อโลหะมีวาเลนซีต่ำสุดในสารประกอบข้อใด บทเรียน “วาเลนซ์ การหาวาเลนซีโดยใช้สูตรของสารประกอบ

ในบทเรียนเคมี คุณได้คุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องวาเลนซ์แล้ว องค์ประกอบทางเคมี- เรารวบรวมมาไว้ในที่เดียว ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับคำถามนี้ ใช้เมื่อคุณเตรียมตัวสำหรับการสอบของรัฐและการสอบ Unified State

การวิเคราะห์วาเลนซีและเคมี

วาเลนซ์– ความสามารถของอะตอมของธาตุเคมีในการเข้าไปในสารประกอบเคมีกับอะตอมของธาตุอื่น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความสามารถของอะตอมในการสร้างพันธะเคมีจำนวนหนึ่งกับอะตอมอื่น

จากภาษาละตินคำว่า "วาเลนซ์" แปลว่า "ความแข็งแกร่งความสามารถ" ชื่อที่ถูกต้องมากใช่มั้ย?

แนวคิดเรื่อง "วาเลนซ์" เป็นหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานทางเคมี มีการแนะนำก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะรู้โครงสร้างของอะตอมเสียอีก (ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2396) ดังนั้นเมื่อเราศึกษาโครงสร้างของอะตอมก็มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง

ดังนั้น จากมุมมองของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ เวเลนซ์จึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมของธาตุ ซึ่งหมายความว่าโดย "เวเลนซ์" เราหมายถึงจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่อะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมอื่น

เมื่อทราบสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถอธิบายธรรมชาติของพันธะเคมีได้ มันอยู่ในความจริงที่ว่าอะตอมคู่ของสสารใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่หนึ่งร่วมกัน

คุณอาจถามว่า นักเคมีแห่งศตวรรษที่ 19 สามารถอธิบายเวเลนซ์ได้อย่างไร แม้ว่าพวกเขาจะเชื่อว่าไม่มีอนุภาคใดเล็กกว่าอะตอมก็ตาม นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่ามันง่ายมาก - พวกเขาอาศัยการวิเคราะห์ทางเคมี

โดย การวิเคราะห์ทางเคมีนักวิทยาศาสตร์ในอดีตได้กำหนดองค์ประกอบ สารประกอบเคมี: มีอะตอมของธาตุต่าง ๆ จำนวนเท่าใดในโมเลกุลของสารนั้น ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องพิจารณาว่ามวลที่แน่นอนของแต่ละองค์ประกอบในตัวอย่างของสารบริสุทธิ์ (ไม่มีสิ่งเจือปน) คือเท่าใด

จริงอยู่ที่วิธีนี้ไม่ได้ไร้ข้อบกพร่อง เนื่องจากวาเลนซีขององค์ประกอบสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีนี้เฉพาะในการรวมกันอย่างง่าย ๆ กับไฮโดรเจนโมโนวาเลนต์เสมอ (ไฮไดรด์) หรือออกซิเจนไดวาเลนต์เสมอ (ออกไซด์) ตัวอย่างเช่น ความจุของไนโตรเจนใน NH 3 คือ III เนื่องจากอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมถูกพันธะกับอะตอมไนโตรเจนสามอะตอม และวาเลนซีของคาร์บอนในมีเทน (CH 4) ตามหลักการเดียวกันคือ IV

วิธีการหาวาเลนซีนี้เหมาะสำหรับสารธรรมดาเท่านั้น แต่ในกรด ด้วยวิธีนี้ เราสามารถระบุความจุของสารประกอบ เช่น สารตกค้างที่เป็นกรดได้เท่านั้น แต่ไม่ใช่ขององค์ประกอบทั้งหมด (ยกเว้นความจุที่ทราบของไฮโดรเจน) แยกจากกัน

