kunnskapsnivå om strukturen av atomer og molekyler i det nittende århundre kan ikke forklare årsaken til at atomene danner et visst antall forbindelser med andre partikler.Men ideene til vitenskapsmenn forut for sin tid, og valens fortsatt blir studert som en av de grunnleggende prinsippene i kjemi.
Fra historien om begrepet "valens de kjemiske elementer»
eminente engelske kjemikeren Edward Frank XIX århundre innførte begrepet "connection" til fagmiljøet for å beskrive samspillet mellom atomer med hverandre.Forskere merke til at noen kjemiske elementer danne forbindelser med den samme mengde av de andre atomer.For eksempel, festes nitrogen tre hydrogenatomer i ammoniakk-molekylet.
I mai 1852 Frank fremmet hypotesen om at det er et bestemt antall kjemiske bindinger som atom kan danne med andre små partikler av materie.Frank brukte uttrykket "kobling styrke" for å beskrive det som senere skulle bli kalt valens.British kjemiker etablert som de kjemiske bindinger danner atomer av visse elementer kjent i midten av det nittende århundre.Arbeid Frank var et viktig bidrag til moderne strukturkjemi.
Development visninger
tysk kjemiker FAKekule beviste i 1857 at karbon er chetyrehosnovnym.I sin enkleste forbindelse - metan - oppstå på grunn av de fire hydrogenatomer.Uttrykket "kjerne" brukes for å betegne en vitenskaps egenskaper av elementer for å feste et fast antall andre partikler.I Russland dataene på strukturen i saken systematisert AMButlerov (1861).Videreutvikling av teorien for kjemisk binding oppnådd ved læren i den periodiske variasjon av egenskapene til elementene.Forfatteren - en annen fremragende russiske kjemikeren Dmitrij Mendelejev.Han viste at valensen av de kjemiske elementene i forbindelsene, og andre egenskaper er på grunn av den posisjon de har i det periodiske system.
Grafisk valens og kjemisk binding
mulighet å se molekyler - en av de store tingene om teorien om valens.De første modellene dukket opp i 1860, og siden 1864 de strukturelle formlene som brukes er en sirkel med en kjemisk mark inne.Mellom tegn atomer strek er en kjemisk binding, og antall linjer er lik valensen.I de samme årene hadde det gjort det første sharosterzhnevye modell (se. Bilde til venstre).I 1866 foreslo Kekule stereokjemiske tegning karbonatomer i form av et tetraeder, som han tatt med i hans lærebok "Organic Chemistry".
valens av kjemiske elementer, og fremveksten av relasjoner studert G. Lewis, som publiserte sine arbeider i 1923 etter oppdagelsen av elektronet.Såkalte negativt ladede små partikler som er en del av skallet av atomer.I sin bok, brukt Lewis et punkt rundt fire sidene av kjemisk symbol for visning av valens elektroner.
valensen av hydrogen og oksygen
Før dannelsen av det periodiske system av valensen av de kjemiske elementene i de forbindelser som brukes for å sammenlignes med de atomer som den er kjent.Standardene ble valgt som hydrogen og oksygen.Andre elementer tiltrekkes et visst antall atomer substituert for H og O.
denne måten bestemmer egenskapene til forbindelsene av monovalent hydrogen (valensen av det andre elementet betegner romertall):
- HCl - klor (I):
- H2O - oksygen (II);
- NH3 - Nitrogen (III);
- CH4 - karbon (IV).
til oksid K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 oksygen bestemt av valensen av metaller og ikke-metaller, doble antall atomer sele O. Følgende verdier ble oppnådd: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Hvordan bestemme valens av de kjemiske elementene
Det er lovene i dannelsen av kjemiske bindinger med de vanlige elektronparene:
- typisk valens av hydrogen - I.
- vanlig valens av oksygen - II.For
- elementer ikke-metaller lavere valens kan bestemmes ved formelen 8, - gruppenummeret, der de er i det periodiske system.Major, dersom det kan fastslås ved gruppenummeret.For elementer
- sekundære undergrupper maksimalt mulige valens er det samme som antallet grupper i det periodiske system.
Bestemmelse av valensen av de kjemiske elementene i formelen av forbindelsen utføres ved hjelp av den følgende algoritme:
- Record på toppen av det kjemiske symbol for den kjente verdi av ett av elementene.For eksempel, er valensen av oksygen Mn2O7 II.
