di conoscenza sulla struttura degli atomi e delle molecole nel XIX secolo non può spiegare il motivo per cui gli atomi formano un certo numero di collegamenti con altre particelle.Ma le idee di scienziati in vista del loro tempo, e la valenza è ancora in fase di studio come uno dei principi fondamentali della chimica.
Dalla storia del concetto di "valenza degli elementi chimici»
eminente chimico inglese Edward Frankland XIX secolo ha coniato il termine "connessione" alla comunità accademica per descrivere l'interazione di atomi con l'altro.Gli scienziati hanno notato che alcuni elementi chimici formano composti con la stessa quantità degli altri atomi.Ad esempio, azoto attribuisce tre atomi di idrogeno nella molecola di ammoniaca.
Nel maggio 1852 Frankland ha avanzato l'ipotesi che ci sia un numero specifico di legami chimici che atomo può formare con le altre minuscole particelle di materia.Frankland usato la frase "forza di accoppiamento" per descrivere quella che poi sarà chiamata la valenza.Chimico britannico stabilito come i legami chimici formare atomi di alcuni elementi noti a metà del XIX secolo.Il lavoro Frankland era un importante contributo alla moderna chimica strutturale.Viste
Sviluppo
chimico tedesco FAKekule dimostrato nel 1857 che il carbonio è chetyrehosnovnym.Nel suo complesso più semplice - metano - verificarsi a causa di quattro atomi di idrogeno.Il termine "core" è usato per indicare una proprietà scienziato di elementi per collegare un numero fisso di altre particelle.In Russia, i dati sulla struttura della materia sistematizzati AMButlerov (1861).Ulteriore sviluppo della teoria del legame chimico ottenuto attraverso gli insegnamenti della variazione periodica delle proprietà degli elementi.Il suo autore - un altro eccezionale chimico russo Dmitri Mendeleev.Egli ha dimostrato che la valenza degli elementi chimici nei composti, e altre proprietà sono dovute alla posizione che occupano nel sistema periodico.
grafica valenza e legame chimico
La possibilità di molecole visualizzando - una delle grandi cose sulla teoria di valenza.I primi modelli apparsi nel 1860, e dal 1864 le formule strutturali utilizzati è un cerchio con un segno chimica all'interno.Tra caratteri atomi trattino indica un legame chimico, e il numero di righe è uguale alla valenza.In quegli stessi anni aveva fatto il primo modello sharosterzhnevye (cfr. Foto a sinistra).Nel 1866 Kekule proposto stereochimiche disegno atomi di carbonio sotto forma di un tetraedro, che ha incluso nel suo manuale "Organic Chemistry".
valenza degli elementi chimici, e l'emergere di rapporti studiati G. Lewis, che ha pubblicato i suoi lavori nel 1923 dopo la scoperta dell'elettrone.La cosiddetta carica negativa minuscole particelle che fanno parte dei gusci degli atomi.Nel suo libro, Lewis usato un punto attorno quattro lati del simbolo chimico per la visualizzazione degli elettroni di valenza.
valenza di idrogeno e ossigeno
Prima della creazione del sistema periodico della valenza degli elementi chimici nei composti utilizzati per essere confrontato con gli atomi a cui è conosciuta.Gli standard sono stati scelti come idrogeno e ossigeno.Altri elementi attirato un certo numero di atomi sostituiti per la H e O.
questo modo determina le proprietà dei composti di monovalente di idrogeno (la valenza del secondo elemento denota il numero romano):
- HCl - cloro (I):
- H2O - ossigeno (II);
- NH3 - Azoto (III);
- CH4 - carbonio (IV).
in ossido K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 ossigeno determinata dalla valenza di metalli e non metalli, raddoppiando il numero di atomi collegabili seguenti valori O. si ottengono: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Come determinare la valenza degli elementi chimici
ci sono leggi di formazione di legami chimici con le coppie di elettroni comuni:
- tipica valenza dell'idrogeno - I.
- usuale valenza di ossigeno - II.Per
- elementi metalloidi inferiore valenza può essere determinato dalla formula 8, - il numero del gruppo, in cui sono nel sistema periodico.Maggiore, se può essere determinata dal numero di gruppo.Per gli elementi
- sottogruppi secondari massimo di valenza è uguale al numero di gruppi nella tavola periodica.
Determinazione della valenza degli elementi chimici nella formula del composto viene effettuata utilizzando il seguente algoritmo:
- registrare sopra il simbolo chimico per il valore noto di uno degli elementi.Ad esempio, la valenza di ossigeno è Mn2O7 II.
