поняття валентністьпоходить від латинського слова «valentia» і було відомо ще в середині XIX століття. Перше «розлоге» згадка валентності було ще в роботах Дж. Дальтона, який стверджував, що всі речовини складаються з атомів, з'єднаних між собою в певних пропорціях. Потім, Франкланд ввів саме поняття валентності, яке знайшло подальший розвитокв працях Кекуле, який говорив про взаємозв'язок валентності і хімічного зв'язку, А.М. Бутлерова, який у своїй теорії будови органічних сполук пов'язував валентність з реакційною здатністю того чи іншого хімічної сполуки і Д.І. Менделєєва (в Періодичній системі хімічних елементіввища валентність елемента визначається номером групи).

ВИЗНАЧЕННЯ

валентність- це кількість ковалентних зв'язків, Яке здатний утворювати атом в з'єднанні з ковалентним зв'язком.

Валентність елемента визначається числом неспарених електроніватомі, оскільки вони беруть участь в утворенні хімічного зв'язку між атомами в молекулах сполук.

Основний стан атома (стан з мінімальною енергією) характеризується електронною конфігурацією атома, яка відповідає положенню елемента в Періодичній системі. Збуджений стан - це новий енергетичний стан атома, з новим розподілом електронів в межах валентного рівня.

Електронні конфігурації електронів в атомі можна зобразити не тільки у вигляді електронних формул, але і за допомогою електронно-графічних формул (енергетичних, квантових осередків). Кожна клітинка позначає орбиталь, стрілка - електрон, напрямок стрілки (вгору або вниз) показує спин електрона, вільна клітина - вільна орбіталь, яку може займати електрон при порушенні. Якщо в осередку 2 електрона, такі електрони називаються спареними, якщо електрон 1 - неспарених. наприклад:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Орбіталі заповнюють наступним чином: спочатку по одному електрону з однаковими спинами, а потім по другому електрону з протилежними спинами. Оскільки на 2p підрівні три орбіталі з однаковою енергією, то кожен з двох електронів зайняв по одній орбіталі. Одна орбиталь залишилася вільною.

Визначення валентності елемента по електронно-графічним формулами

Валентність елемента можна визначити по електронно-графічним формулами електронних конфігурацій електронів в атомі. Розглянемо два атома - азоту і фосфору.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Оскільки валентність елемента визначається числом неспарених електронів, отже, валентність азоту дорівнює III. Оскільки у атома азоту немає вільних орбіталей, для цього елемента неможливо збуджений стан. Однак III, що не максимальна валентність азоту, максимальна валентність азоту V і визначається номером групи. Тому, слід запам'ятати, що за допомогою електронно-графічних формул не завжди можна визначити вищу валентність, а також всі валентності, характерні для цього елемента.

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

В основному стані атом фосфору має 3 неспарених електрона, отже, валентність фосфору дорівнює III. Однак, в атомі фосфору є вільні d-орбіталі, тому електрони, що знаходяться на 2s - підрівні здатні розпарювати і займати вакантні орбіталі d-підрівні, тобто переходити в збуджений стан.

Тепер атом фосфору має 5 неспарених електронів, отже для фосфору характерна і валентність, що дорівнює V.

Елементи, які мають кілька значень валентності

Елементи IVA - VIIA груп можуть мати кілька значень валентності, причому, як правило, валентність змінюється східчасто на 2 одиниці. Таке явище обумовлено тим, що в утворенні хімічного зв'язку електрони беруть участь попарно.

На відміну від елементів головних підгруп, елементи В-підгруп, в більшості з'єднань не виявляють вищу валентність, що дорівнює номеру групи, наприклад, мідь і золото. В цілому, перехідні елементи проявляють велику різноманітність хімічних властивостей, Яке пояснюється великим набором валентностей.

Розглянемо електронно-графічні формули елементів і встановимо, в зв'язку з чим елементи мають різні валентності (рис.1).

завдання:визначте валентні можливостіатомів As і Cl в основному і збудженому станах.

Поняття «валентність» формувалося в хімії з початку XIXстоліття. Англійський вчений Е. Франкленд звернув увагу, що всі елементи можуть утворювати з атомами інших елементів тільки певну кількість зв'язків. Він назвав це «сполучної силою». Пізніше німецький учений Ф. А. Кекуле вивчав метан і прийшов до висновку, що один атом вуглецю може приєднати в нормальних умовах тільки чотири атома водню.

Він назвав це основностью. Основность вуглецю дорівнює чотирьом. Тобто вуглець може утворити чотири зв'язку з іншими елементами.

Вконтакте

Подальший розвиток поняття отримало в роботах Д. І. Менделєєва. Дмитро Іванович розвивав вчення про періодичне зміну властивостей простих речовин. Сполучну силу він визначав як здатність елемента приєднувати певну кількість атомів іншого елемента.

