Stanoveno na mocenství chemických prvků

Znalost struktury atomů a molekul v XIX století nemůže vysvětlit důvod, pro který určitý počet atomů tvoří vazby s jinými částicemi. Ale myšlenky vědců předběhly svou dobu, a valenci stále studoval jako jeden ze základních principů chemie.

Z historie pojmu „valence chemických prvků“

Vynikající britský chemik XIX století Edvard Franklend razil termín „komunikace“ ve vědecké účely popisovat interakci atomů navzájem. Vědecké si všiml, že některé chemické prvky, za vzniku sloučenin se stejným množstvím jiných atomů. Například atom dusíku váže tři atomy vodíku v molekule amoniaku.

V květnu 1852 Frankland předložit hypotézu, že existuje určitý počet chemických vazeb, že atom může tvořit s jinými drobnými částicemi hmoty. Frankland používá výraz „spojovací síly“ k popisu toho, co bylo později nazváno valence. Britská lékárna stanovena jako chemických vazeb tvoří atomy jednotlivých prvků známých v polovině XIX století. Práce Frankland byl důležitý příspěvek k moderní strukturní chemie.

Vývoj názorů

Německý chemik FA Kekule dokázal v roce 1857, že uhlík je chetyrehosnovnym. Ve své nejjednodušší sloučeniny - metan - vznikají v důsledku 4 atomy vodíku. Termín „zásaditost“ vědec používá pro označení prvků vlastnosti spojují pevný počet jiných částic. V Rusku, údaje o struktuře hmoty systemizovány A. M. Butlerov (1861). Další rozvoj teorie chemické vazby získané pomocí učení periodické změny ve vlastnostech prvků. Její autor - další vynikající ruský chemik D. I. Mendělejev. Ukázalo se, že valence chemických prvků ve sloučeninách, a další vlastnosti jsou určena polohou, které zaujímají v periodické soustavy.

Grafické znázornění valence a chemické vazby

Možnost vizualizaci molekul - jeden z nesporných zásluh teorie valenční. První model se objevil v roce 1860 a od roku 1864 byl za použití strukturní vzorce , které představují chemické obvodový značku uvnitř. Mezi symboly atomy pomlčka označován chemickou vazbu, a počet řádků je rovno valenci. V těchto letech byl učiněn první sharosterzhnevye modelu (viz. Foto vlevo). V roce 1866 navrhla Kekule stereochemickou strukturu uhlíkových atomů ve formě čtyřstěnu, jehož součástí jeho učebnici „Organic Chemistry“.

Valence chemických prvků a vznik vztahů sledovaných G. Lewis, který publikoval svá díla v roce 1923 po objevu elektronu. Tzv záporně nabité drobné částečky, které jsou součástí atomových granátů. Ve své knize, Lewis používá bod kolem čtyř stran chemická značka pro zobrazení valenční elektrony.

Valence vodíku a kyslíku

Před vytvořením periodické soustavy valence chemických prvků ve sloučeninách bylo provedeno porovnání s atomy, na které je známo. Vodík a kyslík byly vybrány jako reference. Další chemický prvek je přitahován buď nahrazen určitý počet atomů vodíku, a O.

Tímto způsobem, vlastnosti byly stanoveny v monovalentní sloučeniny s vodíkem (mocenství druhého prvku je označena římskou číslicí):

• HCl - chlor (I):
• H ₂ O - kyslík (II);
• _NH3 - dusík (III);
• CH ₄ - uhlík (IV).

Oxidy K ₂ O, CO, N _{2O 3,} SiO _2, SO ₃ byly stanoveny pomocí mocenství kovů a nekovů kyslík, zdvojnásobení počtu atomů připojitelný O. Získá se následující hodnoty: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Jak lze zjistit valenci chemických prvků

Existují zákony tvorby chemických vazeb se společnými páry elektron:

• Typické vodík valence - I.
• Normální kyslík mocenství - II.
• Pro prvky nekovy-nižší valenční může být určena podle vzorce 8 - № skupinu, ve které jsou v periodické soustavy. Vyšší, pokud může být určen počtem skupin.
• Pro boční prvky podskupiny maximální možná valenční je stejný jako počet skupin periodické tabulky.

