Bestäms av valensen av de kemiska beståndsdelarna

Kunskap om strukturen av atomer och molekyler i XIX-talet kan inte förklara orsaken till vilka ett visst antal atomer bilda bindningar med andra partiklar. Men idéerna av forskare före sin tid, och valens fortfarande studeras som en av de grundläggande principerna för kemi.

Från historien av begreppet "valens av de kemiska element"

Enastående brittisk kemist XIX-talet Edvard Franklend myntade begreppet "kommunikation" i den vetenskapliga användning för att beskriva växelverkan mellan atomer med varandra. Vetenskapliga märkt att vissa kemiska element bilda föreningar med samma mängd av andra atomer. Till exempel, fäster kväve tre väteatomer i en molekyl av ammoniak.

I maj 1852 Frank lagt fram hypotesen att det finns ett visst antal kemiska bindningar som en atom kan bilda med andra små partiklar av materia. Frank använde uttrycket "anslutningskraften" för att beskriva vad som senare skulle kallas valens. Brittisk kemist etablerad som de kemiska bindningarna bildar atomer av enskilda element som är kända i mitten av artonhundratalet. Work Frank var ett viktigt bidrag till modern strukturkemi.

utveckling av åsikter

Tyska kemist FA Kekule visade 1857 att kol är chetyrehosnovnym. I sin enklaste förening - metan - uppstå på grund av 4 väteatomer. Termen "basicitet" vetenskapsman används för att beteckna element egenskaper ansluter ett fast antal andra partiklar. I Ryssland, data om materiens struktur systematiseras A.M. Butlerov (1861). Ytterligare utveckling av teorin om kemisk bindning erhålles genom lärdomarna från den periodiska förändringen i egenskaperna för elementen. Dess författare - en annan enastående ryska kemisten D. I. Mendeleev. Det visade sig att valensen av de kemiska beståndsdelarna i föreningarna och andra egenskaper bestäms av det läge som de intar i det periodiska systemet.

Grafisk representation av valens och kemisk bindning

Möjligheten att visualisera molekyler - en av de obestridliga fördelarna med valens teori. Den första modellen dök upp i 1860, och sedan 1864 har använt strukturformler representerande kemiska periferimärke inuti. Mellan symboler streckatomer betecknas kemisk bindning, och antalet rader är lika med valensen. Under dessa år, blev den första sharosterzhnevye modellen (se. Foto till vänster). I 1866 föreslog Kekule stereokemiska mönster av kolatomer i form av en tetraeder, som han ingår i hans lärobok "Organic Chemistry".

Valence av grundämnen, och framväxten av relationer studeras av G. Lewis, som publicerade sina verk i 1923 efter upptäckten av elektronen. Så kallade negativt laddade små partiklar, som är en del av atom skal. I sin bok använde Lewis en punkt runt de fyra sidorna av den kemiska beteckningen för visning av valenselektroner.

Valens av väte och syre

Före bildandet av det periodiska systemet med valensen av de kemiska beståndsdelarna i föreningarna gjordes för att jämföra med de atomer till vilka den är känd. Väte och syre valdes som referens. Annan kemisk elementet attraheras antingen ersätta ett visst antal H-atomer, och O.

På detta sätt, var egenskaperna bestämdes i en envärd föreningar med väte (valensen hos det andra elementet betecknas med romerska siffror):

• HCl - klor (I):
• H ₂ O - syre (II);
• NH ₃ - kväve (III);
• CH ₄ - kol (IV).

Oxiderna av K ₂ O, CO, N ₂ O _3, SiO _2, SO ₃ bestämdes genom valensen av metaller och icke-metaller syre, en fördubbling av antalet atomer fästbar O. följande värden: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Hur man bestämmer valens grundämnen

Det finns lagar bildandet av kemiska bindningar med den gemensamma elektronparen:

• Typisk väte valens - I.
• Normal syrgas valens - II.
• För element ickemetaller-lägre valens kan bestämmas med formeln 8 - № grupp i vilken de är i det periodiska systemet. Högre, om det kan bestämmas genom gruppnumret.
• För sidoelement av undergrupper maximalt möjliga valens är detsamma som antalet grupper i det periodiska systemet.

