Determinita de la valencia de la kemiaj elementoj

Scio de la strukturo de atomoj kaj molekuloj en la XIX jarcento ne povas klarigi la kialon por kiu iu numero de atomoj formas ligojn kun aliaj partikloj. Sed la ideoj de sciencistoj antaŭ sia tempo, kaj la valencia de ankoraŭ studita kiel unu el la bazaj principoj de la kemio.

El la historio de la koncepto de "valencia de la kemiaj elementoj"

Elstara brita kemiisto XIX jarcento Edvard Franklend stampis la terminon "komunikado" en la scienca uzo por priskribi la interago de la atomoj kun la alia. Scienca rimarkis ke iuj kemiaj elementoj formas kombinaĵojn kun la sama kvanto de aliaj atomoj. Ekzemple, nitrogeno alligas tri hidrogeno atomoj en molekulo de amoniako.

En majo 1852 Frenklendo starigita hipotezo, ke ekzistas specifa kvanto de kemiaj ligoj kiuj atomo povas formi kun aliaj etaj partikloj de materio. Frenklendo uzis la frazon "la konektanta forto" por priskribi kio poste estus nomita valencia. Brita kemiisto establita kiel la kemiaj ligoj formas atomoj de individuaj elementoj konataj en la mezo de la jarcento jarcento. Laboro Frenklendo estis grava kontribuo al moderna struktura kemio.

disvolviĝo de opinioj

Germana kemiisto FA Kekulé pruvis en 1857 ke karbono estas chetyrehosnovnym. En ĝia plej simpla kombinaĵo - metano - ekesti pro 4 atomoj de hidrogeno. La termino "basicidad" sciencisto uzita por designar elementoj ecoj konekti fiksa kelkaj aliaj partikloj. En Rusio, datumoj sur la strukturo de afero sistemigis A. M. Butlerov (1861). Pluevoluigo de la teorio de kemia ligo akiris tra la instruoj de la perioda ŝanĝo en la bienoj de elementoj. Lia aŭtoro - alia elstara rusa kemiisto D. I. Mendeleev. Montriĝis, ke la valencia de la kemiaj elementoj en la komponaĵoj, kaj aliaj ecoj estas determinitaj de la pozicio kiun ili okupas en la perioda sistemo.

Grafika reprezento de valencia kaj kemia ligo

La ebleco de visualizar molekuloj - unu el la nedubebla meritoj de valencia teorion. La unua modelo aperis en 1860, kaj ekde 1864 estis uzanta strukturan formuloj reprezentanta kemiaj ĉirkaŭiranta markon ene. Inter simboloj haltostreko atomoj skribata kemia ligo, kaj la nombro de linioj estas egala al la de valencia. En tiuj samaj jaroj, ĝi faris la unuan sharosterzhnevye modelo (vidu. Foto maldekstre). En 1866 Kekulé proponita stereochemical similajxon de atomoj de karbono en la formo de tetraedro, kiun li inkludas en lia lernolibro "Organika Kemio".

Valence de la kemiaj elementoj, kaj la apero de rilatoj studitaj de G. Lewis, kiu eldonis liajn laborojn en 1923 post la eltrovo de la elektrono. Tiel nomata negative ŝargita etaj partikloj, kiuj estas parto de la atoma konkoj. En sia libro, Lewis uzis punkton ĉirkaŭ la kvar flankoj de la kemia simbolo por la display de la elektronoj de valencia.

Valento de hidrogeno kaj oksigeno

Antaŭ la kreo de la perioda sistemo de valencia de la kemiaj elementoj en la komponaĵoj estis farita por kompari kun la atomoj al kiu ĝi estas konata. Hidrogeno kaj oksigeno estis elektita kiel referenco. Alia kemia elemento estas altiris aŭ anstataŭigita por iu numero de H atomoj kaj O.

En ĉi tiu maniero, la proprietoj estis decidita en monovalent komponaĵoj kun hidrogeno (la valento de la dua elemento estas designado por la roma numero):

• HCl - chloro (mi):
• _H2O - oksigeno (II);
• NH ₃ - nitrogeno (III);
• CH ₄ - karbono (IV).

La oksidoj de K ₂ O, CO, N ₂ Aŭ _3, SiO _2, SUB ₃ estis determinitaj fare de la valencia de metaloj kaj ne metaloj oksigeno, dublante la numero de atomoj attachable O. Akiritaj sekvajn valorojn: K (mi), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Kiel determini la valencia de la kemiaj elementoj

Ekzistas leĝoj de formado de kemiaj ligoj kun la komuna paroj de elektronoj:

• Tipaj hidrogeno valencia - I.
• Normala oksigeno valencia de - II.
• Por elementoj ne metaloj-suba valencia povas esti difinita per la formulo 8 - № grupo en kiu ili estas en la perioda sistemo. Pli alten, se ĝi povas esti difinita per la grupo nombro.
• Por flanko elementoj de subgrupoj maksimuma ebla valenco estas la sama kiel la nombro de grupoj en la perioda tabelo.

