Valența variabilă a elementelor chimice. au fost descoperite baloane. Care este valența unui element

Astfel, o moleculă de oxigen biatomic trebuie să se dividă în doi atomi de oxigen, iar fiecare dintre acești atomi trebuie să intre în molecula de hidrogen biatomic, să o distrugă și să se combine cu doi atomi de hidrogen. Această combinație, odată ce a fost introdusă într-un loc într-un amestec de gaze explozive, are loc foarte rapid și rapid prin întregul amestec. Dar altceva se întâmplă. Deoarece, conform echivalentului mecanic al căldurii, 1 calorie este egală cu 425 m de potasiu, această cantitate de căldură corespunde unei energii mecanice de 12,7 milioane.

Contoare. Trebuie să fi fost cumva prezent înainte ca atomii de hidrogen și oxigen să se combine și acum este liber să formeze compusul. Avem motive rezonabile să credem că aceasta este energia potențială, energia situației. Dar știm mai departe calea ferata că aceasta nu este doar poziția lui, ci poziția lui în câmpul gravitațional al Pământului. Prin urmare, energia potențială implică întotdeauna prezența anumitor câmpuri de forță și trebuie să presupunem că există câmpuri de forță foarte mici, dar foarte puternice în jurul atomilor de oxigen, care fac ca atomii de hidrogen să devină excitați cu o astfel de forță încât sunt eliberate cantități enorme de energie.

Formulele au fost scrise de el

Când vagonul nostru s-a prăbușit o dată, și-a dat energia. Trebuie să-l readucem la înălțimea anterioară cu aceeași cheltuială de energie dacă vrem să avem din nou aceeași stare. Acest lucru se realizează cel mai convenabil prin descompunere electrică și astfel permite determinarea foarte precisă a energiei cheltuite. De asemenea, este clar că vaporii de apă sau apa trebuie să fie compuși foarte stabili, deoarece descompunerea lor necesită atât de multă energie.

Experiența arată că în formarea majorității compușilor chimici, căldura este fie liberă, fie legată. Conform propunerii fizicianului danez Thomsen, acest fenomen se numește ton termic. Tonul cald poate fi pozitiv sau negativ. ÎN în acest caz, vapori de apă avem un ton de căldură pozitiv deoarece aici se generează căldură atunci când se formează compusul. Acest compus este denumit și compus exotermic. Un compus exotermic conține mai puțină energie decât substanțele care îl formează.

Astfel, apa sau vaporii de apă este un compus exotermic deoarece conține mai puțină energie decât cele două componente ale sale - hidrogen și oxigen. Există însă și compuși cu radiații termice negative, așa-numiții compuși endotermici. Au mai multă energie decât substanțele din care au fost compuse. Prin urmare, descompunerea unui compus în componentele sale trebuie să genereze căldură. Astfel de compuși sunt, de exemplu, toți explozivi. În acest caz, de asemenea, o scânteie mică este suficientă, dar formarea unui compus din componentele sale, ca în cazul oxidului de hidrogen gazos, nu provoacă descompunerea compusului existent în componentele sale, cum ar fi descompunerea bumbacului de armă în vapori de apă, acid carbonic și azot.

Energiile care apar în rearanjamentele moleculare și noile formațiuni moleculare sunt foarte puternice. Sunt mult mai mari decât energiile generate în procesele mecanice simple și sunt utilizate pe scară largă tehnologii moderne, dar toată producția noastră de energie se face cu motoare și motoare cu abur combustie interna se datorează folosirii compușilor exotermici, o oră în timpul proceselor de ardere, a energiilor libere și, dimpotrivă, toate tehnologiile noastre militare în tunuri și tunuri folosesc energiile compușilor endotermici eliberați după degradarea lor.

Întreaga noastră viață se datorează aproape exclusiv unor astfel de rearanjamente chimice. S-a stabilit experimental că în fiecare compus elementele sunt combinate într-o anumită proporție. Cu toate acestea, în hidrura de calciu, pentru fiecare atom de calciu există doi atomi de hidrogen, deci în acest caz raportul este 1: într-o moleculă de apă, pentru fiecare atom de oxigen există doi atomi de hidrogen, deci raportul este 2: este ușor să înțelegeți că fiecare element are capacitatea de a se combina cu alte elemente și, ca atare, îl numim valență chimică.

În mod tradițional, valența unui element este definită ca numărul de hidrogeni care pot fi combinați cu acesta. În exemplele de mai sus, vedem că clorul se leagă de un hidrogen, în timp ce calciul și oxigenul se leagă de doi hidrogeni. Prin urmare, valența clorului este 1, iar atât calciul, cât și oxigenul sunt 2. În mod similar, putem spune că valența azotului este 3 în amoniac, iar proporția carbonului în metan este 4. Această capacitate de legare este caracteristică fiecărei substanțe chimice. element și determină modul în care se leagă cu alte elemente decât hidrogenul.

În manuscrisul vechi, îngălbenit, existau

Să ne imaginăm pentru o clipă că atomii sunt ca niște piese Lego, cu dimensiuni și forme diferite pentru fiecare element chimic. Valence va indica numărul de proiecții sau cavități pe care le are fiecare atom, astfel încât atunci când se formează o moleculă, proiecțiile unuia trebuie să se potrivească în cavitățile celuilalt. Un atom de clor se conectează la un atom de hidrogen, deoarece există un singur punct de legătură între ele. Dar oxigenul și calciul au o valență de două, adică. au două puncte de legătură, iar în fiecare punct este încorporat un hidrogen, astfel încât compușii corespunzători au de două ori mai mulți atomi de hidrogen decât oxigenul sau calciul.

