Motivul dorinței frecvente de a mânca dulciuri. De ce vrei dulciuri și cu ce le poți înlocui? Ce lipsește în organism? Cine iubește mai mult dulciurile?

Valenţă– capacitatea elementelor de a atasa alte elemente de ele însele.

Vorbitor într-un limbaj simplu, acesta este un număr care arată câte elemente se poate atașa un anumit atom.

Punctul cheie în chimie este să scrieți corect formulele compușilor.

Există mai multe reguli care ne ușurează compoziția corectă formule

1. Valența tuturor metalelor din subgrupele principale este egală cu numărul grupului:

Figura prezintă un exemplu de subgrupuri principale și secundare ale grupului I.

2. Valența oxigenului este de două

3. Valența hidrogenului este una

4. Nemetalele prezintă două tipuri de valență:

• Cel mai scăzut (grupa a 8-a)
• Cel mai mare (egal cu numărul grupului)

A) În compușii cu metale, nemetalele prezintă o valență mai mică!

B) În compușii binari, suma valenței unui tip de atom este egală cu suma valenței altui tip de atom!

Valența aluminiului este de trei (aluminiul este un metal Grupa III). Valența oxigenului este de două. Suma valenței pentru doi atomi de aluminiu este 6. Suma valenței pentru trei atomi de oxigen este, de asemenea, 6.

1) Determinați valențele elementelor din compuși:

Valența aluminiului este III. În formula 1, atom => valența totală este de asemenea egală cu 3. Prin urmare, pentru toți atomii de clor, valența va fi și ea egală cu 3 (regula compușilor binari). 3:3=1. Valența clorului este 1.

Valența oxigenului este 2. Într-un compus sunt 3 atomi de oxigen => valența totală este 6. Pentru doi atomi valența totală este 6 => pentru un atom de fier - 3 (6:2 = 3)

2) Alcătuiți formule pentru un compus format din:

sodiu și oxigen

Valența oxigenului este II.

Sodiul este un metal din primul grup al subgrupului principal => valența sa este I.

Diferitele elemente chimice diferă prin capacitatea lor de a forma legături chimice, adică de a se combina cu alți atomi. Prin urmare, în substanțele complexe nu pot fi prezente decât în ​​anumite proporții. Să ne dăm seama cum să determinăm valența folosind tabelul periodic.

Există o astfel de definiție a valenței: aceasta este capacitatea unui atom de a forma un anumit număr de legături chimice. Spre deosebire de , această cantitate este întotdeauna numai pozitivă și este notă cu cifre romane.

Această caracteristică pentru hidrogen este folosită ca unitate, care este luată egală cu I. Această proprietate arată cu câți atomi monovalenți se poate combina un anumit element. Pentru oxigen, această valoare este întotdeauna egală cu II.

Este necesar să cunoașteți această caracteristică pentru a înregistra corect formule chimice substanțe și ecuații. Cunoașterea acestei cantități va ajuta la stabilirea relației dintre numărul de atomi tipuri variateîntr-o moleculă.

Acest concept a apărut în chimie în secolul al XIX-lea. Frankland a început o teorie care explică combinația de atomi în diferite proporții, dar ideile sale despre „forța de legare” nu erau foarte răspândite. Rolul decisiv în dezvoltarea teoriei i-a revenit lui Kekula. El a numit proprietatea de a forma un anumit număr de legături basicitate. Kekulé credea că aceasta este o proprietate fundamentală și neschimbătoare a fiecărui tip de atom. Butlerov a făcut completări importante teoriei. Odată cu dezvoltarea acestei teorii, a devenit posibilă reprezentarea vizuală a moleculelor. Acest lucru a fost foarte util în studierea structurii diferitelor substanțe.

Cum poate ajuta tabelul periodic?

Puteți găsi valența uitându-vă la numărul grupului în versiunea cu perioadă scurtă. Pentru majoritatea elementelor pentru care această caracteristică este constantă (ia o singură valoare), aceasta coincide cu numărul grupului.