- Beregn den totale mengde, som må multipliseres med antall valens av atomene av samme kjemiske element i molekylet: 2 * 7 = 14.
- bestemme valensen til det andre elementet for hvilke det er kjent.Skillet oppnådd i kap. 2 verdien av antall av Mn-atomer i molekylet.
- 14: 2 = 7. valensen av manganoksid i sin høyeste - VII.
konstante og variable verdier av valens
valens av hydrogen og oksygen er forskjellige.For eksempel, svovel i forbindelsen med toverdige H2S, og i formel SO3 - seksverdig.Karbonmonoksid, reagerer oksygen med CO og CO2 dioksid.I det førstnevnte forbindelse II er lik valensen til C, og i den andre - IV.Den samme verdi i metan CH4.
De fleste av utstillinger er ikke konstant og variabel valens, som fosfor, nitrogen, svovel.Jakten på de viktigste årsakene til dette fenomenet førte til kjemisk binding teori, representasjoner av valensskallet elektron molekylorbitalene.Eksistensen av ulike verdier av de samme egenskapene har blitt forklart fra standpunktet om strukturen av atomer og molekyler.
Moderne oppfatninger av valens
Alle atomer består av en positiv kjerne omgitt av negativt ladede elektronene.Det ytre skallet som de danner, er uferdig.Den fullstendige struktur av de mest stabile, inneholder det 8 elektroner (oktett).Fremveksten av den kjemiske bindingen med de vanlige par av elektroner fører til energisk gunstig tilstand av atomet.
regel for dannelsen av forbindelser er fullføringen av skallet av elektroner ved å motta en retur av uparede - avhengig av hva prosessen er enklere å passere.Hvis et atom gir for dannelse av kjemiske bindinger negative partikler som ikke har et par, obligasjonene det danner så mye som han har uparede elektroner.Ifølge moderne konsepter, valensen av atomer av kjemiske elementer - er evnen til å produsere et bestemt antall kovalente bindinger.For eksempel, et molekyl av hydrogensulfid H2S blir svovel valens II (-), fordi hvert atom deltar i dannelsen av to elektronpar.Skiltet "-" indikerer tiltrekningen av elektronparet til mer elektronegative element.Minst elektrovalens føyer verdien "+".
Når donor-akseptor mekanisme i prosessen av å delta elektronpar av ett element og den frie valens orbitaler på den andre.
avhengighet av valensen av strukturen av atom
Tenk for eksempel av karbon og oksygen, det avhenger av strukturen av materie valens av de kjemiske elementene.Periodic Table gir en oversikt over de viktigste egenskapene til karbonatomet:
- kjemisk symbol - C;
- varenummeret - 6;
- atom kostnad - 6;
- protoner i kjernen - 6;
- elektron - 6, inkludert fire eksterne, to danner et par, to - uparret.
Hvis karbonatomet i CO monoookside to former for kommunikasjon, er i sin anvendelse kommer bare seks negative partikler.For å kjøpe oktetter som trengs for å danne et par 4 eksterne negative partikler.Karbon har en valens IV (+) dioksyd og IV (-) i metan.
Antall oksygen - 8 valensskallet består av seks elektroner, to av dem ikke danner et par og er involvert i kjemisk binding og interaksjon med andre atomer.Typisk oksygen valens - II (-).
Valence og graden av oksidering
I mange tilfeller er det mer praktisk å bruke begrepet "grad av oksidasjon".Så ringte de ansvaret for atom, som han ville skaffe seg hvis alle bindende elektronene sendes til element, som har en høyere verdi elektroootritsatelnosti (EO).Oksydasjonen nummeret på den enkle substans er null.Av oksidasjonstilstanden til et element er lagt til en EO "-" tegn, det mindre elektronegative - "+".For eksempel, en typisk hovedgruppe metall oksydasjonstilstanden og kostnader av ioner, tilsvarende gruppenummeret med en "+".I de fleste tilfeller valens og oksydasjonstilstanden av atomer i samme forbindelse er tallmessig identiske.Bare når samspill med flere elektronegative atomer positiv oksidasjon staten, med elementer som har lavere EO - negativ.Begrepet "valens på" gjelder ofte bare til substansen i molekylstrukturen.