Bestämning av valensen av de kemiska elementen i föreningen med formel utförs med användning av följande algoritm:

1. Spela in på toppen av den kemiskt bekant känt värde för ett av elementen. Till exempel, i Mn ₂ O ₇ syre valens är II.
2. Beräkna det totala värdet, som måste multipliceras med valensen för antalet atomer av samma grundämne i molekylen, 2 * 7 = 14.
3. Bestämma valensen hos det andra elementet, för vilket det är okänt. Divide erhållen i Sec. Värde 2 med antalet Mn-atomer i molekylen.
4. 14: 2 = 7. valens av manganoxid i dess högsta - VII.

Permanent och variabel valens

Valens värden av väte och syre är olika. Till exempel, är svavel i föreningen med H ₂ S divalent, som i formeln SO ₃ - sexvärt. Kolmonoxiden reagerar med syre, CO och CO ₂ dioxid. Den första föreningen är valensen för C II, och i den andra - IV. Samma värde i metan CH _4.

De flesta av de element uppvisar inte konstant och variabel valens, t ex fosfor, kväve, svavel. Sökandet efter de främsta orsakerna till detta fenomen ledde till en teori om kemisk bindning, begreppen valensskalelektroner, molekylära orbitaler. Förekomsten av olika värden på samma egenskaper som erhålles med förklaringen av strukturen hos atomer och molekyler position.

Moderna uppfattningar om valens

Alla atomer består av positiva kärna omgiven av negativt laddade elektroner. Det yttre skalet, som de bildar, är oavslutad. Den färdiga strukturen är den mest stabila, det innehåller 8 elektroner (oktett). Kemisk bindning med de gemensamma elektronpar resulterar i energimässigt gynnsamma tillståndsatomer.

Regeln för bildningen av föreningar är slutförandet av ett skal eller genom att erhålla elektroner rekyl oparade - beroende på om förfarandet är lättare att passera. Om atom tillhandahåller för bildandet av en kemisk bond negativa partiklar med inget par, bindningarna den bildar så länge som det oparade elektroner. Enligt moderna koncept, valensen av atomer av kemiska element - är förmågan att producera ett visst antal kovalenta bindningar. Till exempel, i molekylen, H ₂ S svavel, förvärvar vätesulfid valens II (-), eftersom varje atom deltar i bildandet av två elektronpar. Tecknet "-" indikerar attraktion elektronparet till den mer elektro elementet. Åtminstone elektro värdet av valens lägger "+".

När donator-acceptor mekanismen är inblandade i processen för elektronpar av ett element och de andra fria valens orbitaler.

Beroendet av valens av strukturen av atomen

Betrakta till exempel kol och syre, eftersom det beror på strukturen av ämnen valensen av de kemiska beståndsdelarna. Periodiska systemet ger en översikt över de grundläggande egenskaperna hos kolatomen:

• kemiska beteckningen - C;
• artikelnummer - 6;
• kärnladdning - 6;
• protoner i kärnan - 6;
• elektron - 6, innefattande fyra externa, två av vilka bildar ett par, 2 - oparade.

Om kolatomen bildar två bindningar i monoookside CO, då dess användning tillföres endast sex negativa partiklar. Att förvärva oktetter som behövs för att koppla ihop 4 bildade externa negativa partiklar. Kol har en valens av IV (+) av dioxid och IV (-) av metan.

Ordningstalet för syre - 8, valensskalet består av sex elektroner, två av dem bildar ett par och är involverade i kemiska bindningar och interaktion med andra atomer. Typisk syre valens - II (-).

Valensen och oxidationstillstånd

I många fall är det mer praktiskt att använda termen "oxidationsgrad". Så kallade laddningsatom som det skulle förvärva, om alla elektroner har flyttat till bindningselementet, som har en högre elektroootritsatelnosti värde (EO). Det oxidationstal av den enkla substansen är noll. Genom oxidation mer EO lagt element "-" tecken, mindre elektro - "+". Till exempel, de huvudsakliga gruppmetallerna för typisk oxidation och jon laddar lika många med tecknet för "+". I de flesta fall valensen och oxidationstillståndet för atomer i samma förening numeriskt sammanfaller. Först när interaktion med mer elektronegativa atomer positiv oxidation stat, med element vars EO nedan - negativa. Begreppet "valens" ofta gäller endast innehållet i den molekylära strukturen.