ქიმიური ელემენტების ცვალებადი ვალენტობა. ნაპოვნია ფლაკონები. რა არის ელემენტის ვალენტობა

ამრიგად, ჟანგბადის დიატომური მოლეკულა უნდა გაიყოს ორ ჟანგბადის ატომად და თითოეული ეს ატომ უნდა შეაღწიოს დიატომურ წყალბადის მოლეკულაში, გაანადგუროს იგი და გაერთიანდეს წყალბადის ორ ატომთან. ეს კომბინაცია, მას შემდეგ, რაც შეყვანილია ერთ ადგილას ფეთქებადი აირის ნარევში, მიმდინარეობს ძალიან სწრაფად და სწრაფად მთელ ნარევში. მაგრამ რაღაც სხვა ხდება. ვინაიდან, სითბოს მექანიკური ეკვივალენტის მიხედვით, 1 კალორია უდრის 425 მ3 კალიუმს, სითბოს ეს რაოდენობა შეესაბამება 12,7 მილიონი ტონა მექანიკურ ენერგიას.

მეტრი. ის გარკვეულწილად უნდა არსებობდეს წყალბადისა და ჟანგბადის ატომების გაერთიანებამდე და ახლა თავისუფალია ნაერთის წარმოქმნაში. ჩვენ გვაქვს საფუძვლიანი საფუძველი ვიფიქროთ, რომ ეს არის პოტენციური ენერგია, სიტუაციის ენერგია. მაგრამ ჩვენ ვიცით რკინიგზარომ ეს არ არის მარტო მისი პოზიცია, არამედ მისი პოზიცია დედამიწის გრავიტაციულ ველში. მაშასადამე, პოტენციური ენერგია ყოველთვის გულისხმობს გარკვეული ძალის ველების არსებობას და უნდა ვივარაუდოთ, რომ ჟანგბადის ატომების ირგვლივ არის ძალიან მცირე, მაგრამ ძალიან ძლიერი ძალის ველები, რაც იწვევს წყალბადის ატომების ისეთი ძალით აღგზნებას, რომ გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია. .

ფორმულები მან დაწერა

როდესაც ჩვენი რკინიგზის ვაგონი ერთხელ დაეჯახა, მან თავისი ენერგია მისცა. იგივე ენერგიის დახარჯვით უნდა დავაბრუნოთ იგი ძველ სიმაღლეზე, თუ გვინდა ისევ გვქონდეს ყოფილი მდგომარეობა. ეს მიიღწევა ელექტრული დაშლის ყველაზე მოსახერხებელი გზით და ამით შესაძლებელს ხდის ზუსტად განსაზღვროს დახარჯული ენერგია ძალიან ზუსტად. ასევე ნათელია, რომ წყლის ორთქლი ან წყალი უნდა იყოს ძალიან სტაბილური ნაერთები, რადგან მათ დაშლა სჭირდებათ იმდენი ენერგია.

გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ქიმიური ნაერთების უმეტესობის წარმოქმნის დროს სითბო ან თავისუფალია ან შეკრულია. დანიელი ფიზიკოსის ტომსენის წინადადებით, ამ მოვლენას თერმული ტონუსი ეწოდება. სითბოს ტონი შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. IN ამ საქმესწყლის ორთქლი, გვაქვს დადებითი თერმული ტონი, რადგან კავშირის ჩამოყალიბებისას აქ წარმოიქმნება სითბო. ამ ნაერთს ასევე მოიხსენიებენ, როგორც ეგზოთერმულ ნაერთს. ეგზოთერმული ნაერთი შეიცავს ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე ის ნივთიერებები, რომლებიც მას ქმნიან.

