Bestemt af valensen af de kemiske grundstoffer

Viden om strukturen af atomer og molekyler i XIX århundrede kan ikke forklare årsagen til, et bestemt antal atomer danner bindinger med andre partikler. Men ideerne om forskerne forud for deres tid, og valensen af stadig at blive undersøgt som et af de grundlæggende principper for kemi.

Fra historien om begrebet "valens af de kemiske elementer"

Udmærket britisk kemiker XIX århundrede Edvard Franklend opfandt udtrykket "kommunikation" i videnskabelig brug til at beskrive interaktionen af atomerne med hinanden. Videnskabelig bemærket, at nogle kemiske elementer danne forbindelser med den samme mængde andre atomer. For eksempel nitrogen lægger tre hydrogenatomer i et molekyle af ammoniak.

I maj 1852 Frankland fremsatte den hypotese, at der er et specifikt antal kemiske bindinger, et atom kan danne med andre bittesmå partikler af stof. Frankland brugte udtrykket "den forbindende kraft" til at beskrive, hvad der senere skulle blive kaldt valens. Britisk kemiker etableret som de kemiske bindinger danner atomer af enkelte elementer er kendte i midten af det nittende århundrede. Arbejde Frankland var et vigtigt bidrag til moderne strukturel kemi.

udvikling af synspunkter

Tysk kemiker FA Kekule beviste i 1857, at carbon er chetyrehosnovnym. I sin simpleste forbindelse - methan - opstå på grund af 4 hydrogenatomer. Udtrykket "basicitet" videnskabsmand anvendt til at betegne elementer egenskaber forbinder et fast antal andre partikler. I Rusland, data om strukturen af stof systematiseret A.M. Butlerov (1861). Videreudvikling af teorien om kemisk binding opnået gennem læren af den periodiske ændring i egenskaberne for elementerne. Dens forfatter - en anden udestående russiske kemiker D. I. Mendelejev. Det viste sig, at valensen af de kemiske grundstoffer i forbindelserne, og andre egenskaber bestemmes af positionen som de indtager i det periodiske system.

Grafisk repræsentation af valens og kemisk binding

Muligheden for at visualisere molekyler - en af de utvivlsomme fordele ved valens teori. Den første model dukkede op i 1860, og siden 1864 har brugt strukturelle formler repræsenterer kemisk omkredsen mærke indeni. Mellem symboler dash atomer betegnet kemisk binding, og antallet af linier er lig med valensen. I de samme år, blev foretaget den første sharosterzhnevye model (se. Foto til venstre). I 1866 foreslog Kekule stereokemiske mønster af kulstofatomer i form af et tetraeder, som han i hans lærebog "Organic Chemistry".

Valence af de kemiske elementer, og fremkomsten af relationer studeret af G. Lewis, der udgav sine værker i 1923, efter at opdagelsen af elektronen. Såkaldte negativt ladet bittesmå partikler, som er en del af de atomare granater. I sin bog, Lewis brugte et punkt omkring de fire sider af det kemiske symbol for visning af valenselektronerne.

Valens af brint og ilt

Inden oprettelsen af det periodiske system af valensen af de kemiske grundstoffer i forbindelserne blev foretaget for at sammenligne med de atomer, hvortil det er kendt. Brint og ilt blev udvalgt som reference. Et andet grundstof tiltrækkes enten substitueret for et vist antal af H atomer, og O.

På denne måde blev egenskaberne bestemt i et monovalente forbindelser med hydrogen (valensen af det andet element er betegnet med romertal):

• HCI - chlor (I):
• _H2O - oxygen (II);
• _NH3 - nitrogen (III);
• _CH4 - carbon (IV).

Oxiderne af _K2O, CO, N ₂ O _{3, SiO2, SO3} blev bestemt ved valensen af metaller og ikke-metaller oxygen, fordobling af antallet af atomer fastgøres O. Opnået følgende værdier: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Sådan konstateres valensen af de kemiske grundstoffer

Der er love for dannelse af kemiske bindinger med de fælles elektronpar:

• Typiske hydrogen valensen - I.
• Normal oxygen valens - II.
• For elementer nonmetals-lavere valenstrin kan bestemmes ved formlen 8 - № gruppe, hvor de er i det periodiske system. Højere, hvis det kan bestemmes ved gruppens nummer.
• For sideelementer af undergrupper maksimalt mulige valens er det samme som antallet af grupper i det periodiske system.