Визначення по таблиці Менделєєва

Таблиця Менделєєва дозволяє з легкістю визначати основність елементів. Для цього потрібно вміти читати періодичну таблицю. Таблиця по вертикалі має вісім груп, а по горизонталі розташовуються періоди. Якщо період складається з двох рядів, то його називають великим, а якщо з однієї - малим. Елементи по вертикалі в шпальтах, в групах розподілені нерівномірно. Валентність завжди позначається римськими цифрами.

Щоб визначити валентність, потрібно знати, яка вона буває. У металів головних підгруп вона завжди постійна, а у неметалів і металів побічних підгруп може бути змінної.

Постійна дорівнює номеру групи. Змінна може бути вищою і нижчою. Вища змінна дорівнює номеру групи, а низька вираховується за формулою: вісім мінус номер групи . При визначенні потрібно пам'ятати:

• у водню вона дорівнює I;
• у кисню - II.

Якщо з'єднання має атом водню або кисню, то визначити його валентність не складає труднощів, особливо якщо перед нами гідрид або оксид.

Формула і алгоритм

Найменша валентність у тих елементів, які розташовані правіше і вище в таблиці. І, навпаки, якщо елемент нижче і лівіше, то вона буде вище. Щоб визначити її, необхідно слідувати універсального алгоритму:

Приклад: візьмемо з'єднання аміаку - NH3. Нам відомо, що у атома водню валентність постійна і дорівнює I. Множимо I на 3 (кількість атомів) - найменше кратне - 3. У азоту в цій формулі індекс дорівнює одиниці. Звідси висновок: 3 ділимо на 1 і отримуємо, що у азоту вона дорівнює IIII.

Величину за воднем і киснем завжди визначати легко. Складніше, коли її необхідно визначати без них. наприклад , З'єднання SiCl4. Як визначити валентність елементів в цьому випадку? Хлор знаходиться в 7 групі. Значить, його валентність або 7, або 1 (вісім мінус номер групи). Кремній знаходиться в четвертій групі, значить, його потенціал для утворення зв'язків дорівнює чотирьом. Стає логічно, що хлор проявляє в цій ситуації найменшу валентність і вона дорівнює I.

У сучасних підручниках хімії завжди є таблиця валентності хімічних елементів. Це істотно полегшує завдання учням. Тему вивчають у восьмому класі - в курсі неорганічної хімії.

сучасні уявлення

Сучасні уявлення про валентностібазуються на будову атомів. Атом складається з ядра і що обертаються на орбіталях електронах.

Саме ядро ​​складається з протонів і нейтронів, які визначають атомний вагу. Для того щоб речовина була стабільним, його енергетичні рівні повинні бути заповнені і мати вісім електронів.

При взаємодії елементи прагнуть до стабільності і або віддають свої неспарені електрони, або приймають їх. Взаємодія відбувається за принципом «що легше» - віддати або прийняти електрони. Від цього також залежить те, як змінюється валентність в таблиці Менделєєва. Кількість неспарених електронів на зовнішньої енергетичної орбіталі дорівнює номеру групи.

В якості прикладу

Лужний метал натрійзнаходиться в першій групі періодичної системи Менделєєва. Це означає, що у нього один неспарених електронів на зовнішньому енергетичному рівні. Хлор знаходиться в сьомій групі. Це означає, що у хлору є сім неспарених електронів. Для завершення енергетичного рівня хлору не вистачає рівно одного електрона. Натрій віддає йому свій електрон і стає стабільним в з'єднанні. Хлор ж отримує додатковий електрон і теж стає стабільним. В результаті з'являється зв'язок і міцне з'єднання - NaCl - знаменита кухонна сіль. Валентність хлору і натрію в цьому випадку буде дорівнює 1.

З матеріалів уроку ви дізнаєтеся, що сталість складу речовини пояснюється наявністю у атомів хімічних елементів певних валентних можливостей; познайомитеся з поняттям «валентність атомів хімічних елементів»; навчитеся визначати валентність елемента за формулою речовини, якщо відома валентність іншого елемента.

Тема: Початкові хімічні уявлення

Урок: Валентність хімічних елементів

Склад більшості речовин постійний. Наприклад, молекула води завжди містить 2 атома водню і 1 атом кисню - Н 2 О. Виникає питання: чому речовини мають постійний склад?

Проаналізуємо склад запропонованих речовин: Н 2 О, NaH, NH 3, CH 4, HCl. Всі вони складаються з атомів двох хімічних елементів, один з яких водень. На один атом хімічного елемента може припадати 1,2,3,4 атома водню. Але ні в одному речовині буде на один атом воднюдоводитися кілька атомів іншогохімічного елемента. Таким чином, атом водню може приєднувати до себе мінімальна кількістьатомів іншого елемента, а точніше, тільки один.