Determino de valencia de la kemiaj elementoj de komponaĵo de formulo estas efektivigita uzante la sekvajn algoritmo:

1. Rekorda sur la kemie familiara konata valoro por unu el la elementoj. Ekzemple, en Mn ₂ O ₇ oksigeno valenco estas Mondmilito.
2. Kalkuli la tuta valoro, kiu devas esti multiplikita per la valencia de la nombro de atomoj de la sama kemia elemento en la molekulo, 2 * 7 = 14.
3. Determini la valento de la dua elemento, por kiu ĝi estas nekonata. Dividu akiris en Sec. 2 valoron de la nombro de Mn atomoj en la molekulo.
4. 14: 2 = 7. La valencia de rusto de mangano en ĝia plej alta - VII.

Konstanta kaj varia valento

Valence valoroj de hidrogeno kaj oksigeno estas malsamaj. Ekzemple, sulfuro en la komponaĵo de H ₂ S estas divalent, kiel en formulo SUB ₃ - hexavalent. La CO reagas kun oksigeno, CO kaj CO ₂ dioksido. La unua komponaĵo estas la valencia de C Mondmilito, kaj en la dua - IV. La sama valoro en metano CH _4.

La plej multaj el la elementoj ne elmetas konstanta kaj varia valento, ekz-e, fosforo, nitrogeno, sulfuro. La serĉado de la ĉefaj kaŭzoj de tiu fenomeno kondukis al teorio de kemia ligado, konceptoj de valencia ŝelo elektronoj, orbitales moleculares. La ekzisto de malsamaj valoroj de la samaj propraĵoj akiritaj kun la klarigo de la strukturo de atomoj kaj molekuloj pozicio.

Modernaj konceptoj de valencia

Ĉiuj atomoj konsistas el pozitiva kerno ĉirkaŭita de negative ŝargita elektronoj. La ekstera ŝelo, kiun ili formas, estas nefinita. La kompletigita strukturo estas la plej stabila, ĝi enhavas 8 elektronoj (octet). Kemiaj kontakto kun la komuna paroj de elektronoj rezultigas energie favoraj kondiĉo atomoj.

Regulo por la formado de komponaĵoj estas la kompletigo de konko aŭ ricevi elektronoj regresi neparaj - depende de ĉu la procezo estas pli facile pasi. Se atomo provizas por la formado de kemia ligo negativaj partikloj ne havante paro, la ligiloj estas formata dum ĝi neparaj elektronoj. Laŭ modernaj konceptoj, la valencia de atomoj de kemiaj elementoj - estas la kapablo por produkti iun numeron de kovalentaj ligoj. Ekzemple en la molekulo, H ₂ S sulfuro, hidrogeno sulfuro akiras valencia II (-), ĉar ĉiu atomo partoprenas en la formado de du paroj de elektronoj. La signo "-" indikas la altiro de la paro de elektronoj al la pli elektronegativa elemento. Almenaŭ electronegativos al la valoro de valencia appends "+".

Kiam donanto-akceptanto mekanismo estas implikitaj en la procezo de paroj de elektronoj de unu ero kaj la alia libera valencia orbitoj.

La dependeco de la valencia de la strukturo de la atomo

Konsideru ekzemple karbono kaj oksigeno, kiel ĝi dependas de la strukturo de substancoj valencia de la kemiaj elementoj. Perioda Tabelo donas superrigardon de la bazaj karakterizaĵoj de la atomo de karbono:

• kemia simbolo - C;
• objektonombro - 6;
• nuklea ŝarĝo - 6;
• protonoj en la nukleo - 6;
• elektrono - 6, inkluzive de 4 eksteraj, 2 el kiuj formas paron, 2 - neparaj.

Se la karbonatomo formas du ligilojn monoookside CO, do ĝia uzo estas provizita nur 6 negativaj partikloj. Akiri octetos bezonis al dueto 4 formis eksteraj negativaj partikloj. Karbono havas valencia de IV (+) en dioksido kaj IV (-) en metano.

Ordaj da oksigeno - 8, la valenta ŝelo konsistas de ses elektronoj, du de ili formas paron kaj estas implikita en kemiaj ligoj kaj interago kun aliaj atomoj. Tipaj oksigeno valencia - II (-).

La valento kaj oksidiĝa

En multaj kazoj estas pli konvene uzi la terminon "grado de oxidación". Tiel nomata zorge atomon kiu enspezus se ĉiuj elektronoj esti movita al la devigaj elemento, kiu havas pli altan valoron elektroootritsatelnosti (EO). La oxidación numeron de la simpla substanco estas nulo. Por oxidación pli EO aldonis elementon "-" signo, malpli electronegativos - "+". Ekzemple, la ĉefa grupo metaloj por tipa oxidación kaj jonaj ŝargoj egala nombro kun la signo de la "+". Plejofte la valenco kaj oksidiĝa de atomoj en la sama komponaĵo ciferece koincidi. Nur kiam interago kun pli electronegativos atomoj pozitiva stato de oxidación, kun elementoj kies EO sube - negativaj. La koncepto de "valencia de" ofte aplikiĝas nur al la substanco de la molekula strukturo.