kunskapsnivå om strukturen av atomer och molekyler i XIX-talet kan inte förklara skälet till att atomerna bildar ett visst antal kontakter med andra partiklar.Men idéerna forskare före sin tid, och valens fortfarande studeras som en av de grundläggande principerna för kemi.
Från historien av begreppet "valens av de kemiska element»
framstående engelska kemisten Edward Frank XIX-talet myntade uttrycket "koppling" till den akademiska världen för att beskriva växelverkan mellan atomer med varandra.Forskarna märkte att vissa grundämnen bilda föreningar med samma mängd av de andra atomer.Exempelvis fäster kväve tre väteatomer i ammoniakmolekylen.
I maj 1852 Frank lagt fram hypotesen att det finns ett visst antal kemiska bindningar som atomen kan bilda med andra små partiklar av materia.Frank använde uttrycket "kopplingsstyrka" för att beskriva vad som senare skulle kallas valens.Brittisk kemist etablerad som de kemiska bindningarna bildar atomer av vissa element som är kända i mitten av artonhundratalet.Arbetet Frank var ett viktigt bidrag till modern strukturkemi.
utveckling visningar
tyska kemisten FAKekule visade 1857 att kol är chetyrehosnovnym.I sin enklaste förening - metan - uppstå på grund av de fyra väteatomer.Termen "kärna" används för att beteckna en forskare egenskaper hos elementen för att fästa ett bestämt antal andra partiklar.I Ryssland, uppgifter om materiens struktur systematiserade AMButlerov (1861).Vidareutveckling av teorin om kemisk bindning som erhålls genom lärdomarna periodisk variation av egenskaperna hos elementen.Dess författare - en annan enastående ryska kemisten Dmitri Mendeleev.Han bevisade att valens av de kemiska element i föreningar och andra egenskaper beror på den position de intar i det periodiska systemet.
Grafisk valens och kemisk bindning
Möjligheten att visualisera molekyler - en av de bästa sakerna med teorin om valens.De första modellerna dök upp i 1860, och sedan 1864 strukturformlerna som används är en cirkel med en kemisk märke inuti.Mellan tecken atomer streck är en kemisk bindning, och antalet linjer är lika med valensen.Under dessa år hade gjort första sharosterzhnevye modellen (se. Foto till vänster).I 1866 föreslog Kekule stereokemiska ritning kolatomer i form av en tetraeder, som han ingår i sin lärobok "Organic Chemistry".
valens av grundämnen, och framväxten av relationer studerade G. Lewis, som publicerade sina verk i 1923 efter upptäckten av elektronen.Så kallade negativt laddade små partiklar som ingår i skalen från atomer.I sin bok, använt Lewis en punkt runt fyra sidor av den kemiska beteckningen för visningen av valenselektroner.
valens av väte och syre
Före skapandet av det periodiska systemet med valensen av de kemiska beståndsdelarna i de föreningar som används för att jämföras med de atomer till vilka det är känt.Standarderna valdes som väte och syre.Andra element lockade ett visst antal atomer substituerade för H och O.
detta sätt bestämmer egenskaperna hos föreningarna enligt envärd väte (valensen hos det andra elementet betecknar den romerska siffran):
- HCI - klor (I):
- H2O - syre (II);
- NH3 - Kväve (III);
- CH4 - kol (IV).
till oxid K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 syre bestäms av valensen av metaller och icke-metaller, en fördubbling av antalet atomer utmätnings O. Följande värden erhålles: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI).
Hur du avgör valens av de grundämnen
Det finns lagar om bildande av kemiska bindningar med gemensamma elektronparen:
- typiska valens av väte - I.
- vanliga valens av syre - II.För
- element icke-metaller lägre valens kan bestämmas med formeln 8, - gruppnummer, där de är i det periodiska systemet.Major, om det kan bestämmas genom gruppnumret.För element
- sekundära grupper högsta möjliga valens är densamma som antalet grupper i det periodiska systemet.
Bestämning av valensen av de kemiska elementen i formeln av föreningen utförs med användning av följande algoritm:
- Record ovanpå den kemiska beteckningen för det kända värdet på ett av elementen.Exempelvis är valensen av syre Mn2O7 II.