Властивість атомів хімічного елемента приєднувати до себе певне число атомів інших елементів називається валентністю.

Деякі хімічні елементи мають постійні значення валентності (наприклад, водень (I) і кисень (II)), інші можуть проявляти кілька значень валентності (наприклад, залізо (II, III), сірка (II, IV, VI), вуглець (II, IV)), їх називають елементами зі змінною валентністю. Значення валентності деяких хімічних елементів наведені в підручнику.

Знаючи валентності хімічних елементів, можна пояснити, чому речовина має саме таку хімічну формулу. Наприклад, формула води H 2 O. Позначимо валентні можливості хімічного елемента за допомогою рисок. Водень має валентність I, а кисень - II: Н і -О-. Кожен атом може повністю використовувати свої валентні можливості, якщо на один атом кисню припадатиме два атома водню. Послідовність з'єднання атомів в молекулі води можна представити у вигляді формули: Н-О-Н.

Формула, в якій показана послідовність з'єднання атомів в молекулі, називається графічної(або структурної).

Мал. 1. Графічна формула води

Знаючи формулу речовини, що складається з атомів двох хімічних елементів, і валентність одного з них, можна визначити валентність іншого елемента.

Приклад 1.Визначимо валентність вуглецю в речовині СН 4. Знаючи, що валентність водню завжди дорівнює I, а вуглець приєднав до себе 4 атома водню, можна стверджувати, що валентність вуглецю дорівнює IV. Валентність атомів позначається римською цифрою над знаком елемента:.

Приклад 2.Визначимо валентність фосфорав з'єднанні Р 2 О 5. Для цього необхідно виконати наступні дії:

1. над знаком кисню записати значення його валентності - II (кисень має постійне значення валентності);

2. помноживши валентність кисню на число атомів кисню в молекулі, знайти загальне число одиниць валентності - 2 · 5 = 10;

3. розділити отримане загальне число одиниць валентностей на число атомів фосфору в молекулі - 10: 2 = 5.

Таким чином, валентність фосфору в даному з'єднанні дорівнює V -.

1. Ємельянова Е.О., Иодко А.Г. організація пізнавальної діяльностіучнів на уроках хімії в 8-9 класах. Опорні конспекти з практичними завданнями, Тестами: Частина I. - М .: Шкільна Преса, 2002. (с.33)

2. Ушакова О.В. Робочий зошит з хімії: 8-й кл .: до підручника П.А. Оржековского і ін. «Хімія. 8 клас »/ О.В. Ушакова, П.І. Беспалов, П.А. Оржековскій; під. ред. проф. П.А. Оржековского - М .: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 36-38)

3. Хімія: 8-й клас: навч. для загальноосвітніх. установ / П.А. Оржековскій, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М .: АСТ: Астрель, 2005. (§16)

4. Хімія: неорг. хімія: навч. для 8 кл. загальноосвіт. установ / Г.Є. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М .: Просвещение, ВАТ «Московські підручники», 2009. (§§11,12)

5. Енциклопедія для дітей. Том 17. Хімія / Глав. ред.В.А. Володін, вед. науч. ред. І. Леенсон. - М .: Аванта +, 2003.

Додаткові веб-ресурси

1. Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів ().

2. Електронна версія журналу «Хімія і життя» ().

Домашнє завдання

1. с.84 № 2з підручника «Хімія: 8-й клас» (П.А. Оржековскій, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М .: АСТ: Астрель, 2005).

2. с. 37-38 №№ 2,4,5,6з робочого зошитаз хімії: 8-й кл .: до підручника П.А. Оржековского і ін. «Хімія. 8 клас »/ О.В. Ушакова, П.І. Беспалов, П.А. Оржековскій; під. ред. проф. П.А. Оржековского - М .: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

Валентністю називається здатність атомів одних хімічних елементів приєднувати до себе точне числоатомів інших елементів або атомні групи. Завдяки цьому поняттю ми можемо дізнатися, скільки атомів кожного елемента входять до складу молекули, а також скласти її графічну формулу. Тому для успішного написання формул, рівнянь реакцій, а також для правильного рішеннязадач важливо добре знати, як визначити валентність елемента.

Хімічні елементи можуть мати постійну або змінну валентність. Необхідно вивчити напам'ять всі елементи з постійною валентністю. Ось їх список:

1. Водень, галогени і лужні метали завжди одновалентних.
2. Валентність, рівну двом, завжди проявляють кисень і лужноземельні метали.
3. Завжди Тривалентне B і Al.

Як визначити валентність по таблиці Менделєєва

Якщо ви з яких-небудь причин, ну наприклад, розхвилювавшись на іспиті, забули цей список, можна визначити валентність по таблиці Менделєєва. Для цього потрібно з'ясувати, в якій групі варто цікавий для нас хімічний елемент, тобто дізнатися номер групи, а також визначити, знаходиться він в основний або в побічної групі. Вища валентність завжди дорівнює номеру групи.

