Bepaal deur die valensie van die chemiese elemente

Kennis van die struktuur van atome en molekules in die XIX eeu kan die rede waarvoor 'n sekere aantal atome te vorm verbande met ander deeltjies nie verduidelik. Maar die idees van wetenskaplikes voor hul tyd, en die valensie van nog bestudeer as een van die basiese beginsels van chemie.

Uit die geskiedenis van die konsep van "valensie van die chemiese elemente"

Uitstaande Britse chemikus XIX eeu Edvard Franklend gevat onder die term "kommunikasie" in die wetenskaplike gebruik om die interaksie van die atome met mekaar te beskryf. Wetenskaplike opgemerk dat sommige chemiese elemente vorm verbindings met dieselfde hoeveelheid ander atome. Byvoorbeeld, stikstof heg drie waterstofatome in 'n molekule van ammoniak.

In Mei 1852 Frankland na vore gebring die hipotese dat daar 'n spesifieke aantal chemiese bindings wat 'n atoom kan vorm met ander klein deeltjies van materie. Frankland gebruik die frase "die koppeling van krag" om te beskryf wat sou later valensie genoem word. gestig as die chemiese bindings Britse chemikus vorm atome van individuele elemente in die middel van die XIX eeu bekend. Werk Frankland was 'n belangrike bydrae tot die moderne strukturele chemie.

ontwikkeling van standpunte

Duitse chemikus FA Kekule bewys in 1857 dat koolstof is chetyrehosnovnym. In sy eenvoudigste verbinding - metaan - ontstaan te danke aan 4 waterstofatome. Die term "basisiteit" wetenskaplike gebruik om elemente eienskappe verbind 'n vaste aantal ander deeltjies aanwys. In Rusland, data op die struktuur van materie gesistematiseerde A. M. Butlerov (1861). Verdere ontwikkeling van die teorie van chemiese binding verkry deur die leringe van die periodieke verandering in die eienskappe van elemente. Die skrywer - 'n ander uitstaande Russiese chemikus D. I. Mendeleev. Dit bewys dat die valensie van die chemiese elemente in die verbindings en ander eienskappe word bepaal deur die posisie wat hulle in die periodieke stelsel beset.

Grafiese voorstelling van valensie en chemiese binding

Die moontlikheid van die verbeelding van molekules - een van die ongetwyfelde meriete van valensie teorie. Die eerste model verskyn in 1860, en sedertdien 1864 het al met behulp van struktuurformules verteenwoordig chemiese n rond punt binne. Tussen simbole Dash atome aangedui chemiese binding, en die aantal lyne is gelyk aan die valensie. In daardie selfde jaar, is gemaak om die eerste sharosterzhnevye model (sien. Foto aan die linkerkant). In 1866 voorgestelde Kekule stereochemiese patroon van koolstofatome in die vorm van 'n tetrahedron, wat hy in sy boek "Organic Chemistry".

Valensie van die chemiese elemente, en die opkoms van verhoudings bestudeer deur G. Lewis, wat ná die sy werke in 1923 gepubliseer ontdekking van die elektron. Sogenaamde negatief gelaaide klein deeltjies, wat deel van die atoom skulpe is. In sy boek, Lewis het 'n punt om die vier kante van die chemiese simbool vir die vertoning van die valenselektrone.

Valensie van waterstof en suurstof

Voor die skepping van die periodieke stelsel van valensie van die chemiese elemente in die verbindings is gemaak om te vergelyk met die atome waaraan dit bekend. Waterstof en suurstof is gekies as verwysing. Nog 'n chemiese element is aangetrokke óf vervang vir 'n sekere aantal H atome, en O.

Op hierdie wyse is die eienskappe bepaal in 'n monovalente verbindings met waterstof (die valensie van die tweede element is deur die Romeinse syfer aangewys):

• HCl - chloor (I):
• H ₂ O - suurstof (II);
• NH ₃ - stikstof (III);
• CH ₄ - koolstof (IV).

Die oksiede van K ₂ O, CO, N ₂ O _3, SiO _2, SO ₃ is bepaal deur die valensie van metale en metale suurstof, die verdubbeling van die aantal atome eerbare O. behaal volgende waardes: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Hoe om die valensie van die chemiese elemente moet bepaal

Daar is wette van die vorming van chemiese bindings met die gemeenskaplike elektronpare:

• Tipiese waterstof valensie - I.
• Normale suurstof valensie van - II.
• Vir elemente metale-laer valens kan bepaal word deur die formule 8 - № groep waarin hulle in die periodieke stelsel. Hoër, as dit kan bepaal word deur die groepnommer.
• Vir kant elemente van subgroepe maksimum moontlik valensie is dieselfde as die aantal groepe in die periodieke tabel.

