«Валенттілік» ұғымының бірнеше анықтамалары бар. Көбінесе бұл термин бір элемент атомдарының басқа элементтер атомдарының белгілі бір санын қосу қабілетін білдіреді. Көбінесе, химияны енді бастағандар үшін сұрақ туындайды: элементтің валенттілігін қалай анықтауға болады? Егер сіз бірнеше ережелерді білсеңіз, мұны істеу оңай.
Валенттілік тұрақты және айнымалы
HF, H2S және CaH2 қосылыстарын қарастырайық. Осы мысалдардың әрқайсысында бір сутегі атомы өзіне басқа химиялық элементтің бір ғана атомын қосады, бұл оның валенттілігі біреу екенін білдіреді. Валенттік мән химиялық элементтің таңбасының үстіне рим цифрларымен жазылған.
Жоғарыда келтірілген мысалда фтор атомы тек бір валентті Н атомымен байланысқан, яғни оның валенттілігі де 1. H2S құрамындағы күкірт атомы өзіне екі Н атомын қосып қойған, сондықтан ол бұл байланысекі валентті. Кальций сонымен қатар CaH2 гидридіндегі екі сутегі атомымен байланысқан, яғни оның валенттігі екі.
Оның қосылыстарының басым көпшілігінде оттегі екі валентті, яғни басқа атомдармен екі химиялық байланыс түзеді.
Бірінші жағдайда күкірт атомы өзіне екі оттегі атомын қосады, яғни барлығы 4 химиялық байланыс түзеді (бір оттегі екі байланыс түзеді, яғни күкірт – екі есе 2), яғни оның валенттілігі 4-ке тең.
SO3 қосылысында күкірт қазірдің өзінде үш O атомын қосады, сондықтан оның валенттігі 6 (әр оттегі атомымен үш рет екі байланыс түзеді). Кальций атомы тек бір оттегі атомын қосады, онымен екі байланыс түзеді, бұл оның валенттігі О-мен бірдей, яғни 2-ге тең екенін білдіреді.
Кез келген қосылыста Н атомы бірвалентті екенін ескеріңіз. Әрқашан (H3O гидроний ионынан басқа (+)) 2 оттегі валенттілігі. Кальций сутегімен де, оттегімен де екі химиялық байланыс түзеді. Бұл элементтер тұрақты валенттілік. Жоғарыда көрсетілгендерге қосымша келесілер тұрақты валенттілікке ие:
- Li, Na, K, F бір валентті;
- Be, Mg, Ca, Zn, Cd - валенттілігі II-ге тең;
- B, Al және Ga үш валентті.
Күкірт атомы, қарастырылған жағдайлардан айырмашылығы, сутекпен қосылыстарда II-ге тең валенттілікке ие, ал оттегімен ол төрт және алты валентті де болуы мүмкін. Мұндай элементтердің атомдары ауыспалы валентті деп аталады. Сонымен бірге оның максималды мәні көп жағдайда элемент орналасқан топтың санына сәйкес келеді Периодтық жүйе(1-ереже).
Бұл ережеге көптеген ерекшеліктер бар. Сонымен, 1-топтың элементі мыс I және II валенттілігін көрсетеді. Темір, кобальт, никель, азот, фтор, керісінше, топ санынан аз максималды валенттілікке ие. Сонымен, Fe, Co, Ni үшін бұл II және III, N үшін - IV, ал фтор үшін - I.
Минималды валенттілік мәні әрқашан 8 саны мен топ нөмірі арасындағы айырмашылыққа сәйкес келеді (2 ереже).
Ол айнымалы болып табылатын элементтердің валенттілігі қандай екенін тек белгілі бір заттың формуласы арқылы біржақты анықтауға болады.
Бинарлы қосылыстағы валенттілікті анықтау
Екілік (екі элементтен тұратын) қосылыстағы элементтің валенттілігін қалай анықтау керектігін қарастырыңыз. Мұнда екі нұсқа мүмкін: қосылыста бір элемент атомдарының валенттілігі нақты белгілі немесе екі бөлшек те белгілі. өзгермелі валенттілік.
Бірінші жағдай:
Екінші жағдай:
Үш элементті бөлшек формуласы бойынша валенттілікті анықтау.
