Kimyoviy elementlarning o'zgaruvchan valentligi. flakonlar topildi. Elementning valentligi qanday

Turli birikmalarning formulalarini hisobga olsak, buni ko'rish oson atomlar soni turli moddalar molekulalarida bir xil element bir xil emas. Masalan, HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 va boshqalar. Ushbu birikmalardagi vodorod atomlarining soni 1 dan 4 gacha o'zgarib turadi. Bu faqat vodorod uchun emas.

Kimyoviy element belgisi yoniga qaysi indeks qo'yish kerakligini qanday aniqlash mumkin? Moddaning formulalari qanday hosil bo'ladi? Berilgan moddaning molekulasini tashkil etuvchi elementlarning valentligini bilsangiz, buni qilish oson.

Shunday qilib, ikki atomli kislorod molekulasi ikkita kislorod atomiga bo'linishi kerak va bu atomlarning har biri ikki atomli vodorod molekulasiga kirib, uni yo'q qilishi va ikkita vodorod atomi bilan birlashishi kerak. Portlovchi gaz aralashmasida bir joyda kiritilgan bu birikma butun aralashma bo'ylab juda tez va tez o'tadi. Ammo boshqa narsa sodir bo'lmoqda. Issiqlikning mexanik ekvivalentiga ko'ra, 1 kaloriya 425 m3 kaliyga teng bo'lganligi sababli, bu issiqlik miqdori 12,7 million tonna mexanik energiyaga to'g'ri keladi.

Metr. U vodorod va kislorod atomlarining birikmasidan oldin qandaydir tarzda mavjud bo'lishi kerak va endi birikma hosil qilish uchun erkindir. Bu potentsial energiya, vaziyatning energiyasi deb ishonish uchun bizda asosli asoslar mavjud. Lekin biz bilamiz temir yo'l Bu faqat uning pozitsiyasi emas, balki Yerning tortishish maydonidagi pozitsiyasi. Shuning uchun potentsial energiya har doim ma'lum kuch maydonlarining mavjudligini nazarda tutadi va biz kislorod atomlari atrofida juda kichik, ammo juda kuchli kuch maydonlari mavjudligini taxmin qilishimiz kerak, bu vodorod atomlarini shunday kuch bilan qo'zg'atadiki, juda katta miqdorda energiya ajralib chiqadi. .

– ma'lum bir element atomining biriktirilishi, ushlab turishi yoki o'rnini bosishi uchun xossasidir kimyoviy reaksiyalar boshqa elementning ma'lum miqdordagi atomlari. Valentlik birligi vodorod atomining valentligidir. Shuning uchun, ba'zida valentlik ta'rifi quyidagicha shakllantiriladi: valentlik – bu ma'lum bir element atomining ma'lum miqdordagi vodorod atomlarini biriktirish yoki almashtirish xususiyatidir.

Formulalar u tomonidan yozilgan

Vagonimiz bir marta halokatga uchragach, o‘z kuchini berdi. Agar biz avvalgi holatga qayta ega bo'lishni istasak, xuddi shu energiya sarfi bilan uni avvalgi balandligiga qaytarishimiz kerak. Bunga elektr parchalanishining eng qulay usuli orqali erishiladi va shu bilan sarflangan energiyani juda aniq aniq aniqlash imkonini beradi. Bundan tashqari, suv bug'i yoki suv juda barqaror birikmalar bo'lishi kerakligi aniq, chunki ular parchalanish uchun juda ko'p energiya talab qiladi.

Tajriba shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik kimyoviy birikmalar hosil bo'lganda, issiqlik yo erkin yoki bog'langan. Daniyalik fizik Tomsenning taklifiga ko'ra, bu hodisa termal ohang deb ataladi. Issiqlik ohangi ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. IN bu holat suv bug'i, biz ijobiy termal ohangga egamiz, chunki bu erda ulanish hosil bo'lganda issiqlik hosil bo'ladi. Bu birikma ekzotermik birikma deb ham ataladi. Ekzotermik birikma uni hosil qiluvchi moddalarga qaraganda kamroq energiyani o'z ichiga oladi.

Agar ma'lum elementning bitta atomiga bitta vodorod atomi biriktirilgan bo'lsa, u holda element ikkita bo'lsa univalent hisoblanadi – ikki valentli va va boshqalar. Vodorod birikmalari barcha elementlar uchun ma'lum emas, lekin deyarli barcha elementlar kislorod O bilan birikmalar hosil qiladi. Kislorod doimiy ravishda ikki valentli hisoblanadi.

