niveau af viden om strukturen af atomer og molekyler i det XIX århundrede kan ikke forklare grunden til, atomerne danner en række forbindelser med andre partikler.Men ideerne af videnskabsfolk forud for deres tid, og valens stadig at blive undersøgt som et af de grundlæggende principper for kemi.
Fra historien om begrebet "valens af de kemiske elementer»
fremtrædende engelske kemiker Edward Frankland XIX århundrede opfandt udtrykket "forbindelse" til det akademiske samfund til at beskrive samspillet mellem atomer med hinanden.Forskere har bemærket, at nogle kemiske elementer danner forbindelser med den samme mængde af de andre atomer.For eksempel nitrogen lægger tre hydrogenatomer i ammoniakmolekyle.
I maj 1852 Frankland fremsatte den hypotese, at der er et bestemt antal kemiske bindinger, der atom kan danne med andre bittesmå partikler af stof.Frankland brugte udtrykket "kobling styrke" til at beskrive, hvad der senere skulle blive kaldt valens.Britisk kemiker etableret som de kemiske bindinger dannes atomer af visse elementer der er kendt i midten af det XIX århundrede.Arbejde Frankland var et vigtigt bidrag til moderne strukturel kemi.
Development ser
tyske kemiker FAKekule beviste i 1857, at kulstof er chetyrehosnovnym.I sin enkleste forbindelse - methan - på grund af de fire hydrogenatomer forekomme.Udtrykket "kerne" anvendes til at betegne en videnskabsmand egenskaber af elementer til at fastgøre et fast antal andre partikler.I Rusland dataene på strukturen af stof systematiseret AMButlerov (1861).Videreudvikling af teorien om kemisk binding opnås ved læren af den periodiske variation af egenskaberne af elementerne.Dens forfatter - en anden fremragende russisk kemiker Dmitri Mendeleev.Han viste, at valensen af de kemiske elementer i forbindelserne, og andre egenskaber skyldes den position, de indtager i det periodiske system.
Grafisk valens og kemisk binding
Muligheden for visualisere molekyler - en af de store ting om teorien om valens.De første modeller dukkede op i 1860, og siden 1864 strukturformlerne anvendte er en cirkel med en kemisk mærke indeni.Mellem tegn atomer streg er en kemisk binding, og antallet af linier er lig med valensen.I de samme år havde gjort den første sharosterzhnevye model (se. Foto til venstre).I 1866 foreslog Kekule stereokemiske tegning carbonatomer i form af et tetraeder, som han i hans lærebog "Organic Chemistry".
valens af de kemiske elementer, og fremkomsten af relationer studerede G. Lewis, der udgav sine værker i 1923 efter opdagelsen af elektronen.Såkaldte negativt ladet bittesmå partikler, der indgår i skallerne af atomer.I sin bog, Lewis brugte et punkt omkring fire sider af det kemiske symbol for visning af valenselektroner.
valensen af brint og ilt
inden oprettelsen af det periodiske system af valensen af de kemiske elementer i forbindelserne anvendt skal sammenlignes med de atomer, hvortil det er kendt.Standarderne blev valgt som brint og ilt.Andre elementer tiltrak et bestemt antal atomer substitueret for H og O.
denne måde bestemmer egenskaberne af forbindelser med monovalent brint (valensen af det andet element betegner romertallet):
- HCI - klor (I):
- H2O - oxygen (II);
- NH3 - Nitrogen (III);
- CH4 - kulstof (IV).
til oxid K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 oxygen bestemmes af valensen af metaller og ikke-metaller, fordobling af antallet af atomer opnås fastgøres O. følgende værdier: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Sådan konstateres valensen af de kemiske elementer
Der er love dannelse af kemiske bindinger med de fælles elektron-par:
- typiske valens af brint - I.
- sædvanlige valens af ilt - II.For
- elementer nonmetals lavere valens kan bestemmes ved formlen 8, - gruppen nummer, hvor de er i det periodiske system.Major, hvis det kan bestemmes af gruppens nummer.For elementer
- sekundære undergrupper maksimalt mulige valens er det samme som antallet af grupper i det periodiske system.
Bestemmelse af valens af de kemiske elementer i formlen for forbindelsen udføres ved hjælp af følgende algoritme:
- Record på toppen af kemiske symbol for den kendte værdi af et af elementerne.For eksempel valensen af oxygen er Mn2O7 II.
