Kot ga določi valence kemijskih elementov

Poznavanje strukture atomov in molekul v XIX ne more pojasniti razloga za določeno število atomov tvorijo vezi z drugimi delci. Vendar se ideje znanstvenikov pred svojim časom, in valenca še študiral kot enega od temeljnih načel kemije.

Iz zgodovine pojma "valence kemijskih elementov"

Izjemna britanski kemik XIX stoletja Edvard Franklend skoval izraz "komunikacijo" v znanstveni uporabi za opis interakcije atomov s seboj. Znanstvena opazil, da nekateri kemični elementi tvorijo spojine z enako količino drugih atomov. Na primer, dušik veže tri atome vodika v molekuli amoniaka.

V maju 1852 Dežela Frankov navedla hipotezo, da obstaja določeno število kemijskih vezi, ki lahko atom tvorijo z drugimi drobnimi delci materije. Dežela Frankov uporabil besedno zvezo "povezovalna sila" za opis, kaj bi se kasneje imenuje valence. Britanski kemik določena kot kemične vezi tvorijo atome posameznih elementov, znanih v sredi XIX. Delo Dežela Frankov je bil pomemben prispevek k sodobni strukturne kemije.

Razvoj ogledov

Nemški kemik FA Kekulejeve izkazal leta 1857, da je ogljik chetyrehosnovnym. V najpreprostejši Spojina - metan - nastanejo zaradi 4 atome vodika. Izraz "bazičnost" znanstvenik uporablja za označevanje elementa lastnosti povezovanje določenega števila drugih delcev. V Rusiji, podatki o strukturi glede na to, sistematizirati A. M. Butlerov (1861). Nadaljnji razvoj teorije kemijske vezi, pridobljenega z nauki periodične spremembe v lastnostih elementov. Njen avtor - še en izjemno ruski kemik D. I. Mendelejev. Izkazalo, da so valenca kemijskih elementov v spojinah in druge lastnosti določen s položajem, ki ga zavzemajo v periodnega sistema.

Grafični prikaz valentno in kemijske vezave

Možnost vizualizacije molekul - eden nedvomne prednosti teorije valentno. Prvi model je pojavil leta 1860, od leta 1864 je bila s pomočjo strukturnih formul , ki predstavljajo kemično obodno oznako notri. Med simboli dash atomi označena kemijsko vez, in je število vrstic je enako valenco. V istih letih, je bila prvi sharosterzhnevye modela (gl. Slika na levi). Leta 1866 Kekulejeve spremembe stereokemijsko vzorec ogljikovih atomov v obliki tetraedra, ki je vključeno v svojem učbeniku "Organic Chemistry".

Valence kemijskih elementov, in pojav razmerij ki jih je proučil G. Lewis, ki je svoja dela v 1923 po objavljenem odkritju elektronov. Tako imenovano negativno nabiti drobne delce, ki so del atomskih lupin. V svoji knjigi, Lewis uporablja točko okoli štirih straneh kemijski simbol za prikaz na valenčnih elektronov.

Valenco vodika in kisika

Pred oblikovanjem periodnega sistema valence kemijskih elementov v spojinah bila narejena primerjava z atomi, na katere je znano. Vodik in kisik so bili izbrani kot referenca. Še en kemijski element privlači bodisi substituirana za določeno število atomov H in O.

Na ta način smo lastnosti določimo na monovalenten spojin z vodikom (valenco drugega elementa imenuje rimsko številko):

• HCl - kloro (I):
• _H2O - kisik (II);
• _NH3 - dušik (III);
• CH ₄ - ogljik (IV).

Oksidov K ₂ O, CO, N ₂ O ₃ SiO _2, SO ₃ smo določili s valenci kovin in nekovin kisik, podvojitev števila atomov pritrditi O. Dobimo naslednje vrednosti: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Kako ugotoviti valenco kemičnih elementov

Obstajajo zakoni tvorbe kemijskih vezi s skupnimi elektronskimi pari:

• Tipična vodik valenca - I.
• Običajno kisika valenca - II.
• Za se elementi nekovine-nižji valence lahko določi s formulo 8 - № skupino, v kateri so v periodnega sistema. Višje, če se lahko določi s številom skupine.
• Za stranskih elementov podskupin največja možna valenca je enako številu skupin periodnega sistema.