Doimiy valentlik:

Shunday qilib, suv yoki suv bug'i ekzotermik birikma hisoblanadi, chunki u ikki komponentdan, vodorod va kisloroddan kamroq energiyani o'z ichiga oladi. Shu bilan birga, manfiy termal nurlanishga ega bo'lgan birikmalar ham bor, ular endotermik birikmalar deb ataladi. Ular o'zlari tuzilgan moddalardan ko'ra ko'proq energiyaga ega. Shuning uchun birikmaning tarkibiy qismlariga parchalanishi issiqlik hosil qilishi kerak. Bunday birikmalar, masalan, barcha portlovchi moddalardir. Bu holatda ham kichik uchqun yetarli, lekin uning tarkibiy qismlaridan birikma hosil bo'lishi, xuddi gazsimon vodorod oksidida bo'lgani kabi, mavjud birikmaning tarkibiy qismlariga parchalanishiga olib kelmaydi, masalan, bir uchqunning parchalanishi. paxta to'pi suv bug'iga, karbonat kislota va azotga.

I – H, Na, Li, K, Rb, Cs
II – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
III – B, Al, Ga, In

Ammo element vodorod bilan birlashmasa nima qilish kerak? Keyin valentlik zarur element ma'lum elementning valentligi bilan aniqlanadi. Ko'pincha u kislorodning valentligi yordamida topiladi, chunki birikmalarda uning valentligi har doim 2 ga teng. Masalan, quyidagi birikmalardagi elementlarning valentligini topish qiyin bo'lmaydi: Na 2 O (valentlik Na – 1, O – 2), Al 2 O 3 (Al – 3, O – 2).

Molekulyar o'zgarishlar va yangi molekulyar shakllanishlarda yuzaga keladigan energiyalar juda kuchli. Ular oddiy mexanik jarayonlarda hosil bo'ladigan energiyadan ancha katta va keng qo'llaniladi zamonaviy texnologiyalar, lekin bug 'dvigatellari va dvigatellar tomonidan barcha energiya ishlab chiqarishimiz ichki yonish ekzotermik birikmalardan foydalanish, yonish jarayonlaridagi soat, erkin energiya tufayli, aksincha, qurol va to'plardagi barcha harbiy texnologiyalarimiz ularning parchalanishidan keyin ajralib chiqadigan endotermik birikmalarning energiyalaridan foydalanadi.

Berilgan moddaning kimyoviy formulasini faqat elementlarning valentligini bilish orqali tuzish mumkin. Masalan, CaO, BaO, CO kabi birikmalar formulalarini tuzish oson, chunki molekulalardagi atomlar soni bir xil, chunki elementlarning valentliklari teng.

Agar valentliklar boshqacha bo'lsa-chi? Bunday holatda biz qachon harakat qilamiz? Quyidagi qoidani yodda tutish kerak: har qanday formulada kimyoviy birikma bir elementning valentligi va uning molekuladagi atomlari sonining ko'paytmasi boshqa elementning valentligi va atomlari sonining ko'paytmasiga teng. Masalan, birikmadagi Mn ning valentligi 7 ga, O ga teng ekanligi ma'lum bo'lsa – 2 bo'lsa, unda birikma formulasi Mn 2 O 7 kabi ko'rinadi.

Bizning butun hayotimiz deyarli faqat bunday kimyoviy o'zgarishlar tufayli. Har bir birikmada elementlar ma'lum nisbatda birlashtirilganligi eksperimental ravishda aniqlangan. Biroq, kaltsiy gidridida har bir kaltsiy atomi uchun ikkita vodorod atomi mavjud, shuning uchun bu holda nisbat 1 ga teng: suv molekulasida har bir kislorod atomi uchun ikkita vodorod atomi mavjud, shuning uchun nisbat 2 ga teng: buni tushunish oson. har bir element boshqa elementlar bilan birlashish qobiliyatiga ega va shuning uchun biz uni kimyoviy valentlik deb ataymiz.

Formulani qanday oldik?

Ikki kimyoviy elementdan iborat bo'lganlar uchun valentlik bo'yicha formulalarni tuzish algoritmini ko'rib chiqing.

