wiedzy o strukturze atomów i cząsteczek w XIX wieku nie można wyjaśnić powód, dla którego atomy tworzą pewną liczbę połączeń z innymi cząstkami.Ale pomysły naukowców wyprzedza swój czas i wartościowość jest nadal badany jako jednej z podstawowych zasad chemii.
Z dziejów pojęcia "wartościowości pierwiastków chemicznych»
wybitny angielski chemik Edward Frankland XIX ukuł termin "połączenie" do społeczności akademickiej do opisu oddziaływania atomów ze sobą.Naukowcy zauważyli, że niektóre pierwiastki tworzą związki z tej samej ilości innych atomów.Na przykład, azot przykłada trzy atomy wodoru w cząsteczce amoniaku.
W maju 1852 Frankland wysunął hipotezę, że istnieje określona liczba wiązań chemicznych, że atom może tworzyć z innymi drobnymi cząstkami materii.Frankland używany zwrot "siłę sprzężenia", aby opisać to, co później się nazywać wartościowość.Brytyjski chemik ustanowiony jako wiązań chemicznych tworzą atomy niektórych pierwiastków znanych w połowie XIX wieku.Pracuj Frankland był ważny wkład do współczesnej chemii strukturalnej.
Rozwój poglądów
niemiecki chemik FAKekule udowodnił w 1857 roku, że węgiel jest chetyrehosnovnym.W swojej najprostszej związku - metan - występuje ze względu na cztery atomy wodoru.Termin "rdzeń" jest stosowany do określenia właściwości naukowiec elementów do mocowania w określonej liczby innych cząsteczek.W Rosji, dane na temat struktury materii usystematyzowane AMButlerov (1861).Dalszy rozwój teorii wiązania chemicznego uzyskano poprzez nauki okresową zmianę własności tych elementów.Jej autor - inny wybitny chemik Dmitrij Mendelejew rosyjski.Udowodnił, że wartościowość pierwiastków chemicznych w związkach, a inne właściwości są spowodowane w położeniu jakie zajmują w układzie okresowym.
graficzny wartościowość i wiązania chemiczne
Możliwość wizualizacji cząsteczek - jedna z najlepszych rzeczy w teorii wartościowości.Pierwsze modele pojawiły się w 1860 roku, a od 1864 roku wzory strukturalne stosowane jest koło ze znakiem chemicznej wewnątrz.Między znakami atomy kreska jest wiązanie chemiczne, a liczba linii jest równa wartościowości.W tych samych latach uczynił pierwszy model sharosterzhnevye (zob. Zdjęcie po lewej).W 1866 Kekule zaproponował stereochemiczne rysowania atomów węgla w formie czworościanu, który wliczone w jego podręcznika "Chemia organiczna".
wartościowość pierwiastków chemicznych, a pojawienie się relacji studiował G. Lewis, który opublikował swoje prace w 1923 roku po odkryciu elektronu.Tzw ujemnie naładowane maleńkie cząsteczki, które są częścią powłok atomów.W swojej książce Lewisa stosowany punkt wokół czterech stron symbolem chemicznym na wyświetlaczu elektronów walencyjnych.
wartościowość atomu wodoru i tlenu
Przed utworzeniem układu okresowego wartościowości pierwiastków chemicznych w związkach stosowanych do porównania z atomami, do których jest znany.Standardy były wybrane jako atom wodoru i tlenu.Inne elementy przyciąga pewną liczbę atomów podstawionych dla H i O.
ten sposób określa właściwości związków monowalentnego wodoru (wartościowość drugiego elementu oznacza rzymską):
- HCI - chloru (I):
- H2O - tlen (II);
- NH3 - azot (III);
- CH4 - węgiel (IV).
w tlenek K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 tlenu określone przez wartościowości metali i niemetali, podwajając liczbę atomów przyczepne O. następujące wartości uzyskanego K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Jak określić wartościowości pierwiastków chemicznych
istnieją przepisy z tworzenia wiązań chemicznych z wspólnych par elektronów:
- typowa wartościowość wodoru - I.
- zwykle wartościowość tlenu - II.Dla
- elementów niemetali niższa wartościowość może być określona wzorem 8, - numer grupy, w której znajdują się w układzie okresowym.Główną, jeśli może być określona przez ilość grup.Dla elementów
- podgrupy średnie maksymalne możliwe wartościowości jest taka sama jak liczba grup układu okresowego.
Określenie wartościowości pierwiastków we wzorze związku prowadzi się za pomocą następującego algorytmu:
- Record na górze symbolu chemicznego znanej wartości jednego z elementów.Na przykład, wartościowość tlenu Mn2O7 II.