Določitev valenca kemijskih elementov spojine s formulo izvedemo po naslednjem algoritmu:

1. Snemanje na vrhu kemično znane znane vrednosti za enega od elementov. Na primer, v Mn ₂ O ₇ kisik valenca je II.
2. Izračuna se celotna vrednost, ki jo je treba pomnoženo s valenca števila atomov istega kemijskega elementa v molekuli, 2 * 7 = 14.
3. Določi valenco drugega elementa, za katere je znano. Deli pridobljeni v pogl. 2 vrednost s številom Mn atomov v molekuli.
4. 14: 2 = 7. valenca manganovega oksida v najvišji - VII.

Stalno in spremenljivo valence

Vrednosti valenco vodika in kisika se razlikujejo. Na primer, žveplo v spojini s _H2S dvovalentna, kot v formuli SO ₃ - šestvalentnega. Ogljikovega monoksida reagira s kisikom, CO in _CO2 dioksida. Prva spojina je valenca za C II, in drugi - IV. Enako vrednost v metan _CH4.

Večina elementov ne kažejo konstantno in spremenljivo valenco, npr fosfor, dušik, žveplo. Iskanje glavnih vzrokov za ta pojav je privedla do teorije kemijske vezave, koncepti valenčnih lupine elektronov, molekulskih orbital. Obstoj različnih vrednostih istih lastnosti dobljenih z razlago strukture atomov in molekul igro.

Sodobni koncepti valence

Vsi atomi so sestavljeni iz pozitivnega jedra obkrožen z negativno nabitih elektronov. Zunanja lupina, ki jo tvorijo, je nedokončan. Popolno struktura je najbolj stabilna, da vsebuje 8 elektronov (oktetov). Kemijsko spajanje s skupnimi elektronskimi pari za posledico energično ugodnih pogojih atomov.

Pravilo za tvorbo spojin je dokončanje lupini ali pa se elektroni recoil neparni - odvisno od tega, ali je postopek lažje prenesti. Če atomom omogoča tvorbo kemijska vez negativnih delcev brez para, vezi tvori dokler neparni elektronov. V skladu s sodobnimi koncepti, valenca atomov kemijskih elementov - je sposobnost, da proizvaja določeno število kovalentne vezi. Na primer, v molekuli, _H2S žveplo, vodikov sulfid pridobi valenco II (-), ker je vsak atom sodeluje pri izdelavi dveh elektronov parov. Znak "-" pomeni privlačnost elektronov paru z bolj elektro elementa. Vsaj elektro vrednosti valence doda "+".

Ko se mehanizem donor-akceptor vključeni v proces elektronskih parov enim elementom in drugimi prosta valenca orbital.

Odvisnost valenci strukture atomom

Upoštevajte npr ogljik in kisik, saj je odvisna od strukture snovi valenca kemijskih elementov. Periodni podan pregled osnovnih značilnosti ogljikovim atomom:

• kemijski simbol - C;
• Element številka - 6;
• jedrska polnjenje - 6;
• protonov v jedru - 6;
• elektronov - 6, vključno s 4 zunanji, od katerih 2 tvori par 2 - neparnega.

Če je atom ogljika tvori dve vezi v monoookside CO, potem je njena uporaba dobavlja le 6 negativne delce. Za pridobitev oktetov potrebne za par 4 tvorjene zunanje negativne delce. Ogljikov ima valenco IV (+) v dioksida in IV (-) v metan.

Številčno kisika - 8, valenca lupina sestavlja šest elektronov, dva od njih tvorita par in so vključene v kemijskih vezi in interakcije z drugimi atomi. Tipična kisika valenca - II (-).

Valenco in oksidacijsko stanje

V mnogih primerih je bolj primerno uporabljati izraz "stopnja oksidacije". Tako imenovana pristojbina atom, ki bi jo pridobili, če so vsi elektroni preselil k zavezujočemu element, ki ima višjo elektroootritsatelnosti vrednost (EO). Število oksidacijo navadno snovi enaka nič. Z oksidacijo več EO dodal element "-" znak, manj elektro - "+". Na primer, glavni skupini kovine za tipične oksidacijo in ion zaračunava enako število s predznakom od "+". V večini primerov je valenca in oksidacijsko stanje atomov v isti spojini numerično ujemajo. Šele ko interakcija z več elektro atomi pozitivno oksidacijsko stanje ob elementi, katerih EO naprodaj - negativni. Pojem "valence za" pogosto uporablja samo za vsebino molekularno strukturo.