Bestemmelse af valensen af de kemiske elementer i forbindelse med formel udføres under anvendelse af følgende algoritme:

1. Optag oven på kemisk velkendte kendte værdi for et af elementerne. For eksempel i Mn ₂ O ₇ oxygen valens er II.
2. Beregne den samlede værdi, der skal multipliceres med valensen af antallet af atomer af det samme grundstof i molekylet, 2 * 7 = 14.
3. Bestemme valensen af det andet element, hvortil det er ukendt. Kløft opnået i kap. 2 værdi med antallet af Mn-atomer i molekylet.
4. 14: 2 = 7. valensen af manganoxid i sit højeste - VII.

Permanent og med variabel valens

Valence værdier af hydrogen og oxygen er forskellige. For eksempel svovl i forbindelsen med _H2S er divalent, som i formlen _SO3 - hexavalent. Carbonmonoxidet reagerer med oxygen, CO og _CO2 dioxid. Den første forbindelse er valensen af C II, og i den anden - IV. Den samme værdi i methan _CH4.

De fleste af elementerne ikke udviser konstant og variabel valens, for eksempel fosfor, nitrogen, svovl. Søgningen efter de væsentligste årsager til dette fænomen førte til en teori om kemisk binding, begreberne valenstrin skalelektroner, molekylorbitaler. Eksistensen af forskellige værdier af de samme egenskaber, der opnås med den forklaring af strukturen af atomer og molekyler position.

Moderne forestillinger om valens

Alle atomer er sammensat af positiv kerne omgivet af negativt ladede elektroner. Den ydre skal, som de udgør, er uafsluttet. Den færdige struktur er den mest stabile, det indeholder 8 elektroner (Oktet). Kemisk binding med de fælles elektronpar resulterer i energetisk gunstig tilstand atomer.

Regel til dannelse af forbindelser er færdiggørelsen af en skal eller ved udlevering elektroner recoil uparret - afhængigt af, om fremgangsmåden er lettere at passere. Hvis atom tilvejebringer dannelsen af en kemisk binding negative partikler med ingen par, bindingerne det danner så længe det uparrede elektroner. Ifølge moderne begreber, valensen af atomer af grundstoffer - er evnen til at producere et bestemt antal kovalente bindinger. For eksempel i molekylet, _H2S svovl, hydrogensulfid erhverver valensen II (-), fordi hvert atom deltager i dannelsen af to elektronpar. Tegnet "-" angiver tiltrækning af elektronpar til mere elektronegative element. Mindst elektronegative til værdien af valens tilføjer "+".

Når donor-acceptor mekanisme er involveret i processen med elektronpar af et element og de øvrige frie valens orbitaler.

Afhængigheden af valensen af atomets struktur

Overvej for eksempel carbon og oxygen, som det afhænger af strukturen af stoffer valensen af de kemiske grundstoffer. Periodiske system giver et overblik over de grundlæggende egenskaber ved carbonatomet:

• kemiske symbol - C;
• varenummer - 6;
• kerneladning - 6;
• protoner i kernen - 6;
• elektron - 6, herunder 4 ekstern, hvoraf 2 danner et par, 2 - uparret.

Hvis carbonatomet danner to bindinger i monoookside CO, så dets anvendelse leveres kun 6 negative partikler. At erhverve oktetter nødvendige for at parre 4 dannede eksterne negative partikler. Kul har en valens på IV (+) i dioxid og IV (-) på methan.

Ordenstal af oxygen - 8, valensen skallen består af seks elektroner, to af dem danner et par, og er involveret i kemiske bindinger og interaktion med andre atomer. Typisk oxygen valensen - II (-).

Valensen og oxidationstrin

I mange tilfælde er det mere bekvemt at bruge udtrykket "graden af oxidation". Såkaldte ladning atom, som det ville erhverve, hvis alle elektroner er flyttet til det bindende element, som har en højere værdi elektroootritsatelnosti (EO). Oxidation nummer simpelt stof er nul. Ved oxidation mere EO tilføjede element "-" tegn, mindre elektronegative - "+". For eksempel de hovedgruppemetaller til typiske oxidation og ion afgifter tilsvarende antal med fortegnet af "+". I de fleste tilfælde valensen og oxidationstilstanden af atomer i den samme forbindelse numerisk sammenfaldende. Kun når interaktion med mere elektronegative atomer positiv oxidationstrin, med elementer, hvis EO nedenfor - negative. Begrebet "valens" gælder ofte blot indholdet af molekylstrukturen.