ამრიგად, წყალი ან წყლის ორთქლი ეგზოთერმული ნაერთია, რადგან ის შეიცავს ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე მისი ორი კომპონენტი, წყალბადი და ჟანგბადი. თუმცა არსებობს უარყოფითი თერმული გამოსხივების მქონე ნაერთებიც, ეგრეთ წოდებული ენდოთერმული ნაერთები. მათ აქვთ მეტი ენერგია, ვიდრე ის ნივთიერებები, საიდანაც ისინი შედგნენ. ამიტომ, ნაერთის კომპონენტებად დაშლა უნდა წარმოქმნას სითბო. ასეთი ნაერთებია, მაგალითად, ყველა ასაფეთქებელი ნივთიერება. ამ შემთხვევაშიც საკმარისია მცირე ნაპერწკალი, მაგრამ მისი კომპონენტებისგან ნაერთის წარმოქმნა, როგორც აირისებრი წყალბადის ოქსიდის შემთხვევაში, არ იწვევს არსებული ნაერთის კომპონენტებად დაშლას, მაგალითად, დაშლას. ბამბის ჭავლი წყლის ორთქლში, ნახშირბადის მჟავასა და აზოტში.

ენერგიები, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულურ გადაწყობებში და ახალ მოლეკულურ წარმონაქმნებში, ძალიან ძლიერია. ისინი ბევრად აღემატება მარტივ მექანიკურ პროცესებში წარმოქმნილ ენერგიებს და ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ტექნოლოგიები, მაგრამ მთელი ჩვენი ენერგიის წარმოება ორთქლის ძრავებით და ძრავებით შიგაწვისეგზოთერმული ნაერთების გამოყენების გამო, წვის პროცესების დროს საათი, თავისუფალი ენერგიები, მაგრამ, პირიქით, ყველა ჩვენი სამხედრო ტექნოლოგია იარაღსა და ქვემეხში იყენებს მათი დაშლის შემდეგ გამოთავისუფლებულ ენდოთერმული ნაერთების ენერგიას.

მთელი ჩვენი ცხოვრება თითქმის ექსკლუზიურად არის განპირობებული ასეთი ქიმიური გადაკეთებებით. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ თითოეულ ნაერთში ელემენტები გაერთიანებულია გარკვეული პროპორციით. თუმცა, კალციუმის ჰიდრიდში არის ორი წყალბადის ატომი კალციუმის თითოეული ატომისთვის, ასე რომ, ამ შემთხვევაში თანაფარდობა არის 1: წყლის მოლეკულაში თითოეული ჟანგბადის ატომისთვის არის ორი წყალბადის ატომი, ამიტომ პროპორცია არის 2: ადვილი გასაგებია, რომ თითოეულ ელემენტს აქვს სხვა ელემენტებთან შერწყმის უნარი და როგორც ასეთს ჩვენ მას ქიმიურ ვალენტობას ვუწოდებთ.

ტრადიციულად, ელემენტის ვალენტობა განისაზღვრება, როგორც წყალბადის რაოდენობა, რომელიც შეიძლება გაერთიანდეს მას. ზემოთ მოყვანილ მაგალითებში ჩვენ ვხედავთ, რომ ქლორი აკავშირებს წყალბადს, ხოლო კალციუმი და ჟანგბადი ორ წყალბადს. მაშასადამე, ქლორის ვალენტობა არის 1, ხოლო კალციუმიც და ჟანგბადიც არის 2. ანალოგიურად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ აზოტის ვალენტობა არის 3 ამიაკი, ხოლო ნახშირბადის წილი მეთანში არის 4. ეს შეკავშირების უნარი დამახასიათებელია თითოეული ქიმიური ნივთიერებისთვის. ელემენტს და იწვევს იმას, თუ როგორ უკავშირდება ის წყალბადის გარდა სხვა ელემენტებს.

ძველ, გაყვითლებულ ხელნაწერში იყო

ერთი წუთით წარმოიდგინეთ, რომ ატომები ჰგავს ლეგოს ნაჭრებს, სხვადასხვა ზომისა და ფორმის თითოეული ქიმიური ელემენტისთვის. ვალენტობა მიუთითებს ქედების ან ღრუების რაოდენობას, რომელიც აქვს თითოეულ ატომს, ასე რომ, როდესაც მოლეკულა წარმოიქმნება, ერთის ქედები უნდა მოთავსდეს მეორის ღრუში. ქლორის ატომი აკავშირებს წყალბადის ატომს, რადგან მათ შორის მხოლოდ ერთი შეერთების წერტილია. მაგრამ ჟანგბადს და კალციუმს აქვს ორი ვალენტობა, ე.ი. მათ აქვთ შეერთების ორი წერტილი და თითოეულ მათგანში წყალბადია ჩადებული, ისე რომ შესაბამის ნაერთებს აქვთ ორჯერ მეტი წყალბადის ატომები, ვიდრე ჟანგბადი ან კალციუმი.

