של ידע על המבנה של אטומים ומולקולות במאה ה XIX לא יכולה להסביר את הסיבה שלאטומים בצורת מספר מסוים של קשרים עם חלקיקים אחרים.אבל הרעיונות של מדענים הקדימו את זמנם, והערכיויות עדיין נחקרים כאחד מהעקרונות הבסיסיים של כימיה.
מההיסטוריה של המושג "ערכיות של היסודות הכימיים» כימאי האנגלי הדגול
המאה אדוארד Frankland XIX טבע את המונח "קשר" לקהילה האקדמית כדי לתאר את האינטראקציה של אטומים אחד עם השני.מדענים הבחינו כי כמה אלמנטים כימיים ליצור תרכובות עם אותה הכמות של אטומים האחרים.לדוגמא, חנקן מצרף שלושה אטומי מימן במולקולת האמוניה.
במאי 1852 Frankland העלה את ההשערה שיש מספר מסוים של קשרים כימיים שאטום יכול ליצור עם חלקיקים זעירים של חומר אחרים.Frankland השתמש בביטוי "כוח הצימוד" כדי לתאר את מה שמאוחר יותר ייקרא הערכיות.כימאי בריטי הוקם כקשרים כימיים ליצור אטומים של יסודות מסוימים ידועים באמצע המאה התשע עשרה.עבודת Frankland הייתה תרומה חשובה לכימיה מבנית מודרנית.
פיתוח רואה כימאי הגרמני
FAקקולה הוכיח בשנת 1857 כי פחמן הוא chetyrehosnovnym.במתחמו הפשוט ביותר - מתאן - להתרחש עקב ארבעה אטומי המימן."הליבה" המונח משמשת כדי לציין מאפייני מדען של אלמנטים לצרף מספר קבוע של חלקיקים אחרים.ברוסיה, נתונים על מבנה החומר שיטתי AMButlerov (1861).פיתוח נוסף של התאוריה של קשר כימי שהושג באמצעות תורתו של הווריאציה התקופתית של המאפיינים של האלמנטים.מחברו - אחר כימאי רוסי דמיטרי מנדלייב מצטיין.הוא הוכיח שהערכיויות של היסודות הכימיים בתרכובות, ומאפיינים אחרים הן תוצאה של העמדה הם תופסים במערכת התקופתית. הערכיות והקשר כימי
הגרפי
האפשרות של מולקולות חזותי - אחד הדברים הגדולים על התאוריה של הערכיות.הדגמים הראשונים הופיעו בשנת 1860, ומאז 1864 משמשות נוסחות המבניות היא מעגל עם סימן כימי בפנים.בין דמויות אטומים מקף הוא קשר כימי, ומספר הקווים שווה לערכיויות.באותן שנים היא עשתה את מודל sharosterzhnevye הראשון (ראה. תמונה משמאל).בשינה 1866 קקולה הציע אטומי פחם ציור stereochemical בצורת ארבעון, שהוא כלול בספר הלימוד שלו "הכימיה אורגנית".הערכיות
של היסודות הכימיים, ואת הופעתה של יחסים למדו ג 'לואיס, שפרסם את יצירותיו בשנת 1923 לאחר גילוי האלקטרון.מה שנקרא מטען שלילי חלקיקים זעירים שהם חלק מהפגזים של אטומים.בספרו, לואיס משמש נקודה סביב ארבעה צדדים של הסמל הכימי לתצוגה של האלקטרונים הערכיות.הערכיות
של מימן והחמצן
לפני יצירת המערכת התקופתית של הערכיות של היסודות הכימיים בתרכובות המשמשות להשוואה עם אטומים שאליו הוא ידוע.הסטנדרטים נבחרו כמימן וחמצן.אלמנטים אחרים משכו מספר מסוים של אטומים להחליף H וO.
דרך זו קובעת את המאפיינים של תרכובות של מימן חד ערכי (הערכיות של האלמנט השני מציינות את הספרה הרומית):
- HCl - כלור (אני):
- H2O - החמצן (II);
- NH3 - חנקן (III);
- CH4 - פחמן (IV).
תחמוצת K2O, CO, N2O3, SiO2, חמצן SO3 נקבע על ידי הערכיות של מתכות ואל מתכות, הכפלת מספר אטומי ערכי O. לצירוף הבא מתקבלים: K (I), C (II), N (III), סי (IV), S (VI).
כיצד לקבוע את הערכיות של היסודות הכימיים
ישנם חוקים של היווצרות של קשרים כימיים עם זוגות אלקטרונים המשותפים: הערכיות טיפוסיות
- של מימן - ערכיות רגיל I.
- של חמצן - השני.לאל מתכות אלמנטי
- ערכיות נמוך יכול להיקבע על ידי הנוסחה 8, - מספר הקבוצה, שבו הם נמצאים במערכת המחזורית.גדול, אם ניתן לקבוע אותו על ידי מספר הקבוצות.לאלמנטים ולנסי מרביים אפשריים קבוצות המשניות
- זהה מספר הקבוצות בטבלה המחזורית.קביעת
של הערכיות של היסודות הכימיים בנוסחא של המתחם מתבצעת באמצעות האלגוריתם הבא:
- רשומה על גבי הסמל הכימי לערך הידוע של אחד מהמרכיבים.לדוגמא, הערכיות של חמצן היא Mn2O7 השני.
- לחשב את הסכום הכולל, אשר חייב להיות מוכפל במספר של הערכיות של האטומים של אותו היסוד הכימי במולקולה: 2 * 7 = 14.
- לקבוע את הערכיות של האלמנט השני שעבורו זה ידוע.פער שהושג בשניות. 2 ערך במספר האטומים במולקולה Mn.
- 14: 2 = 7. הערכיות של תחמוצת מנגן ברמה הגבוהה ביותר - VII.ערכים קבועים ומשתנים
של הערכיות הערכיות
של מימן וחמצן הם שונים.לדוגמא, גופרית במתחם של H2S דו הערכי, ובSO3 הנוסחה - hexavalent.פחמן חד חמצני, חמצן מגיב עם CO ו- CO2 דו חמצני.במתחם לשעבר השני שווה לערכיות של C, ובשנייה - IV.אותו הערך בCH4 מתאן.
רוב המוצגים אינם קבועים ומשתנים ערכיות, כגון זרחן, חנקן, גופרית.החיפוש לגורמים העיקריים לתופעה זו הוביל לקשר הכימי התאוריה, ייצוגים של אורביטלים המולקולריים אלקטרון קליפת הערכיות.קיומם של ערכים שונים של אותם המאפיינים שהוסבר מנקודת המבט של המבנה של אטומים ומולקולות.תפיסות מודרניות
של הערכיות
כל האטומים מורכבים מגרעין חיובי מוקף באלקטרונים טעונים שלילי.המעטפת החיצונית של שהם יוצרים, היא לא גמורה.מבנה היציב ביותר המלא, הוא מכיל 8 אלקטרונים (שמינייה).הופעתה של הקשר הכימי עם הזוגות של אלקטרונים המשותפים מובילה למצב החיובי במרץ של האטום.
כלל להיווצרות תרכובות היא ההשלמה של קליפת אלקטרונים על ידי קבלת תשואה של מזווג - תלוי מה את התהליך קל יותר לעבור.אם אטום מספק ליצירת קשרים כימיים חלקיקים שליליים שאין להם זוג, האג"ח זה מהווה ככל שיש לו מזווג אלקטרונים.על פי מושגים מודרניים, הערכיות של אטומים של יסודות כימיים - היא היכולת לייצר מספר מסוים של קשרים קוולנטיים.לדוגמא, מולקולה של מימן גופרי H2S הופכת ערכיות גופרית השנייה (-), כי כל אטום משתתף בהיווצרותם של שני זוגות אלקטרונים.הסימן "-" מציין את המשיכה של זוג האלקטרונים לאלמנט אלקטרו יותר.לפחות הערכיות אלקטרו מצרפת את הערך "+".
כאשר מנגנון acceptor התורם בתהליך משתתף זוגות אלקטרון של אלמנט אחד ואורביטלים הערכיות חופשיים של אחרים.תלות
של הערכיות של המבנה האטום
קחו למשל את הדוגמא של פחמן וחמצן, זה תלוי במבנה של הערכיות עניין של היסודות הכימיים.טבלה מחזורית נותנת סקירה כללית של המאפיינים העיקריים של אטום פחמן: הסמל כימי
- - C;מספר
- פריט - 6;תשלום
- גרעיני - 6;פרוטוני
- בגרעין - 6;אלקטרון
- - 6, כולל 4 חיצוניים, 2 מהם בצורת זוג, שני - מזווג.
אם אטום פחמן בCO monoookside שתי צורות של תקשורת, הוא בשימוש בו מגיע רק 6 חלקיקים שליליים.לרכוש שמיניות דרושים כדי ליצור זוג 4 חלקיקים שליליים חיצוניים.יש פחמן ערכיות של IV (+) דו-חמצני ו- IV (-) בתא.
מספר חמצן - קליפת הערכיות 8 מורכב משישה אלקטרונים, שתיים מהם לא יוצרים זוג ומעורבים בקשר כימי ואינטראקציה עם אטומים אחרים.הערכיות חמצן טיפוסיות - השני (-).
ערכיות ואת מידת חמצון
במקרים רבים זה יותר נוח לשימוש "מידת החמצון" הטווח.אז הם קראו את החיוב של האטום, שהוא ירכוש אם כל האלקטרונים מחייבים מועברים לאלמנט, שבו יש elektroootritsatelnosti גבוה יותר ערך (איו).מספר החמצון של החומר הפשוט הוא אפס.על ידי מדינת החמצון של אלמנט נוספת לאיו "-" לחתום, פחות אלקטרו - "+".לדוגמא, מדינה טיפוסית עיקרי קבוצת מתכת חמצון וחיובים של יונים, שווים למספר הקבוצה עם "+".ברוב המקרים המדינה ולנסי והחמצון של אטומים באותו המתחם היא מבחינה מספרית זהה.רק כאשר אינטראקציה עם יותר אטומים אלקטרו מצב חמצון חיובי, עם אלמנטים שיש לי איו נמוך - שלילי.המושג "ערכיות של" לעתים קרובות חל רק על החומר של המבנה המולקולרי.