ดังที่คุณสังเกตเห็นแล้ว วาเลนซ์จะถูกระบุด้วยเลขโรมัน

วาเลนซีและกรด

เนื่องจากความจุของไฮโดรเจนยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับคุณ คุณจึงสามารถระบุความจุของกรดที่ตกค้างได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่นใน H 2 SO 3 ความจุของ SO 3 คือ I ใน HСlO 3 ความจุของ СlO 3 คือ I

ในทำนองเดียวกัน หากทราบความจุของกรดที่ตกค้าง ก็จะง่ายต่อการเขียนสูตรที่ถูกต้องของกรด: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

ความจุและสูตร

แนวคิดเรื่องเวเลนซ์เหมาะสมสำหรับสสารที่มีลักษณะเป็นโมเลกุลเท่านั้น และไม่เหมาะเป็นอย่างยิ่งสำหรับการอธิบายพันธะเคมีในสารประกอบของกระจุก ไอออนิก ลักษณะผลึก ฯลฯ

ดัชนีในสูตรโมเลกุลของสารสะท้อนถึงจำนวนอะตอมขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นสารเหล่านั้น การรู้ความจุขององค์ประกอบจะช่วยให้วางดัชนีได้อย่างถูกต้อง ในทำนองเดียวกัน เมื่อดูที่สูตรโมเลกุลและดัชนี คุณสามารถบอกความจุขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบได้

คุณทำงานแบบนี้ในบทเรียนเคมีที่โรงเรียน ตัวอย่างเช่น การมีสูตรทางเคมีของสารซึ่งทราบความจุของธาตุใดธาตุหนึ่ง จึงสามารถกำหนดความจุของธาตุอื่นได้อย่างง่ายดาย

ในการทำเช่นนี้ คุณเพียงแค่ต้องจำไว้ว่าในสารที่มีลักษณะเป็นโมเลกุล จำนวนเวเลนซ์ขององค์ประกอบทั้งสองจะเท่ากัน ดังนั้น ให้ใช้ตัวคูณร่วมน้อยที่สุด (ซึ่งสอดคล้องกับจำนวนเวเลนซีอิสระที่จำเป็นสำหรับสารประกอบ) เพื่อกำหนดความจุขององค์ประกอบที่คุณไม่รู้จัก

เพื่อให้ชัดเจน ลองใช้สูตรของเหล็กออกไซด์ Fe 2 O 3 ที่นี่อะตอมเหล็กสองอะตอมที่มีความจุ III และอะตอมออกซิเจน 3 อะตอมที่มีความจุ II มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี ตัวคูณร่วมน้อยคือ 6

• ตัวอย่าง: คุณมีสูตร Mn 2 O 7 คุณทราบความจุของออกซิเจน จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าตัวคูณร่วมน้อยคือ 14 ดังนั้นความจุของ Mn คือ VII

ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถทำสิ่งที่ตรงกันข้ามได้: เขียนสูตรทางเคมีที่ถูกต้องของสาร โดยรู้ค่าความจุของธาตุ

• ตัวอย่าง: ในการเขียนสูตรฟอสฟอรัสออกไซด์อย่างถูกต้อง เราจะคำนึงถึงความจุของออกซิเจน (II) และฟอสฟอรัส (V) ซึ่งหมายความว่าตัวคูณร่วมน้อยสำหรับ P และ O คือ 10 ดังนั้นสูตรจึงมีรูปแบบดังนี้: P 2 O 5

เมื่อทราบคุณสมบัติของธาตุที่แสดงในสารประกอบต่างๆ เป็นอย่างดีแล้ว จึงเป็นไปได้ที่จะระบุเวเลนซ์ของธาตุเหล่านั้นได้ รูปร่างการเชื่อมต่อดังกล่าว

ตัวอย่างเช่น: คอปเปอร์ออกไซด์มีสีแดง (Cu 2 O) และสีดำ (CuO) คอปเปอร์ไฮดรอกไซด์มีสีเหลือง (CuOH) และสีน้ำเงิน (Cu(OH) 2)

