minden elemre meghatározni a kémiai kötések kialakításának képességét. Azoknál, amelyek a periódusos rendszer szerint egy vegyértéket mutatnak, a legtöbb esetben megegyezik a csoportszámmal. Ha két lehetőség van erre az értékre, akkor ez lehet egyenlő a csoport számával vagy nyolc mínusz a csoportszámmal. Vannak speciális táblázatok is, amelyek segítségével megtudhatja ezt a jellemzőt.
A vegyérték az atom képessége ennek az elemnek bizonyos számú kémiai kötést alkotnak.
Képletesen szólva, a vegyérték azon „kezek” száma, amelyekkel egy atom más atomokhoz tapad. Természetesen az atomoknak nincs „keze”; szerepüket az ún. vegyérték elektronok.
Mondhatod másként is: A vegyérték egy adott elem atomjának azon képessége, hogy bizonyos számú másik atomhoz kapcsolódjon.
A következő alapelveket egyértelműen meg kell érteni:
Vannak állandó vegyértékû elemek (amelyekbõl viszonylag kevés van) és változó vegyértékû elemek (ezek többsége ilyen).
Emlékeztetni kell az állandó vegyértékű elemekre:
A fennmaradó elemek eltérő vegyértékeket mutathatnak.
Egy elem legmagasabb vegyértéke a legtöbb esetben egybeesik annak a csoportnak a számával, amelyben az elem található.
Például mangán található benne VII csoport(oldali alcsoport), a Mn legmagasabb vegyértéke hét. A szilícium a IV. csoportban (fő alcsoport) található, legmagasabb vegyértéke négy.
Nem szabad azonban elfelejteni, hogy nem mindig a legmagasabb vegyérték az egyetlen lehetséges. Például a klór legmagasabb vegyértéke hét (erről ügyeljen!), de ismertek olyan vegyületek, amelyekben ez az elem VI, V, IV, III, II, I vegyértéket mutat.
Fontos megjegyezni néhányat kivételek: a fluor maximális (és egyetlen) vegyértéke I (és nem VII), oxigén - II (és nem VI), nitrogén - IV (a nitrogén azon képessége, hogy V vegyértéket mutasson, népszerű mítosz, amely még egyes iskolákban is megtalálható tankönyvek).
A vegyérték és az oxidációs állapot nem azonos fogalmak.
Ezek a fogalmak nagyon közel állnak egymáshoz, de nem szabad összekeverni őket! Az oxidációs állapotnak van előjele (+ vagy -), a vegyértéknek nincs; egy anyagban lévő elem oxidációs állapota lehet nulla, vegyértéke csak akkor nulla, ha izolált atomról van szó; az oxidációs állapot számértéke NEM eshet egybe a vegyértékkel. Például a nitrogén vegyértéke nitrogénben III, az oxidációs állapota = 0. A hangyasav szén vegyértéke = IV, az oxidációs állapot = +2.
Ha egy bináris vegyületben az egyik elem vegyértéke ismert, akkor a másik elem vegyértéke is megtalálható.
Ez nagyon egyszerűen történik. Ne felejtsük el a formális szabályt: a molekulában lévő első elem atomjai számának és vegyértékének szorzatának meg kell egyeznie a második elem hasonló szorzatával.
Az A x B y vegyületben: vegyérték (A) x = vegyérték (B) y
1. példa. Határozzuk meg az NH 3 vegyület összes elemének vegyértékét!
Megoldás. Ismerjük a hidrogén vegyértékét - állandó és egyenlő I-vel. A H vegyértéket megszorozzuk az ammónia molekulában lévő hidrogénatomok számával: 1 3 = 3. Ezért nitrogén esetén az 1 szorzata (az atomok száma) N) X-szel (a nitrogén vegyértéke) szintén egyenlő 3-mal. Nyilván X = 3. Válasz: N(III), H(I).