Astfel de proprietăți au subgrupuri principale. De ce? Numărul grupului corespunde numărului de electroni din învelișul exterior. Acești electroni se numesc electroni de valență. Ei sunt responsabili pentru capacitatea de a se conecta cu alți atomi.

Grupul este format din elemente cu o structură electronică similară, iar sarcina nucleară crește de sus în jos. Pe termen scurt, fiecare grup este împărțit în subgrupe principale și secundare. Reprezentanții subgrupurilor principale sunt elementele s și p, reprezentanții subgrupurilor laterale au electroni în orbitalii d și f.

Cum se determină valența elemente chimice daca se schimba? Poate coincide cu numărul grupului sau poate fi egal cu numărul grupului minus opt și poate lua și alte valori.

Important! Cu cât elementul este mai sus și la dreapta, cu atât capacitatea sa de a forma relații este mai mică. Cu cât este deplasat mai mult în jos și la stânga, cu atât este mai mare.

Modul în care se modifică valența în tabelul periodic pentru un anumit tip de atom depinde de structura învelișului său de electroni. Sulful, de exemplu, poate fi di-, tetra- și hexavalent.

În starea de bază (neexcitată) a sulfului, doi electroni nepereche sunt localizați în subnivelul 3p. În această stare, se poate combina cu doi atomi de hidrogen și poate forma hidrogen sulfurat. Dacă sulful intră într-o stare mai excitată, atunci un electron se va muta la subnivelul 3d liber și vor fi 4 electroni nepereche.

Sulful va deveni tetravalent. Dacă îi oferi și mai multă energie, atunci un alt electron se va muta de la subnivelul 3s la 3d. Sulful va intra într-o stare și mai excitată și va deveni hexavalent.

Constant și variabil

Uneori, capacitatea de a forma legături chimice se poate schimba. Depinde de compusul în care este inclus elementul. De exemplu, sulful în H2S este bivalent, în SO2 este tetravalent, iar în SO3 este hexavalent. Cea mai mare dintre aceste valori este numită cea mai mare, iar cea mai mică este numită cea mai mică. Valențele cele mai înalte și cele mai mici conform tabelului periodic pot fi stabilite astfel: cea mai mare coincide cu numărul grupului, iar cea mai mică este egală cu 8 minus numărul grupului.

Cum se determină valența elementelor chimice și dacă se modifică? Trebuie să stabilim dacă avem de-a face cu un metal sau cu un nemetal. Dacă este un metal, trebuie să stabiliți dacă aparține subgrupului principal sau secundar.

• Metalele principalelor subgrupe au capacitatea constantă de a forma legături chimice.
• Pentru metalele subgrupelor secundare - variabilă.
• Pentru nemetale este, de asemenea, variabilă. În cele mai multe cazuri, capătă două semnificații - superior și inferior, dar uneori poate fi număr mai mare Opțiuni. Exemple sunt sulful, clorul, bromul, iodul, cromul și altele.

La compuși, valența cea mai scăzută este arătată de elementul care este mai sus și, respectiv, la dreapta în tabelul periodic, cea mai mare este cel care este la stânga și mai jos.

Adesea, capacitatea de a forma legături chimice capătă mai mult de două semnificații. Atunci nu le vei putea recunoaște din tabel, dar va trebui să le înveți. Exemple de astfel de substanțe:

• carbon;
• sulf;
• clor;
• brom.

Cum se determină valența unui element în formula unui compus? Dacă este cunoscut pentru alte componente ale substanței, acest lucru nu este dificil. De exemplu, trebuie să calculați această proprietate pentru clorul în NaCl. Sodiul este un element al subgrupului principal al primului grup, deci este monovalent. În consecință, clorul din această substanță poate crea o singură legătură și este, de asemenea, monovalent.

Important! Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibil să se afle această proprietate pentru toți atomii dintr-o substanță complexă. Să luăm ca exemplu HClO4. Cunoscând proprietățile hidrogenului, putem stabili doar că ClO4 este un reziduu monovalent.

Cum altfel poți afla această valoare?

