Bepaald door de valentie van de chemische elementen

Kennis van de structuur van atomen en moleculen in de negentiende eeuw kan de reden waarom een bepaald aantal atomen bindingen met andere deeltjes niet verklaren. Maar de ideeën van wetenschappers hun tijd vooruit, en de waardigheid van nog wordt bestudeerd als een van de basisprincipes van de chemie.

Uit de geschiedenis van het begrip "waardigheid van de chemische elementen"

Outstanding British chemicus XIXe eeuw Edvard Franklend bedacht de term "communicatie" in het wetenschappelijk gebruik om de interactie van de atomen met elkaar te beschrijven. Wetenschappelijke gemerkt dat sommige chemische elementen vormen verbindingen met dezelfde hoeveelheid van andere atomen. Bijvoorbeeld stikstof hecht drie waterstofatomen in een molecule ammoniak.

In mei 1852 Frankland voren de hypothese dat er een bepaald aantal chemische bindingen die een atoom kunnen vormen met andere kleine deeltjes materie. Frankland gebruikte de uitdrukking "de verbindende kracht" om te beschrijven wat er zou later valentie worden genoemd. gevestigd als de chemische bindingen Britse chemicus vormen atomen van afzonderlijke elementen in het midden van de negentiende eeuw bekend. Werk Frankland was een belangrijke bijdrage aan de moderne structuurchemie.

ontwikkeling van standpunten

Duitse chemicus FA Kekule bewees in 1857 dat koolstof is chetyrehosnovnym. In zijn eenvoudigste verbinding - methaan - ontstaan door 4 waterstofatomen. De uitdrukking "basisch" wetenschappers gebruikt om elementen eigenschappen sluiten een vast aantal andere deeltjes te duiden. In Rusland, gegevens over de structuur van de materie gesystematiseerd A.M. Butlerov (1861). Verdere ontwikkeling van de theorie van chemische binding verkregen door de leer van de periodieke verandering van de eigenschappen van de elementen. De schrijver ervan - opnieuw een uitstekend Russische scheikundige D. I. Mendelejev. Bewezen dat de valentie van de chemische elementen in de verbindingen, en andere eigenschappen worden bepaald door de plaats ervan in het periodiek systeem innemen.

Grafische weergave valentie en chemische binding

De mogelijkheid om moleculen te visualiseren - een van de onbetwiste voordelen valentie theorie. Het eerste model verscheen in 1860 en sinds 1864 is met behulp structuurformules die chemische perifere binnenzijde. Tussen symbolen dash atomen aangegeven chemische binding, en het aantal lijnen gelijk is aan de valentie. In diezelfde jaren, werd de eerste sharosterzhnevye model (zie. Foto links). In 1866 voorgestelde Kekule stereochemische patroon koolstofatomen in de vorm van een tetraëder, die hij in zijn boek "Organic Chemistry".

Valence van de chemische elementen, en de opkomst van de relaties bestudeerd door G. Lewis, die na de zijn werken in 1923 gepubliceerde ontdekking van het elektron. Zogenaamde negatief geladen minuscule deeltjes, die deel uitmaken van de atomaire schelpen zijn. In zijn boek, Lewis gebruikt een punt rond de vier zijden van het chemische symbool voor het weergeven van de valentie elektronen.

Valentie waterstof en zuurstof

Vóór de oprichting van het periodiek systeem van valentie van de chemische elementen in de verbindingen werd vergeleken met de atomen waaraan bekend. Waterstof en zuurstof werden geselecteerd als referentie. Een ander chemisch element wordt aangetrokken ofwel gesubstitueerd voor een bepaald aantal H atomen en O.

Op deze wijze werden de eigenschappen bepaald op een monovalente verbindingen met waterstof (de valentie van het tweede element door het Romeinse cijfer aangeduid):

• HCl - chloor (I):
• _H2O - zuurstof (II);
• _NH3 - stikstof (III);
• _CH4 - koolstof (IV).

De oxiden van K ₂ O, CO, _{N2 O3, SiO2, SO3} bepaald door de valentie van metalen en niet-metalen zuurstof verdubbeling van het aantal atomen vastgemaakt O. Verkregen volgende waarden: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Hoe de waardigheid van de chemische elementen te bepalen

Er zijn wetten van de vorming van chemische bindingen met de gemeenschappelijke elektronenparen:

• Typische waterstof valence - I.
• Normale zuurstof waardigheid van - II.
• Voor elementen nonmetals-lagere valentie kan worden bepaald met de formule 8 - № groep waarin ze in het periodiek systeem. Hogere indien kan worden bepaald door het groepsnummer.
• Voor zijelementen subgroepen maximale valentie gelijk is aan het aantal groepen van het periodiek systeem.

