Как научиться определять валентность химических элементов


Урок 6. Валентность – HIMI4KA

В уроке 6 «Валентность» из курса «Химия для чайников» дадим определение валентности, научимся ее определять; рассмотрим элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научимся составлять химические формулы по валентности. Напоминаю, что в прошлом уроке «Химическая формула» мы дали определение химическим формулам и их индексам, а также выяснили различия химических формул веществ молекулярного и немолекулярного строения.

Вы уже знаете, что в химических соединениях атомы разных элементов находятся в определенных числовых соотношениях. От чего зависят эти соотношения?

Рассмотрим химические формулы нескольких соединений водорода с атомами других элементов:

Нетрудно заметить, что атом хлора связан с одним атомом водорода, атом кислорода — с двумя, атом азота — с тремя, а атом углерода — с четырьмя атомами водорода. В то же время в молекуле углекислого газа СО2 атом углерода связан с двумя атомами кислорода. Из этих примеров видно, что атомы обладают разной способностью соединяться с другими атомами. Такая способность атомов выражается с помощью численной характеристики, называемой валентностью.

Валентность — численная характеристика способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами.

Поскольку один атом водорода может соединиться только с одним атомом другого элемента, валентность атома водорода принята равной единице. Иначе говорят, что атом водорода обладает одной единицей валентности, т. е. он одновалентен.

Валентность атома какого-либо другого элемента равна числу соединившихся с ним атомов водорода. Поэтому в молекуле HCl у атома хлора валентность равна единице, а в молекуле H2O у атома кислорода валентность равна двум. По той же причине в молекуле NH3 валентность атома азота равна трем, а в молекуле CH4 валентность атома углерода равна четырем. Если условно обозначить единицу валентности черточкой |, вышесказанное можно изобразить схематически:

Следовательно, валентность атома любого элемента есть число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента связан данный атом в химическом соединении .

Численные значения валентности обозначают римскими цифрами над символами химических элементов:

Определение валентности

Однако водород образует соединения далеко не со всеми элементами, а вот кислородные соединения есть почти у всех элементов. И во всех таких соединениях атомы кислорода проявляют валентность, равную двум. Зная это, можно определять валентности атомов других элементов в их бинарных соединениях с кислородом. (Бинарными называются соединения, состоящие из атомов двух химических элементов.)

Чтобы это сделать, необходимо соблюдать простое правило: в химической формуле вещества суммарные числа единиц валентности атомов каждого элемента должны быть одинаковыми.

Так, в молекуле воды H2O общее число единиц валентности двух атомов водорода равно произведению валентности одного атома на соответствующий числовой индекс в формуле:

Так же определяют число единиц валентности атома кислорода:

По величине валентности атомов одного элемента можно определить валентность атомов другого элемента. Например, определим валентность атома углерода в молекуле углекислого газа СО2:

Согласно вышеприведенному правилу х·1 = II·2, откуда х = IV.

Существует и другое соединение углерода с кислородом — угарный газ СО, в молекуле которого атом углерода соединен только с одним атомом кислорода:

В этом веществе валентность углерода равна II, так как х·1 = II·1, откуда х = II:

Постоянная и переменная валентность

Как видим, углерод соединяется с разным числом атомов кислорода, т. е. имеет переменную валентность. У большинства элементов валентность — величина переменная. Только у водорода, кислорода и еще нескольких элементов она постоянна (см. таблицу).

Составление химических формул по валентности

Зная валентность элементов, можно составлять формулы их бинарных соединений . Например, необходимо записать формулу кислородного соединения хлора, в котором валентность хлора равна семи. Порядок действий здесь таков.

Еще один пример. Составим формулу соединения кремния с азотом, если валентность кремния равна IV, а азота — III.

Записываем рядом символы элементов в следующем виде:

Затем находим НОК валентностей обоих элементов. Оно равно 12 (IV·III).

Определяем индексы каждого элемента:

Записываем формулу соединения: Si3N4.

В дальнейшем при составлении формул веществ не обязательно указывать цифрами значения валентностей, а необходимые несложные вычисления можно выполнять в уме.

Краткие выводы урока:

  1. Численной характеристикой способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами является валентность.
  2. Валентность водорода постоянна и равна единице. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
  3. Валентность большинства остальных элементов не является постоянной. Ее можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Надеюсь урок 6 «Валентность» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

.

Таблица валентностей элементов

000 , -1 900 04 Fe 0 0002 , 1 Сурьма 0005 000 9002 000 000 Prome22 900 03
НОМЕР СИМВОЛ ЭЛЕМЕНТ ВАЛЕНТНОСТЬ
1 H Водород 1 , 0-1 9000
Гелий 0
3 Li Литий 1 , -1
4 Be Бериллий