2. példa. Határozza meg a Cl 2 O 5 molekula összes elemének vegyértékét!
Megoldás. Az oxigénnek állandó vegyértéke (II), ennek az oxidnak a molekulája öt oxigénatomot és két klóratomot tartalmaz. Legyen a klór vegyértéke = X. Alkossuk meg az egyenletet: 5 2 = 2 X. Nyilván X = 5. Válasz: Cl(V), O(II).
3. példa. Határozzuk meg a klór vegyértékét az SCl 2 molekulában, ha ismert, hogy a kén vegyértéke II.
Megoldás. Ha a probléma szerzői nem mondták volna meg nekünk a kén vegyértékét, lehetetlen lett volna megoldani. Mind az S, mind a Cl változó vegyértékű elemek. Figyelembe véve a további információ, a megoldást az 1. és 2. példa séma szerint állítjuk össze. Válasz: Cl(I).
Két elem vegyértékének ismeretében létrehozhat egy bináris vegyület képletét.
Az 1-3. példákban a vegyértéket a képlet segítségével határoztuk meg; most próbáljuk meg a fordított eljárást.
4. példa. Írj egy képletet a kalcium és a hidrogén vegyületére!
Megoldás. A kalcium és a hidrogén vegyértéke ismert - II, illetve I. Legyen a kívánt vegyület képlete Ca x H y. Ismét összeállítjuk a jól ismert egyenletet: 2 x = 1 y. Ennek az egyenletnek az egyik megoldásaként vehetjük fel x = 1, y = 2. Válasz: CaH 2.
"Miért pontosan a CaH 2? - kérdezed. - Végül is a Ca 2 H 4 és a Ca 4 H 8 és még a Ca 10 H 20 változatok sem mondanak ellent a szabályunknak!"
A válasz egyszerű: vegye be a minimumot lehetséges értékek x és y. A megadott példában ezek a minimális (természetes!) értékek pontosan 1 és 2.
„Tehát az olyan vegyületek, mint az N 2 O 4 vagy a C 6 H 6, lehetetlenek?” – kérdezed. „Ezeket a képleteket ki kell cserélni NO 2-re és CH-ra?”
Nem, lehetségesek. Ráadásul az N 2 O 4 és az NO 2 teljesen különböző anyagok. De a CH képlet egyáltalán nem felel meg egyetlen valódi stabil anyagnak sem (ellentétben a C 6 H 6-tal).
Az elmondottak ellenére a legtöbb esetben követheti a szabályt: vegye legkisebb értékek indexek.
5. példa. Írj egy képletet a kén és a fluor vegyületére, ha ismert, hogy a kén vegyértéke hat!
Megoldás. Legyen a vegyület képlete S x F y. A kén vegyértéke adott (VI), a fluoré állandó (I). Újra megfogalmazzuk az egyenletet: 6 x = 1 y. Könnyen érthető, hogy a változók lehető legkisebb értéke 1 és 6. Válasz: SF 6.
Valójában itt van az összes fő pont.
Most ellenőrizze magát! Azt javaslom, menjen át egy rövid teszt a "Valence" témában.
Koncepció vegyérték a latin „valentia” szóból származik, és a 19. század közepén ismerték. A vegyérték első „kiterjedt” említése J. Dalton munkáiban volt, aki azt állította, hogy minden anyag atomokból áll, amelyek bizonyos arányban kapcsolódnak egymáshoz. Aztán Frankland bevezette a vegyérték fogalmát, amely megállapította további fejlődés Kekule munkáiban, aki a vegyérték és a kémiai kötés kapcsolatáról beszélt, A.M. Butlerov, aki szerkezetelméletében szerves vegyületek a vegyértéket egyik vagy másik reakcióképességével társítják kémiai vegyületés D.I. Mengyelejev (a kémiai elemek periódusos rendszerében egy elem legmagasabb vegyértékét a csoportszám határozza meg).