Capacitatea de a forma un anumit număr de conexiuni nu coincide întotdeauna cu numărul grupului și, în unele cazuri, va trebui pur și simplu învățat. Aici mai departe va veni ajutorul tabelul de valență a elementelor chimice, care arată valorile acestei valori. Manualul de chimie de clasa a VIII-a oferă valori pentru capacitatea de a se combina cu alți atomi din cele mai comune tipuri de atomi.

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
Cr	2, 3, 6
S	2, 4, 6
N	3, 4
P	3, 5
Sn, Pb	2, 4
Cl, Br, I	1, 3, 5, 7

Aplicație

Merită spus că chimiștii folosesc în prezent cu greu conceptul de valență conform tabelului periodic. În schimb, conceptul de stare de oxidare este folosit pentru capacitatea unei substanțe de a forma un anumit număr de relații, pentru substanțele cu structură - covalență, iar pentru substanțele cu structură ionică - sarcină ionică.

Cu toate acestea, conceptul luat în considerare este utilizat în scopuri metodologice. Cu ajutorul lui este ușor de explicat de ce atomii tipuri diferite se combină în rapoartele pe care le observăm și de ce aceste rapoarte sunt diferite pentru diferiți compuși.

Pe acest moment abordarea conform căreia combinarea elementelor în substanțe noi a fost explicată întotdeauna folosind valența conform tabelului periodic, indiferent de tipul de legătură din compus, este depășită. Acum știm că pentru legăturile ionice, covalente, metalice există mecanisme diferite combinarea atomilor în molecule.

Video util

Să rezumam

Folosind tabelul periodic, nu este posibil să se determine capacitatea de a forma legături chimice pentru toate elementele. Pentru cei care prezintă o valență conform tabelului periodic, în cele mai multe cazuri este egală cu numărul grupului. Dacă există două opțiuni pentru această valoare, atunci aceasta poate fi egală cu numărul grupului sau opt minus numărul grupului. Există și tabele speciale prin care puteți afla această caracteristică.

Valenta este capacitatea unui atom a acestui element formează un anumit număr de legături chimice.

Figurat vorbind, valența este numărul de „mâini” cu care un atom se agață de alți atomi. Desigur, atomii nu au nicio „mână”; rolul lor este jucat de aşa-zişii. electroni de valență.

Poți spune altfel: Valenta este capacitatea unui atom dintr-un anumit element de a atasa un anumit numar de alti atomi.

Următoarele principii trebuie înțelese clar:

Există elemente cu valență constantă (dintre care sunt relativ puține) și elemente cu valență variabilă (dintre care majoritatea sunt).

Elementele cu valență constantă trebuie reținute:

Elementele rămase pot prezenta valențe diferite.

Cea mai mare valență a unui element coincide în majoritatea cazurilor cu numărul grupului în care se află elementul.

De exemplu, manganul se găsește în grupa VII(subgrup lateral), cea mai mare valență a lui Mn este șapte. Siliciul este situat în grupul IV (subgrupul principal), valența sa cea mai mare este de patru.

Trebuie reținut, însă, că cea mai mare valență nu este întotdeauna singura posibilă. De exemplu, cea mai mare valență a clorului este șapte (ai grijă de asta!), dar sunt cunoscuți compuși în care acest element prezintă valențe VI, V, IV, III, II, I.

Este important să ne amintim câteva exceptii: valența maximă (și singura) a fluorului este I (și nu VII), oxigenul - II (și nu VI), azotul - IV (capacitatea azotului de a prezenta valența V este un mit popular care se găsește chiar și în unele școli manuale).

Valenta si starea de oxidare nu sunt concepte identice.

Aceste concepte sunt destul de apropiate, dar nu trebuie confundate! Starea de oxidare are semn (+ sau -), valența nu; starea de oxidare a unui element dintr-o substanță poate fi zero, valența este zero doar dacă avem de-a face cu un atom izolat; valoarea numerică a stării de oxidare poate NU coincide cu valența. De exemplu, valența azotului în N 2 este III, iar starea de oxidare = 0. Valența carbonului în acidul formic este = IV, iar starea de oxidare = +2.