Bepaling van valensie van die chemiese elemente van saamgestelde van formule gebruik die volgende algoritme uitgevoer:

1. Rekord op die top van die chemies bekende bekende waarde vir een van die elemente. Byvoorbeeld, in Mn ₂ O ₇ suurstof valensie is II.
2. Bereken die totale waarde, wat moet vermenigvuldig word met die valensie van die aantal atome van dieselfde chemiese element in die molekule, 2 * 7 = 14.
3. Bepaal die valensie van die tweede element, waarvoor dit is onbekend. Verdeel verkry in Art. 2 waarde deur die aantal Mn atome in die molekule.
4. 14: 2 = 7. Die valensie van mangaanoksied in sy hoogste - VII.

Permanente en veranderlike valensie

Valence waardes van waterstof en suurstof is anders. Byvoorbeeld, swael in die mengsel van H ₂ S is divalente, as in formule SO ₃ - zeswaardig. Die koolstofmonoksied met suurstof reageer, CO en CO ₂ koolstofdioksied. Die eerste verbinding is die valensie van C II, en in die tweede - IV. Dieselfde waarde in metaan CH _4.

Die meeste van die elemente nie konstant en veranderlike valensie, bv, fosfor, stikstof, swael nie uitstal. Die soektog na die hoofoorsake van hierdie verskynsel het gelei tot 'n teorie van chemiese binding, konsepte van valenskilelektrone, molekulêre orbitale. Die bestaan van verskillende waardes van dieselfde eienskappe verkry met die verduideliking van die struktuur van atome en molekules posisie.

Moderne opvattings van valensie

Alle atome bestaan uit positiewe kern omring deur negatief gelaaide elektrone. Die buitenste skil, wat hulle vorm, is onvoltooid. Die voltooide struktuur is die mees stabiele, dit bevat 8 elektrone (octet). Chemiese binding met die gemeenskaplike elektronpare resultate in energiek gunstige toestand atome.

Reël vir die vorming van verbindings is die voltooiing van 'n dop of deur die ontvangs van elektrone recoil ongepaarde - afhangende van of die proses is makliker om te slaag. As atoom maak voorsiening vir die stigting van 'n chemiese binding negatiewe deeltjies sonder pair, die bande vorm dit solank dit ongepaarde elektrone. Volgens moderne konsepte, die valensie van atome van chemiese elemente - is die vermoë om 'n sekere aantal van kovalente bindings te produseer. Byvoorbeeld, in die molekule, H ₂ S swael, waterstofsulfied verkry valensie II (-), omdat elke atoom deelneem aan die vorming van twee elektronpare. Die teken "-" dui op die aantreklikheid van die elektronpaar aan die meer elektronegatiewe element. Ten minste elektronegatiewe ter waarde van valensie voeg daar "+".

Wanneer skenker-akseptor meganisme betrokke is in die proses van elektronpare van een element en die ander gratis valensie orbitale.

Die afhanklikheid van die valensie van die struktuur van die atoom

Oorweeg byvoorbeeld koolstof en suurstof, as dit hang af van die struktuur van stowwe valensie van die chemiese elemente. Periodieke tabel gee 'n oorsig van die basiese eienskappe van die koolstofatoom:

• chemiese simbool - C;
• itemnommer - 6;
• kernlading - 6;
• protone in die kern - 6;
• elektron - 6, insluitend 4 eksterne, 2 van watter vorm 'n paar, 2 - ongepaarde.

As die koolstofatoom vorm twee bande in monoookside CO, dan die gebruik daarvan voorsien word slegs 6 negatiewe deeltjies. Om octets wat nodig is om te paar 4 gevorm eksterne negatiewe deeltjies verkry. Koolstof het 'n valensie van IV (+) in koolstofdioksied en IV (-) in metaan.

Ordinale nommer van suurstof - 8, die valensieskil bestaan uit ses elektrone, twee van hulle vorm 'n paar en is betrokke by chemiese bindings en interaksie met ander atome. Tipiese suurstof valensie - II (-).

Die valensie en oksidasietoestand

In baie gevalle is dit meer gerieflik om die term "graad van oksidasie" gebruik. Sogenaamde beheer atoom wat dit sou bekom as al elektrone om die bindende element, wat 'n hoër waarde elektroootritsatelnosti (EO) het verskuif. Die oksidasiegetal van die eenvoudige stof is nul. Deur oksidasie meer EO bygevoeg element "-" teken, minder elektronegatiewe - "+". Byvoorbeeld, die hoof groep metale vir tipiese oksidasie en ioon koste gelyke aantal met die teken van die "+". In die meeste gevalle die valensie en oksidasietoestand van atome in dieselfde mengsel numeries ooreenstem. Net vir interaksie met meer elektronegatiewe atome positiewe oksidasietoestand, met elemente waarvan EO onder - negatief. Die konsep van "valensie van" geld dikwels net na die stof van die molekulêre struktuur.