Концепция валентностидва от латинската дума „валентия“ и е била известна още в средата на 19 век. Първото "широко" споменаване на валентността е в творбите на Дж. Далтън, който твърди, че всички вещества са съставени от атоми, свързани помежду си в определени пропорции. След това Франкланд въвежда самата концепция за валентност, която открива по-нататъчно развитиев писанията на Кекуле, който говори за връзката на валентността и химическа връзка, А.М. Бутлеров, който в своята теория за структурата на органичните съединения свързва валентността с реактивността на определено химично съединение и D.I. Менделеев (в периодичната система химични елементинай -високата валентност на даден елемент се определя от номера на групата).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ВалентностСумата е ковалентни връзки, който атом може да образува заедно с ковалентна връзка.

Валентността на даден елемент се определя от числото несдвоени електрониатом, тъй като те участват в образуването на химическа връзка между атомите в молекулите на съединенията.

Основното състояние на атома (състоянието с минимална енергия) се характеризира с електронната конфигурация на атома, която съответства на положението на елемента в периодичната таблица. Възбуденото състояние е ново енергийно състояние на атом, с ново разпределение на електроните в рамките на нивото на валентност.

Електронните конфигурации на електрони в атом могат да бъдат изобразени не само под формата на електронни формули, но и с помощта на електронно-графични формули (енергия, квантови клетки). Всяка клетка показва орбитала, стрелка показва електрон, посоката на стрелка (нагоре или надолу) показва спина на електрон, свободна клетка показва свободна орбитала, която електрон може да заеме при възбуждане. Ако в клетката има 2 електрона, такива електрони се наричат ​​сдвоени, ако електрон 1 е неспарен. Например:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Орбиталите се запълват по следния начин: първо, един електрон със същите завъртания, а след това втори електрон с противоположни завъртания. Тъй като има три орбитали със същата енергия на 2p подниво, всеки от двата електрона заема една орбитала. Една орбитала остана свободна.

Определяне на валентността на даден елемент чрез електронно-графични формули

Валентността на даден елемент може да бъде определена чрез електронно-графичните формули на електронните конфигурации на електрони в атом. Помислете за два атома - азот и фосфор.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Защото валентността на даден елемент се определя от броя на несдвоените електрони, следователно валентността на азота е III. Тъй като азотният атом няма свободни орбитали, възбуденото състояние е невъзможно за този елемент. Въпреки това, III, а не максималната валентност на азота, максималната валентност на азота, V, се определя от броя на групите. Ето защо трябва да се помни, че с помощта на електронно-графични формули не винаги е възможно да се определи най-високата валентност, както и всички валентности, характерни за този елемент.

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

В основното състояние фосфорният атом има 3 несдвоени електрона, следователно валентността на фосфора е III. Във фосфорния атом обаче има свободни d-орбитали, поради което електроните, разположени на 2s-подниво, са в състояние да се раздвоят и заемат свободните орбитали на d-поднивото, т.е. преминават в възбудено състояние.

Сега фосфорният атом има 5 несдвоени електрона, следователно валентност, равна на V, е характерна за фосфора.

Елементи с множество стойности на валентност

Елементите на групите IVA - VIIA могат да имат няколко стойности на валентност и като правило валентността се променя поетапно с 2 единици. Това явление се дължи на факта, че електроните участват в образуването на химическа връзка по двойки.

За разлика от елементите на основните подгрупи, елементите на В-подгрупите в повечето съединения не показват най-високата валентност, равна на номера на групата, например мед и злато. Като цяло преходните елементи показват голямо разнообразие. химични свойства, което се обяснява с голям набор от валентности.

Нека разгледаме електронно-графичните формули на елементите и да установим, в тази връзка, елементите имат различни валентности (фиг. 1).

Задачи:дефинирам валентни възможности As и Cl атоми в основното и възбуденото състояние.

Понятието "валентност" се формира в химията с началото на XIXвек. Английският учен Е. Франкланд обърна внимание на факта, че всички елементи могат да образуват само определен брой връзки с атомите на други елементи. Той го нарече „свързваща сила“. По -късно немският учен Ф. А. Кекуле изучава метана и стига до заключението, че един въглероден атом може да прикрепи само четири водородни атома при нормални условия.

Той го нарече основен. Основността на въглерода е четири. Тоест въглеродът може да образува четири връзки с други елементи.

Във връзка с

Концепцията е доразвита в творбите на Д. И. Менделеев. Дмитрий Иванович разработи учението за периодичната промяна в свойствата на простите вещества. Той определи свързващата сила като способността на даден елемент да прикрепи определен брой атоми на друг елемент.