Dacă se cunoaște valența unuia dintre elementele dintr-un compus binar, se poate găsi valența celuilalt.

Acest lucru se face destul de simplu. Amintiți-vă de regula formală: produsul dintre numărul de atomi ai primului element dintr-o moleculă și valența acesteia trebuie să fie egal cu un produs similar pentru al doilea element.

În compusul A x B y: valența (A) x = valența (B) y

Exemplul 1. Aflați valențele tuturor elementelor din compusul NH3.

Soluţie. Cunoaștem valența hidrogenului - este constantă și egală cu I. Înmulțim valența H cu numărul de atomi de hidrogen din molecula de amoniac: 1 3 = 3. Prin urmare, pentru azot, produsul lui 1 (numărul de atomi N) prin X (valența azotului) ar trebui să fie, de asemenea, egală cu 3. Evident, X = 3. Răspuns: N(III), H(I).

Exemplul 2. Aflați valențele tuturor elementelor din molecula de Cl 2 O 5.

Soluţie. Oxigenul are o valență constantă (II); molecula acestui oxid conține cinci atomi de oxigen și doi atomi de clor. Fie valența clorului = X. Să creăm ecuația: 5 2 = 2 X. Evident, X = 5. Răspuns: Cl(V), O(II).

Exemplul 3. Aflați valența clorului în molecula de SCl 2 dacă se știe că valența sulfului este II.

Soluţie. Dacă autorii problemei nu ne-ar fi spus valența sulfului, ar fi fost imposibil să o rezolvăm. Atât S cât și Cl sunt elemente cu valență variabilă. Tinand cont Informații suplimentare, soluția se construiește după schema exemplelor 1 și 2. Răspuns: Cl(I).

Cunoscând valențele a două elemente, puteți crea o formulă pentru un compus binar.

În exemplele 1 - 3, am determinat valența folosind formula; acum să încercăm să facem procedura inversă.

Exemplul 4. Scrieți o formulă pentru compusul de calciu și hidrogen.

Soluţie. Sunt cunoscute valențele calciului și hidrogenului - II și respectiv I. Fie formula compusului dorit să fie Ca x H y. Compunem din nou binecunoscuta ecuație: 2 x = 1 y. Ca una dintre soluțiile acestei ecuații, putem lua x = 1, y = 2. Răspuns: CaH 2.

„De ce exact CaH 2? - întrebați. - La urma urmei, variantele Ca 2 H 4 și Ca 4 H 8 și chiar Ca 10 H 20 nu contrazic regula noastră!”

Răspunsul este simplu: ia minimul valori posibile x și y. În exemplul dat, aceste valori minime (naturale!) sunt exact 1 și 2.

„Deci, compuși precum N 2 O 4 sau C 6 H 6 sunt imposibili?” vă întrebați. „Ar trebui înlocuite aceste formule cu NO 2 și CH?”

Nu, sunt posibile. Mai mult, N2O4 şi NO2 sunt complet diferite substanțe. Dar formula CH nu corespunde deloc cu nicio substanță stabilă reală (spre deosebire de C 6 H 6).

În ciuda a tot ceea ce s-a spus, în majoritatea cazurilor poți respecta regula: ia cele mai mici valori indici.

Exemplul 5. Scrieți o formulă pentru compusul sulfului și fluorului dacă se știe că valența sulfului este de șase.

Soluţie. Fie formula compusului S x F y . Valenta sulfului este data (VI), valenta fluorului este constanta (I). Formulăm din nou ecuația: 6 x = 1 y. Este ușor de înțeles că cele mai mici valori posibile ale variabilelor sunt 1 și 6. Răspuns: SF 6.

Iată, de fapt, toate punctele principale.

Acum verifică-te! Vă sugerez să treceți printr-un scurt test pe tema „Valență”.