- Calcolare la quantità totale che deve essere moltiplicata per il numero di valenza degli atomi dello stesso elemento chimico nella molecola: 2 * 7 = 14.
- determinare la valenza del secondo elemento per il quale è noto.Dividere ottenuta in Sez. 2 valore per il numero di atomi di Mn nella molecola.
- 14: 2 = 7. La valenza dell'ossido di manganese nella sua massima - VII.
valori costanti e variabili della valenza
valenza di idrogeno e ossigeno sono differenti.Ad esempio, lo zolfo nel composto di H2S divalenti, e nella formula SO3 - esavalente.Il monossido di carbonio, ossigeno reagisce con il biossido di CO e CO2.Nel primo composto II uguale alla valenza del C, e nel secondo - IV.Lo stesso valore di metano CH4.
La maggior parte degli oggetti esposti non sono costanti e valenza variabili, come il fosforo, azoto, zolfo.La ricerca delle cause principali di questo fenomeno ha portato alla teoria legame chimico, rappresentazioni degli orbitali molecolari guscio di elettroni di valenza.L'esistenza di diversi valori delle stesse proprietà è stata spiegata dal punto di vista della struttura di atomi e molecole.
concezioni moderne di valenza
Tutti gli atomi sono composti da un nucleo positivo circondato da elettroni con carica negativa.Il guscio esterno di cui fanno, è incompiuta.La struttura completa dei più stabili, contiene 8 elettroni (ottetto).La comparsa del legame chimico con le coppie di elettroni comuni porta allo stato energeticamente favorevole dell'atomo.
Regola per la formazione di composti è il completamento del guscio di elettroni ricevendo un ritorno di spaiato - a seconda di ciò il processo è più facile passare.Se un atomo prevede la formazione di legami chimici particelle negative che non hanno una coppia, i legami che costituisce quanto ha elettroni spaiati.Secondo concetti moderni, la valenza degli atomi di elementi chimici - è la capacità di produrre un certo numero di legami covalenti.Ad esempio, una molecola di idrogeno solforato H2S diventa zolfo valenza II (-), perché ogni atomo partecipa alla formazione di due coppie di elettroni.Il segno "-" indica l'attrazione della coppia elettrone all'elemento più elettronegativo.Almeno valenza elettronegativo aggiunge il valore "+".
Quando il meccanismo donatore-accettore nel processo di partecipazione coppie di elettroni di un elemento e gli orbitali valenza libera dell'altro.
dipendenza della valenza della struttura dell'atomo
consideri l'esempio di carbonio e ossigeno, dipende dalla struttura della materia valenza degli elementi chimici.Tavola periodica fornisce una panoramica delle principali caratteristiche del carbonio:
- simbolo chimico - C;
- numero articolo - 6;
- carica nucleare - 6;Protoni
- nel nucleo - 6;
- elettrone - 6, di cui 4 esterni, di cui 2 formano una coppia, due - spaiato.
Se l'atomo di carbonio in CO monoookside due forme di comunicazione, è nel suo uso viene solo 6 particelle negative.Per acquistare ottetti necessari per formare una coppia di 4 particelle negative esterne.Carbon ha una valenza IV (+) e anidride IV (-) di metano.
Numero di ossigeno - guscio 8 valenza composto da sei elettroni, due dei quali non formano una coppia e sono coinvolti nel legame chimico e l'interazione con altri atomi.Tipico valenza di ossigeno - II (-).
Valence e il grado di ossidazione
In molti casi è più conveniente usare il termine "grado di ossidazione".Così hanno chiamato la carica dell'atomo, che acquisirebbe in se tutti gli elettroni vincolanti sono passati al elemento, che ha un più alto valore elektroootritsatelnosti (EO).Il numero di ossidazione della sostanza semplice è zero.Con lo stato di ossidazione di un elemento viene aggiunto a un EO segno "-", il meno elettronegativo - "+".Ad esempio, un tipico stato di ossidazione del metallo del gruppo principale e cariche di ioni, pari al numero di gruppo con un "+".Nella maggior parte dei casi la valenza e stato di ossidazione degli atomi nel stesso composto è numericamente identica.Solo quando l'interazione con più atomi elettronegativi stato di ossidazione positivo, con elementi che hanno minore EO - negativo.Il concetto di "valenza" si applica spesso solo alla sostanza della struttura molecolare.