Барлығы емес химиялық заттарекі атомды молекулалардан тұрады. Үш элементті бөлшектегі элементтің валенттілігін қалай анықтауға болады? Бұл сұрақты екі K2Cr2O7 қосылыстарының формулаларының мысалында қарастырайық.
Егер формулада калийдің, темірдің немесе валенттілігі өзгермелі басқа элементтің орнына болса, қышқыл қалдығының валенттілігі қандай екенін білуіміз керек. Мысалы, FeSO4 формуласымен бірге барлық элементтер атомдарының валенттіліктерін есептеу керек.
Айта кету керек, «валенттілік» термині органикалық химияда жиі қолданылады. Бейорганикалық қосылыстарды тұжырымдау кезінде «тотығу дәрежесі» ұғымы жиі қолданылады.
Химия пәнінің студенттері үшін алғашқы сүріну. Студенттің валенттілікті түсінуге тырыспауы, ол туралы білім өздігінен қолданылады деп күту үлкен қателік болып табылады. Бірақ бұл тәсіл дұрыс емес, өйткені мұны түсінбей, біз тіпті ең қарапайым формуланы құра алмаудың тығырыққа тірелеміз.
Элементтердің «валенттілігі» дегеніміз не?
Валенттілік– деген ғалымдардың сөзінен алынған латын, бұл аудармада күш пен мүмкіндікті білдіреді. Әрине, бұл атау кездейсоқ емес және терминнің мәнін түсінуге көп көмегін тигізеді. Өйткені, валенттілік атомды басқа атомдармен байланыс түзу қабілеті бойынша сипаттайды. Басқаша айтқанда, валенттілікті атомның байланыс түзу қабілеті ретінде қарастыруға болады, соның арқасында молекулалар пайда болады.
тағайындау элементтің валенттілігіәрқашан рим цифрларымен. Оның әртүрлі атомдар үшін мәнін арнайы кестеден көруге болады.
Элементтердің валенттілігінің белгілері қандай?
Валенттілігі бар барлық заттар оның не тұрақты (барлық байланыстарда) не айнымалы болуымен сипатталады. Тұрақты валенттілік – өте аз заттар тобына (сутек, фтор, натрий, калий, оттегі, т.б.) тән. Дүние жүзінде валенттілігі өзгермелі атомдар одан да көп. Әртүрлі реакцияларда әртүрлі атомдармен әрекеттесе отырып, олар көп валентті болады. Мысалы, NH3 қосылысындағы азоттың валенттілігі - III, өйткені ол үш атоммен байланысады, ал табиғатта ол бірден төртке дейінгі валенттілікпен болады.Әртүрлі валенттілік жиі кездесетін құбылыс екенін тағы бір рет қайталаймын.
Химиялық реакциялардағы элементтердің валенттілігінің әсері.
Ғалымдар атомның әлемдегі ең кішкентай бөлшек емес екенін білгенге дейін, олар осы тұжырымдамамен жұмыс істеді. Олар мұны сонда түсінді ішкі факторбұл ағынға әсер етеді химиялық реакция әртүрлі заттар. Ғалымдар молекуланың құрылымын әр түрлі қарастырғандықтан, « элементтің валенттілігібірнеше метаморфозадан өтті.
Заттың валенттілігі атомның сыртқы электрондарының санымен анықталады. Атомда қанша электрон бар, ол жасай алатын байланыстардың максималды саны. Сонымен, «валенттілік» атомдардың электронды жұптарының санын білдіреді.
Электрондық теория әлдеқайда кейінірек пайда болғанымен, атомның кішірек бөлшектерге «бөлінуінен» кейін, бұған дейін ғалымдар көп жағдайда валенттілікті әлі де сәтті анықтады. Олар бұған заттардың химиялық талдауының арқасында қол жеткізді.
Бұл қиын жұмыс болды: ең алдымен элементтің массасын анықтау қажет болды таза пішін. Әрі қарай, химиялық талдауды қолдана отырып, ғалымдар қосылыстың құрамы қандай екенін анықтады, содан кейін ғана олар заттың молекуласында қанша атом бар екенін есептей алды.
Бұл әдіс әлі де қолданылады, бірақ әмбебап емес. Сондықтан элементті анықтау ыңғайлы қарапайым байланысзаттар. Мысалы, бір валентті сутегімен немесе екі валентті оттегімен.