MEGHATÁROZÁS
Vegyérték A kovalens kötések száma, amelyet egy atom kovalens kötéssel kombinálva képes létrehozni.
Egy elem vegyértékét az atomban lévő párosítatlan elektronok száma határozza meg, mivel ezek részt vesznek az atomok közötti kémiai kötések kialakításában a vegyületek molekuláiban.
Az atom alapállapotát (minimális energiájú állapot) az atom elektronkonfigurációja jellemzi, amely megfelel az elem periódusos rendszerbeli helyzetének. A gerjesztett állapot egy atom új energiaállapota, az elektronok új eloszlásával a vegyértékszinten belül.
Az elektronok elektronikus konfigurációi egy atomban nem csak formában ábrázolhatók elektronikus képletek, hanem elektronikus grafikus képletek (energia, kvantumcellák) segítségével is. Mindegyik cella egy pályát jelöl, a nyíl egy elektront, a nyíl iránya (fel vagy le) az elektron spinjét, a szabad cella pedig egy szabad pályát jelöl, amelyet az elektron gerjesztett állapotban elfoglalhat. Ha egy cellában 2 elektron van, az ilyen elektronokat párosnak, ha 1 elektron van, párosatlannak nevezzük. Például:
6 C 1s 2 2s 2 2p 2
A pályák megtelnek a következő módon: először egy elektron azonos spinekkel, majd egy második elektron ellentétes spinekkel. Mivel a 2p alszintnek három pályája van ugyanaz az energia, akkor a két elektron mindegyike egy-egy pályát foglalt el. Egy pálya szabad maradt.
Elem vegyértékének meghatározása elektronikus grafikus képletek segítségével
Egy elem vegyértéke elektrongrafikus képletekkel határozható meg az atom elektronjainak elektronkonfigurációjára. Tekintsünk két atomot - a nitrogént és a foszfort.
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Mert Egy elem vegyértékét a párosítatlan elektronok száma határozza meg, ezért a nitrogén vegyértéke III. Mivel a nitrogénatomnak nincsenek üres pályái, gerjesztett állapot ennél az elemnél nem lehetséges. A III azonban nem a nitrogén maximális vegyértéke, a nitrogén maximális vegyértéke V, és a csoportszám határozza meg. Ezért nem szabad megfeledkezni arról, hogy elektronikus grafikus képletek használatával nem mindig lehet meghatározni a legmagasabb vegyértéket, valamint az elemre jellemző összes vegyértéket.
15 P 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3
Alapállapotban a foszforatomnak 3 párosítatlan elektronja van, ezért a foszfor vegyértéke III. A foszforatomban azonban vannak szabad d-pályák, ezért a 2s alszinten elhelyezkedő elektronok képesek párosítani és elfoglalni a d-alszint üres pályáit, pl. izgatott állapotba kerül.
Most a foszforatomnak 5 párosítatlan elektronja van, ezért a foszfornak is V vegyértéke van.
Több vegyértékértékkel rendelkező elemek
Az IVA – VIIA csoportok elemei több vegyértékértékkel is rendelkezhetnek, és a vegyérték általában 2 egységnyi lépésekben változik. Ez a jelenség annak köszönhető, hogy az elektronok párban vesznek részt a kémiai kötés kialakításában.
A fő alcsoportok elemeivel ellentétben a legtöbb vegyületben a B-alcsoportok elemei nem mutatnak magasabb vegyértéket, mint a csoportszám, például a réz és az arany. Általában az átmeneti elemek nagy változatosságot mutatnak kémiai tulajdonságok, amit a vegyértékek nagy halmaza magyaráz.
Tekintsük az elemek elektronikus grafikus képleteit, és állapítsuk meg, hogy az elemek miért eltérő vegyértékekkel rendelkeznek (1. ábra).
Feladatok: meghatározza az As és Cl atomok vegyértéklehetőségeit alap- és gerjesztett állapotban.