24 9224

B Бор 3 , 2, 1
6 C Углерод 4 , 3, 2, 1, -1, -2, -4
7 N Азот 5 , 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3
8 O Кислород 2, 1, 0, -1, -2 9 0005
9 F Фтор 0, -1
10 Ne Neon 0
11
12 Mg Магний 2
13 Al Алюминий 3 , 1
14 9000 Кремний 14 9000 4 , 3, 2, 1, -1, -2, -4
15 P Фосфор 5 , 4, 3 , 2, 1, 0, -1 , -2, -3
16 S Сера 6 , 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2
17 Класс Хлор 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1 , -2
18 Ar Аргон 0
19 K Калий 1 , -1
20 Ca 20 Ca Кальций 2
21 Sc Скандий 3 , 2, 1
22 Ti Титан 4 -1, -2
23 V Ванадий 5, 4, 3 , 2, 1, 0, -1, -2
24 Cr Хром 6 , 5, 4, 3 , 2 , 1, 0, -1, -2, -3, -4
25 Mn Марганец 7 , 6, 5, 4 , 3, 2 , 1, 0, -1, -2, -3
26 Железо 6, 5, 4, 3 , 2 , 1, 0, -1, -2
27 Co Кобальт 5, 4, 3 , 2 , 1, 0, -1
28 Ni Никель 6, 4, 3, 2 , 1, 0, -1
29 Cu Медь 4, 3, 2 , 1 , 0
30 Zn Цинк 2 , 1, 0
31 Ga 1 Галлий 3 , 2, 1
32 Ge Германий 4 , 3, 2, 1
33 As Мышьяк 5 , 3 , -3
34 Se Селен 6, 4 , 2, 1, -2
35 Br Бром 7, 5, 4, 3, 1, 0, -1
36 Kr Krypton 2,
37 Rb Рубидий 1 , -1
38 Sr Стронций 2
39 Ytt 2
40 Zr Цирконий 4 , 3, 2, 1, 0, -2
41 Nb Ниобий 5 , 4, 4, 4, 4, 4 , 1, 0, -1, -3
42 Mo Молибден 6 , 5, 4 , 3, 2, 1, 0, -1, -2
43 Tc Технеций 7 , 6, 5, 90 021 4 , 3, 2, 1, 0, -1, -3
44 Ru Рутений 8, 7, 6, 5, 4 , 3 , 2, 1, 0, -2
45 Rh Родий 6, 5, 4, 3 , 2, 1, 0, -1
46 Pd Палладий 4 , 2 , 0
47 Ag Серебро 3, 2, 1 , 0
48 Cd Кадмий 2 , 1
49 In Индий 3 , 2, 1
50 Sn Олово 4, 2 , -4
51 5, 3 , -3
52 Te Теллур 9 0005 6, 5, 4 , 2, 1, -2
53 I Йод 7, 5 , 3, 1, 0, -1
54 Xe Ксенон 8, 6, 4, 3, 2, 0
55 Cs Цезий 1 , -1
56 Барий 2
57 La Лантан 3 , 2
58 Ce Церий 4, 4, Pr Празеодим 4, 3 , 2
60 Nd Неодим 4, 3 , 2
61 000
62 Sm Самарий 3 , 2
63 Eu Европий 3 , 2
64 005 1 4,

24 9002

70 90 012 2 000 Leopard 900 9000 4 Cf 000 000 1 1 Mos 000 000 000 000 , 4 , 2
Gd Gd , 2, 1
65 Tb Тербий 4, 3 , 1
66 Dy Диспрозий 4, 3
Ho Гольмий 3 , 2
68 Er Эрбий 3
69 Tm Yb Иттербий 3 , 2
71 Lu Лютеций 3
72 Hf Гафний 4 , 3, 2, 1
73 Ta Тантал 5 , 4, 3, 2, 1, -1, -3
74 W Вольфрам 6 , 5, 4 , 3, 2, 1, 0, -1, -2, -4
75 Re Рений 7, 6, 5 , 4 , 3 , 2, 1, 0, -1, -3
76 Os Осмий 8, 7, 6, 5, 4 , 3, 2, 1, 0, -2
77 Ir Иридий 6, 5, 4 , 3 , 2, 1, 0, -1
78 Pt Платина 6, 5, 4 , 2 , 0
79 Au Золото 7, 5, 3 , 2, 1, 0, -1
80 Hg Меркурий 2 , 1
81 Tl Таллий 3 , 1
4, 2
83 Bi Висмут 5, 3 , 1 , -3
84 Po Полоний 6, 0005 9000 9004 , 2, -2
85 Ат Астатин 7, 5, 3, 1, -1
86 Rn Радон 2, 12 0
87 Fr Франций 1
88 Ra Радий 2
89 Ac ctinium 3
90 Th Торий 4 , 3, 2
91 Па Протактиний
, 92 U Уран 6 , 5, 4, 3, 2
93 Np Нептуний 7 , 6, 5, 4, 3, 2
94 Pu Плутоний 7 , 6, 5, 4 , 3, 2
95 Am Америций 7, 6, 5, 4, 3 , 2
96 Cm Curium 6 , 5 , 4, 3 , 2
97 Bk Berkelium 4, 20005 900
98 Калифорний 5 , 4, 3 , 2
99 Es Эйнштейн 4 , 3 , 2
Фермий 4 , 3 , 2
101 Md Менделевий 3 , 2, 1
102 2
103 Lr Лоуренсиум 3 , 2
104 Rf Rutherfordium Дубний 5 , 4
106 Sg Seaborgium 6 , 5 , 4
107 Bh Бориум 7 , 6 , 5 , 4 , 3
8 , 7 , 4 , 3 , 2
109 Mt Meitnerium 6 , 5 , , 2 , 1
110 Ds Дармштадтиум 6 , 5 , 4 , 3 , 2 , 5000 00 00 00 00 00 00 00 00 Рентгениум 3 , -1
112 Cn Copernicium 2 , 1
113 9000 5 Nh Nihonium 1
114 Fl Flerovium 2
115
116 Lv Livermorium 4 , 2
117 Ts Tennessine неизвестно
118
.

Валентных электронов - Характеристики и определение валентных электронов