Определение по периодична таблица

Периодичната таблица ви позволява лесно да определите основността на елементите. Това изисква да може да чете периодичната таблица... Таблицата има осем групи вертикално, а точките са разположени хоризонтално. Ако периодът се състои от два реда, той се нарича голям, а ако от един - малък. Елементите са вертикално разположени в колони, неравномерно разпределени в групи. Валентността винаги се обозначава с римски цифри.

За да определите валентността, трябва да знаете каква е тя. За металите от основните подгрупи тя винаги е постоянна, а за неметали и метали от вторични подгрупи може да бъде променлива.

Константата е равна на номера на групата. Променливата може да бъде висока или ниска. Най -високата променлива е равна на номера на групата, а най -ниската се изчислява по формулата: осем минус номера на групата ... Когато определяте, трябва да запомните:

• за водород е равен на I;
• кислород - II.

Ако съединението има водороден или кислороден атом, тогава не е трудно да се определи неговата валентност, особено ако имаме хидрид или оксид пред нас.

Формула и алгоритъм

Елементите, разположени вдясно и по -високо в таблицата, имат най -ниската валентност. Обратно, ако елементът е по -нисък и вляво, тогава той ще бъде по -висок. За да я дефинирам, е необходимо да се следва универсалният алгоритъм:

Пример: Да вземем амонячно съединение - NH3. Знаем, че водородният атом има постоянна валентност и е равен на I. Умножете I по 3 (броят на атомите) - най -малкото кратно е 3. Азотът в тази формула има индекс, равен на единица. Оттук и заключението: разделяме 3 на 1 и получаваме, че за азота е равно на IIII.

Стойността за водород и кислород винаги е лесна за определяне. По -трудно е, когато трябва да се дефинира без тях. Например , съединение SiCl4... Как да се определи валентността на елементите в този случай? Хлорът е в 7 -ма група. Следователно, валентността му е 7 или 1 (осем минус номера на групата). Силицийът е в четвъртата група, което означава, че потенциалът му за образуване на връзки е четири. Става логично, че хлорът проявява най -ниската валентност в тази ситуация и е равен на I.

В съвременните учебници по химия винаги има таблица за валентността на химичните елементи. Това прави задачата много по -лесна за учениците. Темата се изучава в осми клас - в курса по неорганична химия.

Съвременни възгледи

Съвременни концепции за валентностсе основават на структурата на атомите. Атомът се състои от ядро ​​и електрони, които обикалят.

Самото ядро ​​се състои от протони и неутрони, които определят атомното тегло. За да бъде веществото стабилно, енергийните му нива трябва да бъдат запълнени и да имат осем електрона.

При взаимодействие елементите се стремят към стабилност и или даряват своите несдвоени електрони, или ги получават. Взаимодействието протича по принципа "кое е по -лесно" - да се дават или получават електрони. Зависи и от това как се променя валентността в периодичната таблица. Броят на несдвоените електрони във външната енергийна орбитала е равен на номера на групата.

Като пример

Натриев алкален метале в първата група на периодичната система на Менделеев. Това означава, че той има един недвоен електрон на външното енергийно ниво. Хлорът е в седмата група. Това означава, че хлорът има седем несдвоени електрона. На хлора му липсва точно един електрон, за да завърши енергийното ниво. Натрият му дава своя електрон и става стабилен в съединението. Хлорът, от друга страна, получава допълнителен електрон и също става стабилен. В резултат на това има връзка и силно съединение - NaCl - известната готварска сол. Валентността на хлора и натрия в този случай ще бъде равна на 1.

От материалите на урока ще научите, че постоянството на състава на дадено вещество се обяснява с наличието на определени валентни възможности в атомите на химичните елементи; запознайте се с понятието "валентност на атомите на химични елементи"; научете се да определяте валентността на даден елемент по формулата на веществото, ако валентността на друг елемент е известна.

Тема: Първоначални химични концепции

Урок: Валентност на химичните елементи

Съставът на повечето вещества е постоянен. Например, водна молекула винаги съдържа 2 водородни атома и 1 кислороден атом - Н 2 О. Възниква въпросът: защо веществата имат постоянен състав?

Нека анализираме състава на предложените вещества: H 2 O, NaH, NH 3, CH 4, HCl. Всички те се състоят от атоми от два химически елемента, единият от които е водород. На атом на химичен елемент може да има 1,2,3,4 водородни атома. Но в никаква субстанция няма да има на водороден атомнатрупвам няколко атома от другхимичен елемент. По този начин водородният атом може да се прикрепи към себе си минимална сумаатоми на друг елемент, или по -скоро само на един.