რა ხდება, როდესაც კალციუმი ჟანგბადს უკავშირდება? რა მოხდება, თუ ეს არის აზოტი, რომელიც აკავშირებს ჟანგბადს? ვინაიდან აზოტს აქვს 3 ვალენტობა და ჟანგბადის ვალენტობა 2, ჩვენ ვიქნებოდით ისეთ სიტუაციაში, როდესაც ნაწილაკები იდეალურად არ ჯდება და მოლეკულებისთვის სასურველი არჩევანია იპოვოთ უმარტივესი შესაძლო ატომური კომბინაცია, რომელიც აბალანსებს სიტუაციას, ე.ი. პროგნოზების რაოდენობა იგივეა, რაც პროგნოზების რაოდენობა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ჩამოყალიბებული სტრუქტურა სტაბილური და სტაბილური. ატომებს ფაქტობრივად არ აქვთ ქედები და ღრუები, მაგრამ ატომების ერთობლიობა აიხსნება ელექტრონების შთანთქმით ან შთანთქმით მათ გარე შრეში, რომელსაც ეწოდება ვალენტური შრე.

რა არის ვალენტობა?

ვინაიდან ატომის ყველაზე სტაბილური ფორმა არის ის, რომელშიც მისი ყველა ფენა დასრულებულია, ორი შესაძლებლობა შეიძლება. რომ ატომს აქვს ბევრი ელექტრონი მის ბოლო ფენაში, ასე რომ, ყველაზე მეტი მარტივი ვარიანტიარის საჭირო ელექტრონების მიღება ამ ფენის დასრულებამდე. ეს დამახასიათებელია არალითონური ელემენტებისთვის, რომლებიც მიდრეკილნი არიან ელექტრონების მიღებას და, შესაბამისად, ანიონებს. რომ ატომს აქვს რამდენიმე ელექტრონი მის ბოლო ფენაში, ამიტომ ძნელი იქნება სხვა ატომების პოვნა ასე გულუხვი, რომ მივცეთ მათ ყველა ელექტრონი, რაც მათ სჭირდებათ მათი ვალენტური გარსის შესავსებად და უმარტივესი ვარიანტია მოშორება მათში არსებული ელექტრონები. ეს მდგომარეობა დამახასიათებელია მეტალის ელემენტებისთვის, რომლებიც ელექტრონების დაკარგვისას ადვილად წარმოქმნიან კატიონებს. ამრიგად, ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ სინამდვილეში ატომების ვალენტობა დაკავშირებულია ელექტრონების მიღების ან მიცემის უნართან, და რადგან ამ პროცესში ისინი იღებენ ან კარგავენ მუხტს, შეგვიძლია ვისაუბროთ შესაბამისად უარყოფით ვალენტობაზე და დადებით ვალენტობაზე.

ეს არის ის, რაც ცნობილია როგორც ჟანგვის რიცხვი. ჟანგვის რიცხვი არის ელექტრონების რაოდენობა, რომელსაც ელემენტი აძლევს ან იღებს სხვასთან ერთად: თუ ის უარს ამბობს, მისი დაჟანგვის ნომერი არის ნიშანი, ხოლო თუ ის იღებს, მისი დაჟანგვის რიცხვი არის ნიშანი. ხდება ისე, რომ ატომები ყოველთვის არ იღებენ ყველა საჭირო ელექტრონს, ან ყოველთვის ვერ პოულობენ სხვა ატომებს, რომლებიც იღებენ ყველაფერს, რაც არ სურთ. დავუშვათ, რომ ზოგჯერ ისინი მოლაპარაკებას აწარმოებენ მათ შორის შუალედურ სიტუაციებზე, რომლებიც შეესაბამება ელექტრონების სერიას მათ შორის, ვისაც აქვს და მათ, ვისაც უნდა ჰქონდეს.