Concept valenţă provine din cuvântul latin „valentia” și era cunoscut la mijlocul secolului al XIX-lea. Prima mențiune „extensă” a valenței a fost în lucrările lui J. Dalton, care a susținut că toate substanțele constau din atomi legați între ei în anumite proporții. Apoi, Frankland a introdus însuși conceptul de valență, care a găsit dezvoltare ulterioarăîn lucrările lui Kekule, care a vorbit despre relația dintre valență și legătura chimică, A.M. Butlerov, care în teoria sa a structurii compusi organici valenţa asociată cu reactivitatea unuia sau altuia component chimicși D.I. Mendeleev (în Tabelul periodic al elementelor chimice, cea mai mare valență a unui element este determinată de numărul grupului).

DEFINIȚIE

Valenţă este numărul de legături covalente pe care le poate forma un atom atunci când este combinat cu o legătură covalentă.

Valența unui element este determinată de numărul de electroni nepereche dintr-un atom, deoarece aceștia participă la formarea legăturilor chimice între atomi din moleculele compușilor.

Starea fundamentală a unui atom (starea cu energie minimă) se caracterizează prin configurația electronică a atomului, care corespunde poziției elementului în Tabelul Periodic. O stare excitată este o nouă stare de energie a unui atom, cu o nouă distribuție a electronilor în nivelul de valență.

Configurațiile electronice ale electronilor dintr-un atom pot fi descrise nu numai sub formă formule electronice, dar și cu ajutorul formulelor grafice electronice (energie, celule cuantice). Fiecare celulă indică un orbital, o săgeată indică un electron, direcția săgeții (în sus sau în jos) indică spinul electronului, iar o celulă liberă reprezintă un orbital liber pe care un electron îl poate ocupa atunci când este excitat. Dacă într-o celulă există 2 electroni, astfel de electroni se numesc perechi, dacă există 1 electron, se numesc nepereche. De exemplu:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Orbitalii se umplu în felul următor: mai întâi un electron cu aceiași spini, apoi un al doilea electron cu spini opuși. Deoarece subnivelul 2p are trei orbitali cu aceeași energie, apoi fiecare dintre cei doi electroni a ocupat un orbital. Un orbital a rămas liber.

Determinarea valenței unui element folosind formule grafice electronice

Valența unui element poate fi determinată prin formule electron-grafice pentru configurațiile electronice ale electronilor dintr-un atom. Să luăm în considerare doi atomi - azot și fosfor.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Deoarece Valența unui element este determinată de numărul de electroni nepereche, prin urmare, valența azotului este III. Deoarece atomul de azot nu are orbiti goali, o stare excitată nu este posibilă pentru acest element. Cu toate acestea, III nu este valența maximă a azotului, valența maximă a azotului este V și este determinată de numărul grupului. Prin urmare, trebuie amintit că folosind formule grafice electronice nu este întotdeauna posibil să se determine cea mai mare valență, precum și toate valențele caracteristice acestui element.

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

În starea fundamentală, atomul de fosfor are 3 electroni nepereche, prin urmare, valența fosforului este III. Cu toate acestea, în atomul de fosfor există orbitali d liberi, prin urmare electronii aflați la subnivelul 2s sunt capabili să se perecheze și să ocupe orbitalii liberi ai subnivelului d, adică. intra într-o stare de excitat.

Acum atomul de fosfor are 5 electroni nepereche, prin urmare fosforul are și o valență de V.

Elemente cu valori multiple de valență

Elementele grupelor IVA – VIIA pot avea mai multe valori de valență, iar, de regulă, valența se modifică în trepte de 2 unități. Acest fenomen se datorează faptului că electronii participă în perechi la formarea unei legături chimice.

Spre deosebire de elementele subgrupurilor principale, elementele subgrupurilor B din majoritatea compușilor nu prezintă o valență mai mare egală cu numărul grupului, de exemplu, cuprul și aurul. În general, elementele de tranziție prezintă o mare diversitate proprietăți chimice, care se explică printr-un set mare de valențe.

Să luăm în considerare formulele grafice electronice ale elementelor și să stabilim de ce elementele au valențe diferite (Fig. 1).

Sarcini: determinați posibilitățile de valență ale atomilor de As și Cl în stările fundamentale și excitate.