Bir kimyoviy elementdagi valentlik soni boshqa kimyoviy elementdagi valentlik soniga teng degan qoida mavjud.. Marganets va kisloroddan tashkil topgan molekulaning hosil bo'lishi misolini ko'rib chiqing.
Biz algoritmga muvofiq tuzamiz:

An'anaga ko'ra, elementning valentligi u bilan birlashtirilishi mumkin bo'lgan vodorodlar soni sifatida aniqlanadi. Yuqoridagi misollarda biz xlor vodorod bilan, kaltsiy va kislorod esa ikkita vodorod bilan bog'lanishini ko'ramiz. Demak, xlorning valentligi 1 ga, kaltsiy ham, kislorod ham 2 ga teng. Xuddi shunday aytishimiz mumkinki, ammiakda azotning valentligi 3 ga, metandagi uglerodning ulushi 4 ga teng. Bu bog‘lanish qobiliyati har bir kimyoviy moddaga xosdir. element va bunga sabab bo'ladi, u vodoroddan boshqa elementlar bilan qanday bog'lanadi.

1. Biz kimyoviy elementlarning belgilarini yozamiz:

MnO

2. Biz kimyoviy elementlarning valentlik raqamlarini qo'yamiz (kimyoviy elementning valentligini jadvalda topish mumkin). davriy tizim Mendelev, marganetsda – 7, kislorodga ega – 2.

Eski, sarg'ish qo'lyozma bor edi

Tasavvur qiling-a, atomlar har bir kimyoviy element uchun turli o'lcham va shakllarga ega bo'lgan Lego bo'laklariga o'xshaydi. Valentlik har bir atomga ega bo'lgan tizmalar yoki bo'shliqlar sonini ko'rsatadi, shuning uchun molekula hosil bo'lganda, birining tizmalari boshqasining bo'shliqlariga mos kelishi kerak. Xlor atomi vodorod atomini bog'laydi, chunki ular orasida faqat bitta ulanish nuqtasi mavjud. Ammo kislorod va kaltsiy ikki valentlikka ega, ya'ni. ular ikkita ulanish nuqtasiga ega va vodorod ularning har biriga ko'milgan, shuning uchun mos keladigan birikmalar kislorod yoki kaltsiydan ikki baravar ko'p vodorod atomiga ega.

3. Eng kichik umumiy karrali (7 ga va 2 ga qoldiqsiz bo'linadigan eng kichik son) toping. Bu raqam 14. Biz uni elementlarning valentliklariga ajratamiz 14: 7 \u003d 2, 14: 2 \u003d 7, 2 va 7 mos ravishda fosfor va kislorod indekslari bo'ladi. Biz indekslarni almashtiramiz.

Bitta kimyoviy elementning valentligini bilib, quyidagi qoidaga amal qilgan holda: bitta elementning valentligi × uning molekuladagi atomlari soni = boshqa elementning valentligi × ushbu (boshqa) elementning atomlari soni, valentligini aniqlash mumkin. boshqa.

Kaltsiy kislorod bilan bog'langanda nima sodir bo'ladi? Agar azot kislorod bilan bog'lansa-chi? Azotning valentligi 3 va kislorodning valentligi 2 bo'lganligi sababli, biz bo'laklar to'liq mos kelmaydigan vaziyatga tushib qolamiz va molekulalar uchun afzal qilingan tanlov vaziyatni muvozanatlashtiradigan eng oddiy atom birikmasini topishdir, ya'ni. shakllangan strukturaning barqaror va barqaror bo'lishini ta'minlash uchun proyeksiyalar soni proyeksiyalar soni bilan bir xil bo'ladi. Atomlarda aslida tizmalari va bo'shliqlari yo'q, lekin atomlarning birikmasi valentlik qatlami deb ataladigan ularning eng tashqi qatlamidagi elektronlarning yutilishi yoki yutilishi bilan izohlanadi.

Mn 2 O 7 (7 2 = 2 7).

2x = 14,

x = 7.

Valentlik tushunchasi kimyoga atomning tuzilishi ma'lum bo'lgunga qadar kiritilgan. Endi elementning bu xossasi tashqi elektronlar soniga bog'liqligi aniqlandi. Ko'pgina elementlar uchun maksimal valentlik ushbu elementlarning davriy jadvaldagi o'rnidan kelib chiqadi.

Mashhur olim D.I.Mendeleyev tomonidan tuzilgan jadvalda barcha kimyoviy elementlar va ular haqidagi muhim ma’lumotlar keltirilgan. Ammo ularni dekodlash va valentlikni aniqlash uchun siz ushbu tizim bilan ishlash qoidalarini bilishingiz kerak.

Valentlik nima?