Бірақ қазірдің өзінде қышқылдармен жұмыс істегенде, әдіс әсіресе сәтті емес. Жоқ, біз оны ішінара пайдалана аламыз, мысалы, қашан валенттілікті анықтауқышқылдық қалдықтардың қосылыстары.
Ол былай көрінеді: оттегінің валенттілігі әрқашан екіге тең болатынын білу арқылы біз бүкіл қышқыл қалдығының валенттілігін оңай есептей аламыз. Мысалы, H 2 SO 3-те SO 3 валенттілігі I, HClO 3-те ClO 3 валенттілігі I.
Формулалардағы элементтердің валенттілігі.
Жоғарыда айтқанымыздай, тұжырымдама элементтің валенттілігі» атомның электрондық құрылымымен байланысты. Бірақ бұл табиғатта болатын байланыстардың жалғыз түрі емес. Химиктер сонымен қатар зат құрылымының иондық, кристалдық және басқа да нысандарын жақсы біледі. Мұндай құрылымдар үшін валенттілік енді соншалықты маңызды емес, бірақ молекулалық реакциялардың формулаларымен жұмыс істегенде, біз оны ескеруіміз керек.
Формула жасау үшін реакцияға түсетін атомдар санын теңестіретін барлық индекстерді орналастыру керек. Тек заттардың валенттілігін біле отырып, біз индекстерді дұрыс орналастыра аламыз. Ал керісінше, молекулалық формуланы біліп, индекстері бар затты құрайтын элементтердің валенттілігін білуге болады.
Мұндай есептеулерді жүргізу үшін реакцияға түскен екі элементтің де валенттіліктері тең болатынын есте ұстаған жөн, яғни іздеу үшін ең кіші ортақ еселікті табу керек.
Мысалы, темір оксидін алайық. Бізде химиялық байланыста темір мен оттегі бар. Бұл реакцияда темірдің валенттілігі III, ал оттегінің валенттілігі II болады. Жеңіл есептеулер арқылы біз ең кіші ортақ еселік 6 екенін анықтаймыз. Бұл формуланың Fe 2 O 3 түрі бар екенін білдіреді.
Элементтердің валенттілігін анықтаудың әдеттен тыс тәсілдері.
Сондай-ақ стандартты емес, бірақ қызықты тәсілдерзаттың валенттілігін анықтау. Егер сіз элементтің қасиеттерін жақсы білсеңіз, онда валенттілікті көзбен де анықтауға болады. Мысалы, мыс. Оның оксидтері қызыл және қара, ал гидроксидтері сары және көк болады.
көріну.
Үшін элементтің валенттілігіжазуды ұсынуға түсінікті болды құрылымдық формулалар. Оларды жасау арқылы біз жазамыз шартты белгілератомдар, содан кейін валенттілікке негізделген сызықшалар саламыз. Онда әрбір сызықша элементтердің әрқайсысының байланысын көрсетеді және ол өте анық көрінеді.
Сабақ материалдарынан сіз зат құрамының тұрақтылығы химиялық элементтер атомдарында белгілі валенттік мүмкіндіктердің болуымен түсіндірілетінін білесіз; «химиялық элементтер атомдарының валенттілігі» ұғымымен танысу; басқа элементтің валенттілігі белгілі болса, заттың формуласы бойынша элементтің валенттілігін анықтауды үйрену.
Тақырыбы: Алғашқы химиялық идеялар
Сабақтың тақырыбы: Химиялық элементтердің валенттілігі
Көптеген заттардың құрамы тұрақты. Мысалы, су молекуласында әрқашан 2 сутегі атомы және 1 оттегі атомы болады - H 2 O. Сұрақ туындайды: неге заттардың тұрақты құрамы бар?
Ұсынылған заттардың құрамын талдап көрейік: H 2 O, NaH, NH 3, CH 4, HCl. Олардың барлығы екі химиялық элемент атомдарынан тұрады, олардың бірі сутегі. Химиялық элемент атомында 1,2,3,4 сутегі атомы болуы мүмкін. Бірақ ешбір зат болмайды сутегі атомынаміндетті басқа атомдардың бірнешеуіхимиялық элемент. Осылайша, сутегі атомы өзіне басқа элемент атомдарының ең аз санын, дәлірек айтқанда, біреуін ғана қоса алады.