Нарича се свойството на атомите на химичен елемент да прикрепят към себе си определен брой атоми на други елементи валентност.

Някои химични елементи имат постоянни стойности на валентност (например водород (I) и кислород (II)), други могат да показват няколко стойности на валентност (например желязо (II, III), сяра (II, IV, VI) ), въглерод (II, IV)), те се наричат ​​елементи променлива валентност... Валентните стойности на някои химични елементи са дадени в учебника.

Познавайки валентностите на химичните елементи, може да се обясни защо дадено вещество има точно такава химична формула. Например формулата за вода е H 2 O. Нека да обозначим валентните възможности на химически елемент, използвайки чертички. Водородът има валентност I, а кислородът има валентност II: Н- и -О-. Всеки атом може напълно да използва своите валентни възможности, ако има два водородни атома на кислороден атом. Последователността на присъединяване на атоми във водна молекула може да бъде представена като формула: Н-О-Н.

Извиква се формулата, която показва последователността на свързване на атомите в молекула графичен(или структурни).

Ориз. 1. Графична формула на водата

Познавайки формулата на вещество, състоящо се от атоми на два химични елемента, и валентността на един от тях, можете да определите валентността на другия елемент.

Пример 1.Нека определим валентността на въглерода в веществото CH 4. Знаейки, че валентността на водорода винаги е равна на I, а въглеродът е прикрепил към себе си 4 водородни атома, може да се твърди, че валентността на въглерода е равна на IV. Валентността на атомите е обозначена с римска цифра над знака на елемента :.

Пример 2.Нека определим валентността на фосфора в съединението Р 2 О 5. За да направите това, изпълнете следните стъпки:

1. над кислородния знак запишете стойността на неговата валентност - II (кислородът има постоянна валентна стойност);

2. умножавайки кислородната валентност по броя на кислородните атоми в молекулата, намерете общия брой валентни единици - 2 · 5 = 10;

3. разделете получения общ брой валентни единици на броя на фосфорните атоми в молекулата - 10: 2 = 5.

По този начин валентността на фосфора в това съединение е V -.

1. Емелянова Е.О., Йодко А.Г. Организация познавателни дейностиученици в уроци по химия в 8-9 клас. Подкрепящи бележки с практически задачи, тестове: Част I. - М.: Shkolnaya Pressa, 2002. (стр. 33)

2. Ушакова О.В. Работна тетрадка по химия: 8 клас: към учебника на П.А. Оржековски и др. "Химия. 8 клас "/ О.В. Ушаков, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. P.A. Оржековски - М.: AST: Астрел: Профиздат, 2006. (стр. 36-38)

3. Химия: 8 клас: учеб. за общо институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. M.: AST: Astrel, 2005. (§16)

4. Химия: неорганична. химия: учебник. за 8 cl. общообразователно. институции / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - М.: Образование, АД „Московски учебници“, 2009. (§§11,12)

5. Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Гл. изд. от В.А. Володин, водещ. научни. изд. I. Leenson. - М.: Avanta +, 2003.

Допълнителни уеб ресурси

1. Единична колекция от цифрови образователни ресурси ().

2. Електронна версия на списанието "Химия и живот" ().

Домашна работа

1.стр.84 №2от учебника „Химия: 8 клас“ (П. А. Оржековски, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. М.: AST: Астрел, 2005).

2. с. 37-38 No 2,4,5,6от Работна тетрадкапо химия: 8 клас: към учебника на П.А. Оржековски и др. "Химия. 8 клас "/ О.В. Ушаков, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. P.A. Оржековски - М.: AST: Астрел: Профиздат, 2006.

Валентността е способността на атомите на някои химични елементи да се прикрепят към себе си точен бройатоми на други елементи или атомни групи. Благодарение на тази концепция можем да разберем колко атома на всеки елемент е в състава на молекула, както и да съставим графичната му формула. Следователно, за успешното писане на формули, уравнения на реакцията, както и за правилното решениезадачи, важно е да знаете добре как да определите валентността на даден елемент.

Химичните елементи могат да бъдат с постоянна или променлива валентност. Необходимо е да запомните всички елементи с постоянна валентност. Ето списък с тях:

1. Водородът, халогените и алкалните метали винаги са едновалентни.
2. Кислородът и алкалоземните метали винаги показват валентност от две.
3. B и Al винаги са тривалентни.

Как да определим валентността според периодичната таблица

Ако по някаква причина, например, след като се притеснявате за изпита, сте забравили този списък, можете да определите валентността по периодичната таблица. За да направите това, трябва да разберете в коя група принадлежи химическият елемент, който ни интересува, т.е. разберете номера на групата и също така определете дали е в основната или във вторичната група. Най -високата валентност винаги е равна на номера на групата.