Atomning eng barqaror shakli uning barcha qatlamlari to'liq bo'lgan shakli bo'lganligi sababli, ikkita imkoniyat berilishi mumkin. Atomning oxirgi qatlamida ko'plab elektronlar borligi, shuning uchun eng ko'p oddiy variant bu qatlam tugaguniga qadar kerakli elektronlarni qabul qilishdir. Bu metall bo'lmagan elementlarga xos bo'lib, ular elektronlarni qabul qilishga moyil bo'lib, anionlarni hosil qiladi. Atomning oxirgi qatlamida bir nechta elektron borligi, shuning uchun valentlik qobig'ini to'ldirish uchun zarur bo'lgan barcha elektronlarni beradigan boshqa atomlarni topish qiyin bo'ladi va eng oson variant - ulardagi elektronlardan xalos bo'lish. , Bu holat metall elementlar uchun xos bo'lib, ular elektronlarini yo'qotganda, osonlik bilan kationlar hosil qiladi. Shunday qilib, biz haqiqatda atomlarning valentligi elektronlarni qabul qilish yoki berish qobiliyati bilan bog'liqligini topamiz va bu jarayonda ular zaryad oladi yoki yo'qotadi, biz mos ravishda salbiy va ijobiy valentlik haqida gapirishimiz mumkin.

Valentlik nima?

Bu elementning boshqa elementga tegishli ma'lum miqdordagi atomlarni o'ziga biriktirish qobiliyatidir. Aynan shunday bilimlar tufayli formulalar tuzish va kimyoviy reaktsiyalarni amalga oshirish mumkin.

Valentlikni D.I.Mendeleyev jadvali bo‘yicha aniqlashdan oldin uning doimiy yoki o‘zgaruvchan bo‘lishi mumkinligini bilish kerak. O'zgaruvchini hisoblash mumkin, lekin doimiy faqat saqlanishi mumkin.

Bu oksidlanish soni deb nomlanadi. Oksidlanish soni - elementning boshqasi bilan birgalikda beradigan yoki qabul qiladigan elektronlar soni: agar u rad etsa, uning oksidlanish raqami ishora, agar u qabul qilsa, oksidlanish raqami ishoradir. Shunday bo'ladiki, atomlar har doim ham o'zlariga kerak bo'lgan barcha elektronlarni olmaydilar yoki ular istamagan hamma narsani oladigan boshqa atomlarni ham topa olmaydilar. Aytaylik, ba'zida ular bor va ega bo'lishni xohlaydiganlar o'rtasidagi elektronlar seriyasiga mos keladigan oraliq vaziyatlar haqida ular o'rtasida muzokaralar olib borishadi.

Doimiy faoliyatga ega stol vakillari

  • Monovalentli: galogenlar, vodorod, ishqoriy metallar.
  • Ikki valentli: gidroksidi metallar va kislorod.
  • Uch valentli: bor va alyuminiy.

Valentlikni qanday aniqlash mumkin?

Buning uchun D.I.Mendeleyev jadvali qanday joylashtirilganligini bilish kerak. Ushbu tizimning har bir elementi o'z raqamiga ega, jadvalning davrlari gorizontal ravishda joylashtirilgan va guruhlar vertikal ravishda joylashtirilgan. Davrlar, o'z navbatida, agar ular ikki qatordan iborat bo'lsa, kattalarga va faqat bitta qator bo'lsa, kichiklarga bo'linadi. Faqat 8 ta guruh mavjud, ular notekis taqsimlangan, shuning uchun uning tarkibida komponentlar ko'p bo'lsa, u asosiy, kamroq bo'lsa, ikkinchi darajali deb ataladi.Elementning valentligini aniqlash uchun siz uning soni va turini, ya'ni qaysi guruhga mansubligini bilish kerak. Doimiy qiymat element joylashgan guruhning asosiy kichik guruhining raqamiga mos keladi. D.I.Mendeleev jadvali bo'yicha valentlikni qanday aniqlash mumkin bo'lgan video sizga o'zgaruvchan qiymatlar bilan shug'ullanishga yordam beradi. Odatda ular metall bo'lmaganlarda ko'rib chiqiladi. Avval guruh raqamini aniqlang va bu raqamni 8 dan (guruhlarning umumiy soni) olib tashlang.