Химиялық элемент атомдарының өзіне басқа элементтер атомдарының белгілі бір санын қосу қасиеті деп аталады валенттілік.
Кейбір химиялық элементтердің тұрақты валенттілік мәндері бар (мысалы, сутегі (I) және оттегі (II)), басқалары бірнеше валенттілік мәндерін көрсетуі мүмкін (мысалы, темір (II, III), күкірт (II, IV, VI) ), көміртек (II, IV)), олар элементтер деп аталады өзгермелі валенттілікпен. Кейбір химиялық элементтердің валенттілік мәндері оқулықта берілген.
Химиялық элементтердің валенттілігін біле отырып, заттың неліктен дәл осындай болуын түсіндіруге болады химиялық формула. Мысалы, судың формуласы H 2 O. Белгілеңіз валенттілік мүмкіндіктерісызықшалары бар химиялық элемент. Сутектің I валенттілігі, ал оттегінің II валенттілігі бар: Н- және -О-. Әрбір атом оттегі атомында екі сутегі атомы болса, өзінің валенттілік мүмкіндіктерін толық пайдалана алады. Су молекуласындағы атомдардың қосылу тізбегін формула түрінде көрсетуге болады: H-O-H.
Молекуладағы атомдардың қосылу ретін көрсететін формула деп аталады графика(немесе құрылымдық).
Күріш. 1. Судың графикалық формуласы
Екі химиялық элемент атомдарынан тұратын заттың формуласын және олардың біреуінің валенттілігін біле отырып, басқа элементтің валенттілігін анықтауға болады.
1-мысалСН 4 затындағы көміртектің валенттілігін анықтайық. Сутектің валенттілігі әрқашан I-ге тең, ал көміртек өзіне 4 сутегі атомын тіркегенін біле отырып, көміртектің валенттілігі IV-ке тең деп дәлелдеуге болады. Атомдардың валенттілігі элементтің таңбасының үстіне рим цифрымен белгіленеді: .
2-мысалР 2 O 5 қосылысындағы фосфордың валенттілігін анықтайық. Ол үшін келесі қадамдарды орындау керек:
1. оттегінің белгісінің үстіне оның валенттілігінің мәнін жаз - II (оттегі тұрақты валенттілік мәніне ие);
2. оттегінің валенттілігін молекуладағы оттегі атомдарының санына көбейту, табу жалпы санываленттілік бірліктері - 2 5=10;
3. Алынған валенттік бірліктердің жалпы санын молекуладағы фосфор атомдарының санына бөліңіз - 10:2=5.
Сонымен, бұл қосылыстағы фосфордың валенттілігі V - -ге тең.
1. Емельянова Е.О., Иодко А.Г. 8-9 сыныптардағы химия сабағында оқушылардың танымдық іс-әрекетін ұйымдастыру. Тәжірибелік тапсырмалары бар тірек жазбалар, тесттер: I бөлім. - М .: Мектеп баспасы, 2002. (33-бет)
2. Ушакова О.В. Химия жұмыс дәптері: 8 сынып: оқулығына П.А. Оржековский және басқалар «Химия. 8-сынып» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; астында. ред. проф. П.А. Оржековский – М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (36-38 б.)
3. Химия: 8-сынып: оқулық. жалпыға арналған мекемелер / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: AST: Astrel, 2005.(§16)
4. Химия: инорг. химия: оқулық. 8 ұяшық үшін. жалпы білім беру мекемелер / Г.Е. Рудзит, Ф.Г. Фельдман. - М .: Білім, Мәскеу оқулықтары ААҚ, 2009. (§§11,12)
5. Балаларға арналған энциклопедия. 17-том. Химия / тарау. өңдеген В.А. Володин, жетекші. ғылыми ред. И.Линсон. – М.: Аванта+, 2003 ж.
Қосымша веб-ресурстар
1. Сандық білім беру ресурстарының бірыңғай жинағы ().
2. «Химия және өмір» журналының электронды нұсқасы ().
Үй жұмысы
1. 84 б. № 2«Химия: 8-сынып» оқулығынан (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М .: АСТ: Астрель, 2005).
2. бірге. 37-38 №№ 2,4,5,6бастап Жұмыс дәптеріхимиядан: 8-сынып: оқулығына П.А. Оржековский және басқалар «Химия. 8-сынып» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; астында. ред. проф. П.А. Оржековский - М.: АСТ: Astrel: Profizdat, 2006 ж.