Bepaling van valentie van de chemische elementen van de verbinding met formule met het volgende algoritme uitgevoerd:

1. Plaat bovenop de bekende chemisch bekende waarde voor één van de elementen. Bijvoorbeeld _{Mn2 7} O zuurstof is valentie II.
2. Bereken de totale waarde die moet worden vermenigvuldigd met de valentie van het aantal atomen van hetzelfde chemische element in het molecuul, 2 x 7 = 14.
3. Bepaal de valentie van het tweede element, waarbij het onbekend. Verdeel verkregen Sec. 2 waarde met het aantal Mn atomen in het molecuul.
4. 14: 2 = 7. De valentie van mangaanoxide in zijn hoogste - VII.

Vaste en variabele valentie

Valentie waarden van waterstof en zuurstof zijn verschillend. Bijvoorbeeld zwavel in de verbinding met _H2S tweewaardig, zoals in formule SO ₃ - hexavalent. Het koolmonoxide reageert met zuurstof, CO en _CO2 bevat. De eerste verbinding is de valentie van C II, en in het tweede - IV. Dezelfde waarde methaan _CH4.

Meeste elementen hebben constante en variabele valentie, bijvoorbeeld fosfor, stikstof, zwavel vertonen. Het zoeken naar de belangrijkste oorzaken van dit verschijnsel hebben geleid tot de chemische binding theorieën, begrippen valentie electronen moleculaire orbitalen. Het bestaan van verschillende waarden van dezelfde eigenschappen verkregen met de toelichting van de structuur van atomen en moleculen plaats.

Moderne opvattingen van Valence

Alle atomen zijn samengesteld uit positieve kern omgeven door negatief geladen elektronen. De buitenmantel, waarvan zij is onvolledig. De voltooide structuur is de meest stabiele, bevat 8 elektronen (octet). Chemische binding met de gemeenschappelijke elektronenparen leidt energetisch gunstige toestand voorstelt.

Regel voor de vorming van verbindingen is de voltooiing van een reservoir of door het ontvangen van elektronen terugslag ongepaard - afhankelijk van of het proces eenvoudiger te passen. Indien atoom voorziet in de vorming van een chemische binding negatieve deeltjes zonder pair, de banden vormt zolang het ongepaarde elektronen. Volgens moderne concepten, de valentie van atomen van chemische elementen - is de mogelijkheid om een aantal covalente bindingen produceren. Bijvoorbeeld in het molecuul, _H2S zwavel, waterstofsulfide verwerft valentie II (-), omdat elk atoom deelneemt aan de vorming van twee elektronenparen. Het teken "-" geeft de aantrekking van het elektronenpaar aan het meer elektronegatieve element. Tenminste elektronegatieve om de waarde van Valence voegt "+".

Wanneer donor-acceptor mechanisme betrokken zijn bij het proces van elektronenparen van het ene element en het andere vrije valentie orbitalen.

De afhankelijkheid van de valentie van de structuur van het atoom

Beschouw bijvoorbeeld koolstof en zuurstof, aangezien deze afhangt van de structuur van stoffen valentie van de chemische elementen. Periodieke tabel geeft een overzicht van de basiskenmerken van het koolstofatoom:

• chemisch symbool - C;
• artikelnummer - 6;
• kernlading - 6;
• protonen in de kern - 6;
• elektron - 6, waaronder externe 4, waarvan 2 vormen een paar, 2 - ongepaarde.

Indien het koolstofatoom vormt twee bindingen in monoookside CO, dan wordt het gebruik geleverd slechts 6 negatieve deeltjes. Om octetten nodig koppelen 4 gevormde uitwendige negatieve deeltjes te verkrijgen. Koolstof een valentie van IV (+) in kooldioxide en IV (-) methaan.

Rangnummer zuurstof - 8, de valentie bestaat uit zes elektronen, waarvan twee een paar vormen en zijn betrokken bij chemische bindingen en interactie met andere atomen. Typische zuurstof valence - II (-).

De waardigheid en oxidatietoestand

In veel gevallen is het handiger om de term "mate van oxidatie" te gebruiken. Zogenaamde lading bevatten dat zou krijgen als alle elektronen het bindingselement, waarbij een hogere waarde elektroootritsatelnosti (EO) heeft bewogen. Het oxidatiegetal van het enkelvoudige substantie nul. Door de oxidatie EO toegevoegde element "-" symbool, minder elektronegatieve - "+". Bijvoorbeeld, de hoofdgroep metalen voor typisch oxidatie-ionen en laadt evenveel met het teken van de "+". In de meeste gevallen de waardigheid en de oxidatietoestand van atomen in dezelfde verbinding numeriek samenvallen. Alleen wanneer interactie met meer elektronegatieve atomen positieve oxidatietoestand, met elementen waarvan EO onder - negatief. Het begrip "valentie" geldt vaak alleen de inhoud van de moleculaire structuur.