- Beräkna det totala beloppet, som skall multipliceras med antalet valens av atomerna i samma grundämne i molekylen: 2 * 7 = 14.
- bestämma valens det andra elementet som det är känt.Dividera erhållen i Sec. Värde 2 med antalet Mn-atomer i molekylen.
- 14: 2 = 7. valens av manganoxid i dess högsta - VII.
konstanta och variabla värden av valensen
valens av väte och syre är olika.T.ex. svavel i föreningen med divalenta H2S, och i formeln SO3 - sexvärt.Kolmonoxid, reagerar syret med CO och CO2 dioxid.I det förra förening II lika med valensen för C, och i den andra - IV.Samma värde i metan CH4.
De flesta av utställningsföremålen är inte konstant och variabelt valens, såsom fosfor, kväve, svavel.Sökandet efter de främsta orsakerna till detta fenomen ledde till kemisk bindning teorin, representationer av valensskalet elektron molekylorbitaler.Förekomsten av olika värden på samma egenskaper har förklarats med utgångspunkt från strukturen hos atomer och molekyler.
Moderna uppfattningar om Valence
Alla atomer består av en positiv kärna omgiven av negativt laddade elektroner.Det yttre skalet av vilken de bildar, är oavslutad.Den kompletta strukturen av de mest stabila, innehåller 8 elektroner (oktett).Framväxten av kemisk bindning med de gemensamma elektronpar leder till energimässigt gynnsam av atomen.
Regel för bildandet av föreningar är slutförandet av skalet av elektroner genom att ta emot en avkastning på oparade - beroende på hur processen är lättare att passera.Om en atom ger bildandet av kemiska bindningar negativa partiklar som inte har ett par, obligationerna den bildar så mycket som han har oparade elektroner.Enligt moderna koncept, valensen för atomer av kemiska grundämne - är förmågan att producera ett visst antal kovalenta bindningar.Till exempel kan en molekyl av vätesulfid H2S blir svavel valens II (-), eftersom varje atom deltar i bildandet av två elektronpar.Tecknet "-" indikerar hur attraktiv den elektronpar till den mer elektronegativ atom.Minst elektro valens lägger värdet "+".
När donator-acceptorparet mekanism i processen för deltagande elektronpar av en beståndsdel och den fria valensen orbitalerna i den andra.
beroende av valensen av strukturen av atomen
Betrakta exemplet med kol och syre, det beror på strukturen hos materia valensen av de kemiska beståndsdelarna.Periodiska systemet ger en översikt över de viktigaste egenskaperna hos den kolatom:
- kemiska beteckningen - C;
- varunummer - 6;
- kärnladdning - 6;
- protoner i kärnan - 6;
- elektron - 6, inklusive 4 yttre, varav 2 bildar ett par, två - oparade.
Om kolatom i CO monoookside två former av kommunikation, är dess användning kommer endast 6 negativa partiklar.För att köpa oktetter som behövs för att bilda ett par 4 externa negativa partiklar.Kol har en valens av IV (+) dioxid och IV (-) av metan.
Antal syre - 8 valensskalet består av sex elektroner, två av dem inte bildar ett par och är involverade i kemisk bindning och interaktion med andra atomer.Typiska syre valens - II (-).
Valence och oxidationsgraden
I många fall är det mer praktiskt att använda termen "oxidationsgrad".Så de kallade ansvar för atom, som han skulle få om alla bindande elektroner överförs till elementet, som har en högre elektroootritsatelnosti värde (EO).Oxidationen numret för enkel substans är noll.Genom oxidationstillståndet hos ett element sätts till en EO "-" tecken, desto mindre elektronegativ - "+".Till exempel, en typisk huvudgruppmetall oxidationstillstånd och avgifter av joner, som är lika med gruppnumret med ett "+".I de flesta fall valensen och oxidationstillståndet för atomer i samma förening är numeriskt identiska.Först när samverkan med flera elektronegativa atomer positivt oxidationstillstånd, med element som har lägre EO - negativ.Begreppet "valens" ofta gäller endast innehållet i den molekylära strukturen.