Химиялық элементтерді қарастырған кезде әртүрлі заттардағы бір элементтегі атомдар саны әртүрлі болатынын байқауға болады. Химиялық элементтің индексінде қате жібермеу үшін формуланы қалай дұрыс жазуға болады? Егер сізде валенттіліктің не екендігі туралы түсінік болса, мұны істеу оңай.
Валенттілік не үшін қажет?
Химиялық элементтердің валенттілігі - бұл элемент атомдарының химиялық байланыс түзу, яғни өзіне басқа атомдарды қосу қабілеті. Валенттіліктің сандық өлшемі – берілген атомның басқа атомдармен немесе атомдық топтармен түзетін байланыстарының саны.
Қазіргі уақытта валенттілік - бұл сан коваленттік байланыстар(соның ішінде донор-акцепторлық механизм арқылы пайда болғандар), бұл атом басқалармен байланысады. Бұл байланыстардың полярлығын есепке алмайды, яғни валенттілік белгісі жоқ және нөлге тең бола алмайды.
Коваленттік химиялық байланыс – ортақ (байланыс) электрон жұптарының түзілуі арқылы жүзеге асырылатын байланыс. Егер екі атом арасында бір ортақ электрон жұбы болса, онда мұндай байланыс дара, екеуі болса қос, үш болса үштік деп аталады.
Валенттілікті қалай табуға болады?
Химия пәнін оқи бастаған 8-сынып оқушыларын мазалайтын бірінші сұрақ химиялық элементтердің валенттілігін қалай анықтауға болады? Химиялық элементтің валенттілігін химиялық элементтердің валенттілігінің арнайы кестесінде көруге болады
Күріш. 1. Химиялық элементтердің валенттілігінің кестесі
Сутегінің валенттілігі бірлік ретінде қабылданады, өйткені сутегі атомы басқа атомдармен бір байланыс құра алады. Басқа элементтердің валенттілігі берілген элемент атомы өзіне қанша сутек атомын қоса алатынын көрсететін санмен өрнектеледі. Мысалы, хлорсутек молекуласындағы хлордың валенттілігі бірге тең. Сондықтан хлорсутегінің формуласы келесідей болады: HCl. Хлордың да, сутегінің де валенттілігі бір болғандықтан, индекс қолданылмайды. Хлор да, сутегі де бір валентті, өйткені бір сутегі атомы бір хлор атомына сәйкес келеді.
Басқа мысалды қарастырайық: метандағы көміртектің валенттілігі төрт, сутегінің валенттілігі әрқашан біреу. Сондықтан 4 индексін сутегінің қасына қою керек.Осылайша метанның формуласы келесідей: CH 4.
Көптеген элементтер оттегімен қосылыстар түзеді. Оттегі әрқашан екі валентті. Сондықтан бір валентті сутегі және екі валентті оттегі үнемі кездесетін су H 2 O формуласында сутегінің жанына 2 индексі қойылады.Бұл су молекуласының екі сутегі атомынан және бір оттегі атомынан тұратынын білдіреді.
Күріш. 2. Судың графикалық формуласы
Барлық химиялық элементтердің тұрақты валенттілігі бола бермейді, кейбіреулері үшін бұл элемент қолданылатын қосылыстарға байланысты өзгеруі мүмкін. Тұрақты валентті элементтерге сутегі мен оттегі жатады, валенттілігі өзгермелі элементтерге, мысалы, темір, күкірт, көміртек жатады.
Формула бойынша валенттілікті қалай анықтауға болады?
Егер сіздің көз алдыңызда валенттілік кестесі болмаса, бірақ формула бар химиялық қосылыс, онда формула бойынша валенттілікті анықтауға болады. Мысалы, марганец оксиді - Mn 2 O 7 формуласын алайық
Күріш. 3. Марганец оксиді
Өздеріңіз білетіндей, оттегі екі валентті. Марганецтің валенттілігі қандай екенін білу үшін оттегінің валенттілігін осы қосылыстағы газ атомдарының санына көбейту керек:
Алынған сан қосылыстағы марганец атомдарының санына бөлінеді. Шығарылады:
Орташа рейтинг: 4.5. Алынған жалпы рейтингтер: 923.