ეს ნიშნავს, რომ კონკრეტული ელემენტის ატომებს ყოველთვის არ აქვთ იგივე ნომერიდაჟანგვა. მათ შეიძლება რეალურად აჩვენონ ჟანგვის რამდენიმე რაოდენობა, სასურველია ერთი მეორეზე. ზოგჯერ, მაშინაც კი, როდესაც ორივე ეჯიბრება ელექტრონს, არის ერთი, რომელიც უფრო გამძლეა და იმარჯვებს მეორეს ხარჯზე, ვინც მას კარგავს. სწორედ ამიტომ, ჩვენ ასევე ვპოულობთ ელემენტებს, რომლებსაც არა მხოლოდ შეიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა რიცხვითი სიდიდის ჟანგვის მდგომარეობა, არამედ ჰქონდეთ ისინი. საპირისპირო ნიშანი, დამოკიდებულია ქიმიურ ელემენტზე, რომელთანაც ისინი დაკავშირებულია.

ელექტრონების გაქცევის ან დაჭერის ტენდენცია მჭიდრო კავშირშია იმ რაოდენობასთან, რომელსაც ელექტრონეგატიურობა ეწოდება. ძალიან ელექტროუარყოფით ელემენტებს აქვთ უფრო მეტი ტენდენცია ელექტრონების დაჭერისა და ანიონების წარმოქმნისკენ; ხოლო ნაკლებად ელექტროუარყოფითებს აქვთ უფრო დიდი მიდრეკილება წარმოქმნის და წარმოქმნის კატიონებს. მარტივი წესი ელემენტების ელექტროუარყოფითობის რიგის გასაგებად: რაც უფრო მაღალია, რაც უფრო მეტია პერიოდული ცხრილის მარჯვნივ ელემენტი, მით უფრო ელექტროუარყოფითია იგი; და, პირიქით, ქვედა და უფრო მარცხენა, ნაკლებად ელექტროუარყოფითი.

ეს თანმიმდევრობა ძალზე მნიშვნელოვანია, ვინაიდან, როგორც წესი, ფორმულაში ელემენტები დალაგებულია ელექტროგატივის რიგის მიხედვით. ამის გათვალისწინებით ადვილია დასკვნის გაკეთება. როდესაც ლითონი და არალითონი აერთიანებს, მეტალი ყოველთვის იძლევა ელექტრონებს და არალითონი იღებს მათ. როდესაც ლითონი წყალბადს უერთდება, მეტალი არის ის, რომელიც წყალბადს აძლევს ელექტრონს. არალითონის წყალბადთან შეერთებისას შესაძლებელია ორი სიტუაცია: თუ ეს არის ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი ან აზოტის სვეტის ზოგიერთი ელემენტი, ეს არის ის, ვინც ელექტრონს წყალბადამდე მოაქვს; მაგრამ თუ ისინი ჟანგბადის ან ფტორის სვეტის ელემენტებია, მაშინ ეს არის წყალბადი, რომელმაც უნდა მისცეს თავისი ელექტრონი. არალითონებს ერთმანეთში რომ უერთდები, ყველაფრისგან შეგიძლია წახვიდე: ამ შემთხვევაში ერთის ქცევა მეორეზეა დამოკიდებული. როდესაც ელემენტი დაწყვილებულია ფტორთან, ის იმარჯვებს, რადგან ის ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია, ამიტომ მას ყოველთვის სჭირდება ელექტრონი. იმის გამო, რომ როდესაც ისინი ასრულებენ საბოლოო ფენას, შეიძლება ითქვას, რომ მათი მიდრეკილება ელექტრონების გაქცევის ან დაჭერისკენ არის ნული, რაც მათი დაჟანგვის ოდენობის მიზეზია. აქედან მომდინარეობს კეთილშობილური გაზების სახელი, მისი ზიზღი დანარჩენ თავმდაბალ და ჩვეულებრივ ელემენტებთან ასოცირებისადმი. მოკლედ, იმის გასაგებად, თუ როგორ არის ისინი შერწყმული, ჩვენ უნდა გვქონდეს გარკვეული საბაზისო ცოდნა პერიოდული ცხრილის, ელემენტების ვალენტურობის ან ჟანგვის რიცხვების და მათი ატომური სტრუქტურის შესახებ.