Stanovení valence chemických prvků sloučeniny obecného vzorce se provádí pomocí následujícího algoritmu:

1. Záznam v horní části známého chemicky známou hodnotu pro jeden z prvků. Například v Mn _{2O 7} kyslíku valenční je II.
2. Vypočtěte celkovou hodnotu, která musí být násoben mocenství počtu atomů stejného chemického prvku v molekule, 2 * 7 = 14.
3. Určete valence druhý prvek, pro který je znám. Rozdělit získané v kap. 2 hodnotu počtem Mn atomů v molekule.
4. 14: 2 = 7. mocenství oxidu manganu v nejvyšší - VII.

Stálá a variabilní valenční

Hodnoty valenční vodíku a kyslíku jsou různé. Například, síry ve sloučenině H ₂ S je dvojvazný, jak je ve vzorci SO ₃ - šestimocný. Oxid uhelnatý reaguje s kyslíkem, CO a CO ₂ uhličitého. První sloučenina je valence C II, a v druhé - IV. Stejná hodnota v metanu _CH4.

Většina prvků nevykazují konstantní a variabilní valence, např, fosfor, dusík, síru. Hledání hlavních příčin tohoto jevu vedly k teorii chemické vazby, pojmy valenčních elektronů skořepinových, molekulových orbitalů. Existence různými hodnotami stejnými vlastnostmi, získané s vysvětlením struktury atomů a molekul poloze.

Moderní pojetí valence

Všechny atomy jsou složeny z pozitivního jádra obklopené záporně nabité elektrony. Vnější plášť, který tvoří, je nedokončená. Dokončená struktura je nejstabilnější, že obsahuje 8 elektrony (okteta). Chemická vazba se společnými elektronové páry vede k energeticky příznivých atomů stavu.

Pravidlo pro tvorbu sloučenin je dokončení z pláště, nebo obdrží elektrony zpětného rázu nepárové - v závislosti na tom, zda je tento proces jednodušší projít. Pokud atom poskytuje pro vytvoření chemické vazby negativních částic, které nemají páru, vazby vytváří tak dlouho, jak to nepárových elektronů. Podle moderní koncepce, valenci atomů chemických prvků - je schopnost produkovat určitý počet kovalentních vazeb. Například, v molekule, H ₂ S síru, sirovodík získává mocenství II (-), protože každý atom podílí na vytvoření dvou párů elektronů. Znaménko „-“ znamená, přitažlivost elektronového páru na více elektronegativní prvek. Nejméně elektronegativní na hodnotu valence připojí „+“.

Když se donor-akceptor mechanismus zapojeny do procesu elektronových párů jednoho prvku a jiných volných valenčních orbitalů.

Závislost na mocenství struktury atomu

Vezměme například uhlík a kyslík, protože závisí na struktuře látek valenční chemických prvků. Periodická tabulka poskytuje přehled o základní charakteristiky atomu uhlíku:

• chemická značka - C;
• číslo položky - 6;
• nukleární poplatek - 6;
• protony v jádře - 6;
• elektron - 6, včetně 4 vnější, z toho 2 tvoří dvojici, 2 - nepárový.

V případě, že atom uhlíku tvoří dvě vazby v monoookside CO, pak jeho použití je dodáván pouze 6 negativní částice. Pro získání oktety potřebné spárovat 4 vytvořené vnější negativní částice. Uhlík má mocenství IV (+) v uhličitého a IV (-) v methanu.

Pořadové číslo kyslíku - 8, skořápka valence se skládá ze šesti elektronů, dva z nich tvoří pár a jsou zapojeny do chemických vazeb a interakce s jinými atomy. Typické kyslík valenční - II (-).

Mocenstvím a oxidační

V mnoha případech je však výhodnější používat termín „oxidační stupeň“. Tzv náboj atom, které by získat, pokud jsou všechny elektrony byly přesunuty do vázacího prvku, který má elektroootritsatelnosti vyšší hodnoty (EO). Oxidační číslo jednoduché látky je nula. Oxidací více EO přidán prvek znak „-“, méně elektronegativní - „+“. Například, hlavní kovy skupiny pro typické oxidaci a iontově nabíjí stejný počet s označením z „+“. Ve většině případů je mocenství a oxidační stav atomu ve stejné sloučeniny číselně shodují. Pouze tehdy, když interakce s více elektronegativních atomů pozitivním oxidačním stavu, s prvky, jejichž EO níže - negativní. Pojem „valence“ se často vztahuje pouze na látky molekulové struktury.