Для визначення нижчої змінної валентності, якої найчастіше мають неметали, необхідно з 8 відняти номер групи. Отриманий результат і буде шуканої величиною.

Щоб стало зрозуміліше, як визначити валентність за таблицею Менделєєва, наведемо кілька прикладів:

1. Всі лужні метали входять в головну підгрупу першої групи і мають постійну валентність - I.
2. Для лужноземельних металів (головна підгрупа другої групи) валентність відповідно буде дорівнює II.
3. Більшість неметалів мають змінну валентність. Вища ступіньїх валентності дорівнює номеру групи, а нижча визначається, як уже писалося вище. Візьмемо наприклад сірку. Оскільки цей елемент розташований в 6 групі - його вища валентність дорівнює VI, а нижча - II (8 - 6 = 2).
4. На відміну від всіх інших неметалів галогени, що входять в основну підгрупу восьмої групи, мають постійну валентність дорівнює I.
5. Для інших елементів, що входять в побічні групи, валентність доведеться запам'ятовувати. Найчастіше ці елементи представлені металами, мають валентність від I до III.

До сих пір ви користувалися хімічними формуламиречовин, наведеними в підручнику, або тими, які вам називав учитель. Як же правильно складати хімічні формули?

Хімічні формули речовин складаються на основі знання якісного і кількісного складу речовини. Речовин існує величезна кількість, природно запам'ятати все формули неможливо. Це і не потрібно! Важливо знати певну закономірність, згідно з якою атоми здатні з'єднуватися один з одним з утворенням нових хімічних сполук. Така здатність називається валентністю.

валентність- властивість атомів елементів приєднувати певне число атомів інших елементів Розглянемо моделі молекул деяких речовин, таких, як вода, метан і вуглекислий газ.

Видно, що в молекулі води атом кисню приєднує два атоми водню. Отже, його валентність дорівнює двом. У молекулі метану атом вуглецю приєднує чотири атома водню, його валентність в даному речовинідорівнює чотирьом. Валентність водню в обох випадках дорівнює одному.

Таку ж валентність вуглець виявляє і в вуглекислому газі, але на відміну від метану, атом вуглецю приєднує два атоми кисню, так як валентність кисню дорівнює двом. Існують елементи, валентність яких не змінюється в з'єднаннях. Про таких елементах кажуть, що вони мають постійної валентністю.Якщо ж валентність елемента може бути різною - це елементи з змінною валентністю.Валентність деяких хімічних елементів наведена в таблиці 2. валентність прийнято позначати римськими числами. Таблиця 2. Валентність деяких хімічних елементів

Варто відзначити, що вища валентність елемента чисельно збігається з порядковим номером групи Періодичної Системи, в якій він знаходиться. Наприклад, вуглець знаходитися в IV групі, його вища валентність дорівнює IV. Виняток становлять три елементи:

• азот- знаходиться в V групі, але його вища валентність IV;
• кисень- знаходиться в VI групі, але його вища валентність II;
• фтор- знаходиться в VII групі, але його вища валентність - I.

Виходячи з того, що всі елементи розташовані в восьми групах Періодичної Системи, валентність може приймати значення від I до VIII.

Складання формул речовин за допомогою валентності

Для складання формул речовин за допомогою валентності скористаємося певним алгоритмом:

Визначення валентності за формулою речовини

Щоб визначити валентність елементів за формулою речовини, необхідний Зворотній порядокдій. Розглянемо його також за допомогою алгоритму:

При вивченні даного параграфа були розглянуті складні речовини, до складу яких входять тільки два види атомів хімічних елементів. Формули більш складних речовин складаються інакше.

бінарні сполуки - з'єднання, до складу яких входить два види атомів елементів

Для визначення порядку послідовності з'єднання атомів використовують структурні (графічні) формули речовин. У таких формулах валентності елементів позначають валентними штрихами (рисками). Наприклад, молекулу води можна зобразити як

Графічна формула зображує тільки порядок з'єднання атомів, але не структуру молекул. У просторі такі молекули можуть виглядати інакше. Так, молекула води має кутову структурну формулу:

• валентність- здатність атомів елементів приєднувати певне число атомів інших хімічних елементів
• Існують елементи з постійною і змінною валентністю
• Вища валентність хімічного елемента збігається з його номером групи в періодичної Системіхімічних елементів Д.І. Менделєєва. Винятки: азот, кисень, фтор
• бінарні сполуки- з'єднання, до складу яких входить два види атомів хімічних елементів
• Графічні формули відображають порядок зв'язків атомів в молекулі за допомогою валентних штрихів
• Структурна формула відображає реальну форму молекули в просторі