Bu ma'lum bir elementning atomlari har doim ham mavjud emasligini anglatadi bir xil raqam oksidlanish. Ular aslida bir nechta oksidlanish miqdorini ko'rsatishi mumkin, tercihen bir-biridan ko'ra. Ba'zan, ikkalasi ham elektron uchun raqobatlashsa ham, yana biri qat'iyroq bo'ladi va uni yo'qotgan ikkinchisi hisobiga g'alaba qozonadi. Shuning uchun ham biz nafaqat turli sonli kattalikdagi oksidlanish darajalariga ega bo'lishi mumkin, balki ularga ham ega bo'lgan elementlarni topamiz. qarama-qarshi belgi, ular bog'langan kimyoviy elementga qarab.

Elektronlardan qochish yoki ushlash tendentsiyasi elektronegativlik deb ataladigan miqdor bilan chambarchas bog'liq. Juda elektromanfiy elementlar elektronlarni ushlash va anionlar hosil qilish tendentsiyasiga ega; kamroq elektron manfiy bo'lganlar esa kationlarni hosil qilish va hosil qilish uchun ko'proq moyil bo'ladi. Elementlarning elektron manfiylik tartibini bilish uchun oddiy qoida: element qanchalik baland bo'lsa, davriy jadvalning o'ng tomonida qanchalik ko'p bo'lsa, u shunchalik elektronegativ bo'ladi; va aksincha, pastroq va ko'proq chap, kamroq elektronegativ.

Ta'riflar va hisob-kitoblarga misollar

Birinchi guruhning asosiy kichik guruhining barcha ishqoriy metallari doimiy valentlikka ega bo'lib, u 1 ga teng, ikkinchi guruhda joylashgan ishqoriy tuproq metallari esa 2 qiymatga ega.

Metall bo'lmaganlar, masalan, oltingugurt uchun bu qiymatni aniqlash biroz qiyinroq. Buning uchun avval qaysi guruhda ekanligini ko'rib chiqamiz - bu 6, doimiy qiymat 6. O'zgaruvchini bilish uchun 8 dan 6 ni ayirsak, 2 chiqadi. Shunday qilib, oltingugurt ikkita valentlikka ega: doimiy 6 va o'zgaruvchi 2. galogenlar ham ikkita doimiy qiymat 7 va o'zgaruvchi 1 (8-7 = 1).

Bu tartib juda muhim, chunki, qoida tariqasida, formuladagi elementlar elektrogativlik tartibiga muvofiq tartibga solinadi. Buni hisobga olsak, xulosa qilish oson. Metall va metall bo'lmaganlar birlashganda, metall har doim elektronlar beradi va metall bo'lmaganlar ularni qabul qiladi. Metall vodorod bilan birlashganda, vodorodga elektron beradigan metalldir. Metall bo'lmaganni vodorod bilan birlashtirganda, ikkita holat mumkin: agar ular bor, uglerod, kremniy yoki azot ustunining ba'zi elementlari bo'lsa, bular elektronni vodorodga olib keladi; ammo agar ular kislorod yoki ftor ustunining elementlari bo'lsa, u holda u o'z elektronini berishi kerak bo'lgan vodoroddir. Metall bo'lmaganlarni birlashtirganda, siz hamma narsadan ketishingiz mumkin: bu holda, birining xatti-harakati boshqasiga bog'liq. Agar element ftor bilan bog'langan bo'lsa, u eng elektronegativ element bo'lgani uchun u g'alaba qozonadi, shuning uchun u har doim elektron oladi. Chunki ular oxirgi qatlamini tugatgandan so'ng, ularning oksidlanish miqdorining sababi bo'lgan elektronlarni qochish yoki ushlashga moyilligi nolga teng deb aytish mumkin. Shuning uchun asil gazlarning nomi, uning qolgan kamtar va oddiy elementlar bilan bog'lanishdan voz kechishi. Muxtasar qilib aytganda, ular qanday birlashtirilganligini tushunish uchun biz davriy jadval, elementlarning valentliklari yoki oksidlanish raqamlari va ularning atom tuzilishi haqida ba'zi asosiy bilimlarga ega bo'lishimiz kerak.

Yon guruhlarning barcha elementlari faqat jadvalda qidirilishi yoki eslab qolishi mumkin bo'lgan doimiy raqamga ega, lekin odatda uning qiymati 1 dan 3 gacha.

Agar jadval har doim mavjud bo'lsa, unda siz doimiy valentlikni o'rganishingiz shart emas, lekin formulalar va reaktsiyalarda keng tarqalgan elementlarning qiymatlarini eslab qolish hali ham osonroq.

 

O'qish foydali bo'lishi mumkin: