niveau van kennis over de structuur van atomen en moleculen in de XIXe eeuw kan de reden waarom de atomen vormen een aantal verbindingen met andere deeltjes niet uit te leggen.Maar de ideeën van wetenschappers hun tijd vooruit, en de valentie wordt nog bestudeerd als een van de basisprincipes van de chemie.
Uit de geschiedenis van het concept van de "waardigheid van de chemische elementen»
eminente Engels chemicus Edward Frankland XIXe eeuw bedacht de term "verbinding" met de academische gemeenschap om de interactie van atomen met elkaar te beschrijven.Wetenschappers gemerkt dat sommige chemische elementen vormen verbindingen met dezelfde hoeveelheid van de andere atomen.Bijvoorbeeld stikstof hecht drie waterstofatomen in de molecule ammoniak.
In mei 1852 Frankland voren de hypothese dat er een bepaald aantal chemische bindingen die atoom met andere kleine deeltjes van de materie kunnen vormen.Frankland gebruikt de term "koppeling kracht" te beschrijven wat later de valentieband genoemd worden.Brits chemicus gevestigd als de chemische bindingen atomen van bepaalde elementen in het midden van de negentiende eeuw bekend.Werk Frankland was een belangrijke bijdrage aan de moderne structurele chemie.
Development beschouwt
Duitse chemicus FAKekule bewees in 1857 dat koolstof is chetyrehosnovnym.In zijn eenvoudigste verbinding - methaan - optreden als gevolg van de vier waterstofatomen.De term "kern" wordt gebruikt om uit een wetenschapper eigenschappen van elementen om een vast aantal andere deeltjes hechten.In Rusland, de gegevens over de structuur van materie gesystematiseerd AMButlerov (1861).Verdere ontwikkeling van de theorie van de chemische binding verkregen door de leer van de periodieke variatie van de eigenschappen van de elementen.De auteur - opnieuw een uitstekend Russische scheikundige Dmitri Mendelejev.Hij bewees dat de valentie van de chemische elementen in de verbindingen, en andere eigenschappen zijn het gevolg van de positie die zij innemen in het periodiek systeem.
Grafische Valence en chemische binding
De mogelijkheid om te visualiseren moleculen - een van de grote dingen over de theorie van Valence.De eerste modellen verschenen in 1860, en sinds 1864 de structurele formules wordt gebruikt is een cirkel met een chemische stof aan de binnenzijde.Tussen tekens atomen dash is een chemische binding, en het aantal lijnen is gelijk aan de valentie.In diezelfde jaren waren het de eerste sharosterzhnevye model (zie. Foto links) gemaakt.In 1866 voorgestelde Kekule stereochemische tekening koolstofatomen in de vorm van een tetraëder, dat hij in zijn boek "Organic Chemistry".
valentie van de chemische elementen, en de opkomst van relaties onderzocht G. Lewis, die na de ontdekking van het elektron zijn werken in 1923 gepubliceerd.Dus negatief geladen zogenaamde kleine deeltjes die deel uitmaken van de schalen van atomen.In zijn boek, gebruikt Lewis een punt rond vier zijden van het chemische symbool voor de weergave van de valentie-elektronen.
valentie waterstof en zuurstof
Voor de oprichting van het periodiek systeem van de valentie van de chemische elementen in de gebruikte verbindingen worden vergeleken met de atomen waaraan bekend is.De standaarden werden gekozen als waterstof en zuurstof.Andere elementen trok een bepaald aantal atomen in plaats van het H en O.
Zo bepaalt de eigenschappen van verbindingen met monovalente waterstof (de valentie van het tweede element geeft het Romeinse cijfer):
- HCl - chloor (I):
- H2O - zuurstof (II);
- NH3 - Stikstof (III);
- CH4 - koolstof (IV).
naar K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 zuurstof bepaald door de valentie van metalen en niet-metalen oxide, een verdubbeling van het aantal atomen vastgemaakt O. volgende waarden verkregen: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Hoe de valentie van de chemische elementen
Er zijn wetten van de vorming van chemische bindingen met de gemeenschappelijke elektronenparen bepalen: - I.
- typisch valentie waterstof II.Voor
- elementen nonmetals lagere waardigheid kan worden bepaald met de formule 8, - het groepsnummer, waarbij zij in het periodiek systeem.Major indien kan worden bepaald door het groepsnummer.Voor elementen
- secundaire subgroepen maximale valentie gelijk is aan het aantal groepen van het periodiek systeem.
Bepaling van de valentie van de chemische elementen in de formule van de verbinding wordt uitgevoerd met het volgende algoritme:
- Record bovenop het chemische symbool voor de bekende waarde van een van de elementen.Bijvoorbeeld, de valentie van zuurstof Mn2O7 II.