- Beregn det samlede beløb, som skal ganges med antallet af valens af atomer af samme grundstof i molekylet: 2 * 7 = 14.
- bestemme valens af det andet element, som det er kendt.Divide opnået i kap. 2 værdi med antallet af Mn-atomer i molekylet.
- 14: 2 = 7. valens manganoxid i sit højeste - VII.
konstante og variable værdier valensen
valensen af brint og ilt er forskellige.For eksempel svovl i forbindelsen med divalente H2S og i formlen SO3 - hexavalent.Kulilte, ilt reagerer med CO og CO2 dioxid.I førstnævnte forbindelse II er lig med valensen af C, og i den anden - IV.Den samme værdi i metan CH4.
fleste af udstillingerne er ikke konstant og variabel valens, såsom fosfor, kvælstof, svovl.Søgningen efter de væsentligste årsager til dette fænomen førte til den kemiske binding teori, repræsentationer af valens shell elektron molekylorbitaler.Eksistensen af forskellige værdier af de samme egenskaber er blevet forklaret ud fra strukturen af atomer og molekyler.
Moderne opfattelser af Valence
Alle atomer består af en positiv kerne omgivet af negativt ladede elektroner.Den ydre skal, som de er, er ufærdige.Den fuldstændige struktur af de mest stabile, det indeholder 8 elektroner (Oktet).Fremkomsten af den kemiske binding med de fælles par elektroner fører til den energisk gunstig tilstand af atomet.
Regel for dannelsen af forbindelser er færdiggørelsen af skallen af elektroner ved at modtage et afkast på uparret - afhængigt af, hvad processen er lettere at passere.Hvis et atom indeholder bestemmelser om dannelse af kemiske bindinger negative partikler, der ikke har et par, obligationerne det danner så meget som han har uparrede elektroner.Ifølge moderne begreber, valensen af atomer af grundstoffer - er evnen til at producere et bestemt antal kovalente bindinger.For eksempel, et molekyle af hydrogensulfid H2S bliver svovl valens II (-), fordi hvert atom deltager i dannelsen af to elektronpar.Tegnet "-" angiver tiltrækning af elektron par til de mere elektronegative element.Mindst elektronegativ valens tilføjer værdien "+".
Når donor-acceptor mekanisme i processen for at deltage elektronpar af et element og de frie valens orbitaler i den anden.
afhængighed af valensen af atomets struktur
tage eksemplet med carbon og oxygen, det afhænger af stoffets struktur valensen af grundstoffer.Periodiske system giver en oversigt over de vigtigste karakteristika ved det carbonatom:
- kemisk symbol - C;
- varenummer - 6;
- nuklear opladning - 6;
- protoner i kernen - 6;
- elektron - 6, herunder 4 eksterne, hvoraf 2 danner et par, to - uparret.
Hvis det carbonatom i CO monoookside to former for kommunikation, er i sin brug kommer kun 6 negative partikler.Hvis du vil købe oktetter er nødvendige for at danne et par 4 eksterne negative partikler.Carbon har en valens på IV (+) dioxid og IV (-) i metan.
Antal oxygen - 8 valensskal består af seks elektroner, to af dem ikke danner et par, og er involveret i kemisk binding og interaktion med andre atomer.Typiske ilt valens - II (-).
Valence og graden af oxidation
I mange tilfælde er det mere bekvemt at bruge udtrykket "graden af oxidation".Så de kaldte afgiften af atomet, som han ville erhverve, hvis bestået alle bindende elektroner til det element, som har en højere værdi elektroootritsatelnosti (EO).Oxidation nummer enkle stof er nul.Ved tilsættes oxidationstrin af et element til et EO "-" tegn, jo mindre elektronegative - "+".For eksempel, et typisk hovedgruppe metal oxidationstrin og løber af ioner, som er lig med gruppenummeret med et "+".I de fleste tilfælde valens og oxidationstrin af atomer i den samme forbindelse er numerisk identisk.Kun når interaktion med flere elektronegative atomer positiv oxidation stat med elementer, der har lavere EO - negativ.Begrebet "valens" ofte kun gælder indholdet af den molekylære struktur.