- obliczyć całkowitą ilość, która musi być pomnożona przez liczbę wartościowości atomów tego samego pierwiastka w cząsteczce: 2 * 7 = 14
- określenia wartościowość z drugim elementem, na który jest znany.Podzielić uzyskane w rozdz. 2 wartość przez liczbę atomów Mn w cząsteczce.
- 14: 2 = 7. wartościowość tlenku manganu w najwyższym - VII.
stałe i zmienne wartości wartościowości
wartościowości atomu wodoru i tlenu są różne.Na przykład, siarka, w związku z H2S dwuwartościowych, a we wzorze SO3 - sześciowartościowego.Tlenek węgla reaguje z tlenem do tlenku węgla i dwutlenku CO2.W byłym związku II równą wartościowości C, a w drugim - IV.Ta sama wartość metanu CH4.
Większość wykazuje nie są stałe i zmienne walencyjne, takie jak fosfor, azot, siarka.Poszukiwania z głównych przyczyn tego zjawiska doprowadziły do teorii wiązanie chemiczne reprezentacje orbitali molekularnych wartościowość powłoki elektronowej.Różnice w wartościach same właściwości zostały wyjaśnione, z punktu widzenia struktury atomów i cząsteczek.
Nowoczesne koncepcje wartościowości
Wszystkie atomy składają się z dodatniego jądra otoczonego ujemnie naładowanych elektronów.Zewnętrzna powłoka z których tworzą, jest niedokończony.Kompletna konstrukcja najbardziej stabilny, zawiera 8 elektronów (oktetów).Pojawienie się wiązania chemicznego ze wspólnymi par elektronów, prowadzi do energetycznie korzystnym stanie atomu.
zasadą dla wytworzenia związków jest zakończenie skorupy elektronów odbiera powrotu niesparowanych - w zależności od tego, co proces jest łatwiejszy do przejścia.Jeśli atom przewiduje tworzenia wiązań chemicznych ujemne cząstki, które nie są wyposażone w parę, obligacje tworzy tyle, ile ma niesparowane elektrony.Zgodnie z nowoczesnymi pojęć wartościowość atomów pierwiastków chemicznych - jest zdolność do wytwarzania pewnej liczby wiązań kowalencyjnych.Na przykład, cząsteczka wodoru H2S siarczków staje siarki wartościowość II (-), ponieważ każdy atom bierze udział w tworzeniu się dwie pary elektronów.Znak "-" oznacza, przyciąganie pary elektronów do elementu więcej elektroujemnych.Przynajmniej elektroujemny wartościowość dołącza wartość "+".
Kiedy mechanizm donor-akceptor w procesie uczestniczą pary elektronów z jednego elementu i wolnych orbitali walencyjnych z drugiej.
zależności od wartościowości struktury atomu
Rozważmy przykład, węgla i tlenu, zależy od struktury wartościowości masie pierwiastków chemicznych.Okresowe Tabela zawiera przegląd głównych cech atomu węgla:
- symbol chemiczny - C;
- numer pozycji - 6;
- ładunek jądrowy - 6;
- protonów w jądrze - 6;
- elektronów - 6, w tym 4 zewnętrzne, z których 2 tworzą parę, dwa - niesparowany.
Jeśli atom węgla w CO monoookside dwie formy komunikacji, w jego stosowanie jest tylko 6 ujemne cząstki.Do zakupu oktety potrzebne do wytworzenia pary 4 zewnętrznych ujemnych cząstek.Węgiel ma wartościowość IV (+) dwutlenku oraz IV (-) w metan.
Ilość tlenu - powłoki 8 wartościowości składa się z sześciu elektronów, dwie z nich nie tworzą parę i są zaangażowane w wiązanie chemiczne i interakcji z innymi atomami.Typowa wartościowość tlenu - II (-).
Valence i stopień utlenienia
W wielu przypadkach dogodniej jest stosować określenie "stopień utlenienia".Tak więc zwany ładunek atomu, który mógłby pozyskania, gdy wszystkie elektrony wiążące są przesyłane do elementu, który ma wyższą wartość elektroootritsatelnosti (EO).Liczba utlenienia prostych substancji jest zero.Przez stan utlenienia pierwiastka jest dodawany do EO znak "-", tym mniej elektroujemny - "+".Na przykład, typowy Główną grupę stopień utlenienia metalu i ładunki jonów, równe liczbie grupy z "+".W większości przypadków wartościowości i utlenienia atomów w tym samym związku ma liczbowo identyczne.Tylko wtedy, gdy interakcja z więcej elektroujemnymi atomów dodatni stan utlenienia, z elementami, które mają niższą EO - negatywny.Pojęcie "wartościowości" często odnosi się tylko do substancji o strukturze molekularnej.