- Bereken het totale bedrag dat moet worden vermenigvuldigd met het aantal valentie van de atomen van hetzelfde chemische element in het molecuul: 2 * 7 = 14.
- bepalen de valentie van het tweede element waarvan bekend.Verdeel verkregen Sec. 2 waarde door het aantal Mn atomen in het molecuul.
- 14: 2 = 7. De valentie van het mangaanoxide in de hoogste - VII.
constante en variabele waarden van de valentie
valentie waterstof en zuurstof zijn verschillend.Zo zwavel in de verbinding met tweewaardige H2S, en in de formule SO3 - zeswaardige.Koolmonoxide, zuurstof reageert met de CO en CO2-uitstoot.In het eerstgenoemde verbinding II gelijk aan de valentie van C, en in het tweede - IV.Dezelfde waarde in methaan CH4.
meeste exposities zijn niet constant en variabel valentie, zoals fosfor, stikstof, zwavel.De zoektocht naar de belangrijkste oorzaken van dit fenomeen heeft geleid tot de chemische binding theorie, representaties van de valentie elektron molecuulorbitalen.Het bestaan van verschillende waarden van dezelfde eigenschappen is toegelicht vanuit het oogpunt van de structuur van atomen en moleculen.
moderne opvattingen van Valence
Alle atomen bestaan uit een positieve kern omgeven door negatief geladen elektronen.De buitenste schil van die zij vormen, is nog niet af.De volledige structuur van de meest stabiele, bevat 8 elektronen (octet).De opkomst van de chemische binding met de gemeenschappelijke electronenparen leidt tot de energetisch gunstige toestand van het atoom.
Regel voor de vorming van verbindingen is de voltooiing van de schil van elektronen afgifte van een terugkeer ongepaarde - afhankelijk van het proces eenvoudiger te passen.Als een atoom voorziet in de vorming van chemische bindingen negatieve deeltjes die niet over een paar, de banden vormt zoveel als hij ongepaarde elektronen.Volgens moderne concepten, de valentie van de atomen van chemische elementen - is de mogelijkheid om een aantal covalente bindingen produceren.Bijvoorbeeld, een molecule waterstofsulfide H2S wordt zwavel valentie II (-), omdat elk atoom deelneemt aan de vorming van twee elektronenparen.Het teken "-" geeft de aantrekkingskracht van het elektronenpaar aan het meer elektronegatieve element.Tenminste elektronegatieve valentie voegt de waarde "+".
Wanneer de donor-acceptor mechanisme op het proces deelnemende elektronenparen van een element en de vrije valentie orbitalen van de andere.
afhankelijkheid van de valentie van de structuur van het atoom
Neem bijvoorbeeld koolstof en zuurstof, het hangt af van de structuur van materie valentie van de chemische elementen.Periodieke tabel geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het koolstofatoom:
- chemische symbool - C;
- itemnummer - 6;
- nucleaire lading - 6;
- protonen in de kern - 6;
- elektron - 6, met inbegrip van 4 externe, waarvan 2 vormen een paar, twee - ongepaarde.
Als het koolstofatoom in CO monoookside twee vormen van communicatie, in het gebruik ervan komt slechts 6 negatieve deeltjes.Om octetten moest een paar 4 externe negatieve deeltjes schaffen.Koolstof heeft een valentie van IV (+) dioxide en IV (-) methaan.
Aantal zuurstof - 8 valentie bestaat uit zes elektronen, twee van hen vormen geen paar en zijn betrokken bij chemische binding en interactie met andere atomen.Typische zuurstof Valence - II (-).
Valencia en oxidatiegraad
In veel gevallen is het handig om de term "mate van oxidatie" te gebruiken.Zo noemden ze de lading van het atoom, die hij zou krijgen als alle bindende elektronen worden doorgegeven aan het element, dat een hogere waarde elektroootritsatelnosti (EO) heeft.Het oxidatiegetal van eenvoudige stof nul.Door de oxidatietoestand van een element wordt toegevoegd aan een EO "-" teken, hoe minder elektronegatieve - "+".Bijvoorbeeld, een typische hoofdgroep metaal oxidatietoestand en kosten van ionen gelijk is aan het groepsnummer een "+".In de meeste gevallen de waardigheid en de oxidatietoestand van atomen in dezelfde verbinding numeriek identiek.Alleen wanneer interactie met meer elektronegatieve atomen positieve oxidatietoestand, met elementen die lager EO hebben - negatief.Het concept van de "waardigheid van" geldt vaak alleen voor de inhoud van de moleculaire structuur.