За да се определи най-ниската променлива валентност, която най-често имат неметалите, е необходимо да се извади номерът на групата от 8. Полученият резултат ще бъде желаната стойност.

За да стане по -ясно как да се определи валентността според периодичната таблица, ще дадем няколко примера:

1. Всички алкални метали са включени в основната подгрупа на първата група и имат постоянна валентност - I.
2. За алкалоземните метали (основната подгрупа на втората група) валентността съответно ще бъде равна на II.
3. Повечето неметали са с променлива валентност. Най -високата степентяхната валентност е равна на номера на групата, а най -ниската се определя, както вече беше споменато по -горе. Вземете например сяра. Защото този елемент се намира в група 6 - най -високата му валентност е VI, а най -ниската е II (8 - 6 = 2).
4. За разлика от всички други неметали, халогените, принадлежащи към основната подгрупа на осма група, имат постоянна валентност, равна на I.
5. За останалите елементи, включени в страничните групи, валентността ще трябва да бъде запомнена. Най -често тези елементи са представени от метали с валентност от I до III.

Досега сте използвали химични формуливещества, дадени в учебника, или тези, които вашият учител ви е казал. Как правилно да съставим химически формули?

Химическите формули на веществата се съставят въз основа на познанията за качествения и количествения състав на веществото. Има огромно количество вещества, естествено е невъзможно да се запомнят всички формули. Това не е необходимо! Важно е да знаете определен модел, според който атомите могат да се комбинират помежду си, за да образуват нови химични съединения... Тази способност се нарича валентност.

Валентност- свойството на атомите на елементите да прикрепят определен брой атоми на други елементи.Помислете за моделите на молекули на някои вещества, като вода, метан и въглероден диоксид.

Вижда се, че кислородният атом във молекулата на водата свързва два водородни атома. Следователно валентността му е две. В молекула на метан въглеродният атом свързва четири водородни атома, неговата валентност е това веществое равно на четири. Валентността на водорода и в двата случая е равна на единица.

Въглеродът показва същата валентност във въглеродния диоксид, но за разлика от метана, въглеродният атом свързва два кислородни атома, тъй като валентността на кислорода е две. Има елементи, чиято валентност не се променя в съединенията. Твърди се, че такива елементи имат постоянна валентност.Ако валентността на даден елемент може да бъде различна, това са елементи с променлива валентност.Валентността на някои химични елементи е показана в таблица 2. Валентността обикновено се обозначава с римски числа. Таблица 2. Валентността на някои химични елементи

Заслужава да се отбележи, че най -високата валентност на даден елемент числено съвпада с порядъчния номер на групата на Периодичната система, в която се намира. Например въглеродът е в група IV, най -високата му валентност е IV. Има три изключения:

• азот- е в група V, но най -високата му валентност е IV;
• кислород- е в група VI, но най -високата му валентност е II;
• флуор- е в група VII, но най -високата му валентност е I.

Въз основа на факта, че всички елементи са разположени в осем групи на Периодичната система, валентността може да приеме стойностите от I до VIII.

Формулиране на вещества чрез валентност

За да съставим формули на вещества, използващи валентност, ще използваме определен алгоритъм:

Определяне на валентността по формулата на веществото

За да определите валентността на елементите по формулата на веществото, имате нужда обратен реддействие. Нека го разгледаме и с помощта на алгоритъма:

При изучаването на този раздел бяха разгледани сложни вещества, които включват само два вида атоми от химични елементи. По -сложните вещества са формулирани по различен начин.

Двоични съединения - съединения, съдържащи два вида атоми на елементи

Структурни (графични) формули на вещества се използват за определяне на реда на последователността на присъединяване на атомите. В такива формули валентностите на елементите се означават с валентни щрихи (тирета). Например, водна молекула може да бъде представена като

Графичната формула изобразява само реда, в който атомите са свързани, а не структурата на молекулите. В космоса такива молекули могат да изглеждат различно. Така че молекулата на водата има ъглова структурна формула:

• Валентност- способността на атомите на елементите да прикрепят определен брой атоми на други химични елементи
• Има елементи с постоянна и променлива валентност
• Най -високата валентност на химически елемент съвпада с номера на групата му в Периодичната таблицахимически елементи D.I. Менделеев. Изключения: азот, кислород, флуор
• Двоични съединения- съединения, съдържащи два вида атоми от химични елементи
• Графичните формули отразяват реда на връзките на атомите в молекулата, използвайки валентни щрихи
• Структурната формула отразява реалната форма на молекулата в космоса