Ce se întâmplă când calciul se leagă de oxigen? Ce se întâmplă dacă este azotul care se leagă de oxigen? Deoarece azotul are o valență de 3 și oxigenul o valență de 2, ne-am afla într-o situație în care piesele nu se potrivesc perfect și alegerea preferată pentru molecule este să găsim cea mai simplă combinație atomică posibilă care să echilibreze situația, adică. numărul de proeminențe se potrivește cu numărul de proeminențe pentru a se asigura că structura formată este stabilă și stabilă. De fapt, nu există proeminențe sau cavități în atomi, dar combinația de atomi se datorează absorbției sau absorbției electronilor din stratul lor cel mai exterior, numit strat de valență.

Ce este valența?

Deoarece cea mai stabilă formă a unui atom este aceea în care toate straturile sale sunt complete, pot fi date două posibilități. Că un atom are mulți electroni în ultimul său strat, deci cei mai mulți varianta simpla este de a accepta electronii necesari până la finalizarea acestui strat. Aceasta este caracteristica elementelor nemetalice, care tind să accepte electroni și astfel să formeze anioni. Că un atom are puțini electroni în ultimul său strat, așa că ar fi dificil să găsești alți atomi suficient de generoși pentru a le oferi toți electronii de care au nevoie pentru a-și umple învelișul de valență, iar cea mai ușoară opțiune este să scapi de electronii pe care îi au este în ea, Această situație este tipică pentru elementele metalice, care, atunci când pierd electroni, formează cu ușurință cationi. Așadar constatăm că, în realitate, valența atomilor este legată de capacitatea de a accepta sau de a da electroni și deoarece în acest proces aceștia câștigă sau pierd sarcini, putem vorbi despre valență negativă și respectiv valență pozitivă.

Acesta este ceea ce se numește numărul de oxidare. Numărul de oxidare este numărul de electroni pe care un element îi dă sau îi acceptă în combinație cu altul: dacă renunță, numărul său de oxidare are semn, iar dacă acceptă, numărul său de oxidare are semn. Ceea ce se întâmplă este că atomii nu primesc întotdeauna toți electronii de care au nevoie sau nu găsesc întotdeauna alți atomi care să ia toți cei pe care nu-i doresc. Să presupunem că uneori se negociază între ei despre situații intermediare corespunzătoare unei serii de electroni între cei care au și cei care vor să aibă.

Aceasta înseamnă că atomii unui anumit element nu au întotdeauna acelasi numar oxidare. Ele pot prezenta de fapt cantități multiple de oxidare, de preferință una peste alta. Uneori, chiar și atunci când ambii concurează pentru un electron, există unul care este mai persistent și câștigă, în detrimentul celuilalt, care îl pierde. Acesta este motivul pentru care găsim și elemente care nu numai că pot avea stări de oxidare de diferite mărimi numerice, ci și le pot avea semnul opus, in functie de elementul chimic cu care sunt asociate.

Tendința de a pierde sau capta electroni este strâns legată de o cantitate numită electronegativitate. Elementele foarte electronegative au o tendință mai mare de a capta electroni și de a forma anioni; în timp ce cei mai puţin electronegativi au o tendinţă mai mare de a forma şi forma cationi. O regulă simplă de cunoscut este ordinea electronegativității elementelor: cu cât un element este mai sus, cu cât mai în dreapta tabelului periodic, cu atât este mai electronegativ; și, invers, cu cât este mai jos și mai în stânga, cu atât mai puțin electronegativ.

Această ordine este foarte importantă, deoarece, de regulă, elementele din formulă sunt ordonate în ordinea electrogativitatii. Având în vedere acest lucru, este ușor de concluzionat. Când un metal și un nemetal se combină, metalul dă întotdeauna electroni, iar nemetalul îi acceptă. Când un metal se combină cu hidrogenul, metalul este cel care dă un electron hidrogenului. La combinarea unui nemetal cu hidrogenul sunt posibile două situații: dacă sunt bor, carbon, siliciu sau unele dintre elementele coloanei de azot, acestea sunt cele care conduc electronul la hidrogen; dar dacă sunt elemente ale coloanei de oxigen sau fluor, atunci este hidrogenul, care trebuie să-și dea electronul. Când uniți nemetale împreună, puteți trece de la orice: în acest caz, comportamentul unuia depinde de celălalt. Când un element este asociat cu fluor, acesta este cel care câștigă pentru că este cel mai electronegativ element, deci acceptă întotdeauna un electron. Pentru că pe măsură ce își completează ultimul strat, se poate spune că tendința lor de a ieși sau de a capta electroni este nulă, motivul fiind cantitatea lor de oxidare. De aici și numele de gaze nobile, aversiunea lui față de asocierea cu restul elementelor umile și comune. Pe scurt, pentru a înțelege cum sunt puse împreună, trebuie să avem câteva cunoștințe de bază despre tabelul periodic, valențele sau numerele de oxidare ale elementelor și structura lor atomică.