เพื่อให้พันธะโควาเลนต์ในสารต่างๆ มองเห็นและเข้าใจได้ง่ายขึ้น ให้จดบันทึกไว้ สูตรโครงสร้าง- เส้นแบ่งระหว่างองค์ประกอบแสดงถึงพันธะ (ความจุ) ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม:

ลักษณะความจุ

ทุกวันนี้ การกำหนดความจุของธาตุขึ้นอยู่กับความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอกของอะตอม

ความจุสามารถเป็น:

• ค่าคงที่ (โลหะของกลุ่มย่อยหลัก);
• ตัวแปร (อโลหะและโลหะของกลุ่มทุติยภูมิ):
• วาเลนซ์ที่สูงขึ้น
• ความจุต่ำสุด

สิ่งต่อไปนี้คงที่ในสารประกอบเคมีต่างๆ:

• ความจุของไฮโดรเจน โซเดียม โพแทสเซียม ฟลูออรีน (I);
• ความจุของออกซิเจน, แมกนีเซียม, แคลเซียม, สังกะสี (II);
• ความจุของอลูมิเนียม (III)

แต่ความจุของเหล็กและทองแดง โบรมีนและคลอรีน รวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ มากมายจะเปลี่ยนไปเมื่อก่อตัวเป็นสารประกอบทางเคมีต่างๆ

ทฤษฎีวาเลนซ์และอิเล็กตรอน

ภายในกรอบของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ ความจุของอะตอมถูกกำหนดโดยขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ซึ่งมีส่วนร่วมในการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนของอะตอมอื่น

มีเพียงอิเล็กตรอนที่อยู่ในเปลือกนอกของอะตอมเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี ดังนั้นความจุสูงสุดขององค์ประกอบทางเคมีคือจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอม

แนวคิดเรื่องความจุมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกฎธาตุซึ่งค้นพบโดย D. I. Mendeleev หากคุณดูตารางธาตุอย่างละเอียด คุณจะสังเกตได้ง่ายว่าตำแหน่งของธาตุในระบบธาตุและความจุของธาตุนั้นเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก ความจุสูงสุดของธาตุที่อยู่ในหมู่เดียวกันจะสอดคล้องกับเลขลำดับของกลุ่มในตารางธาตุ

คุณจะพบความจุต่ำสุดเมื่อคุณลบหมายเลขกลุ่มขององค์ประกอบที่คุณสนใจออกจากจำนวนกลุ่มในตารางธาตุ (มีแปดกลุ่ม)

ตัวอย่างเช่น ความจุของโลหะหลายชนิดเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนหมู่ในตารางธาตุที่เป็นธาตุนั้น

ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมี

หมายเลขซีเรียล เคมี องค์ประกอบ (เลขอะตอม)	ชื่อ	สัญลักษณ์ทางเคมี	วาเลนซ์
1	ไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเธียม เบริลเลียม คาร์บอน ไนโตรเจน / ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน / นีออน โซเดียม/โซเดียม แมกนีเซียม / แมกนีเซียม อลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส / ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์/ซัลเฟอร์ คลอรีน อาร์กอน / อาร์กอน โพแทสเซียม/โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม / โครเมียม แมงกานีส / แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี แกลเลียม เจอร์เมเนียม สารหนู/สารหนู ซีลีเนียม โบรมีน คริปตัน / คริปตัน รูบิเดียม / รูบิเดียม ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง / ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง อิตเทรียม / อิตเทรียม เซอร์โคเนียม / เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม / ไนโอเบียม โมลิบดีนัม เทคนีเชียม / เทคนีเชียม รูทีเนียม / รูทีเนียม โรเดียม แพลเลเดียม เงิน แคดเมียม อินเดียม ดีบุก/ดีบุก พลวง / พลวง เทลลูเรียม / เทลลูเรียม ไอโอดีน / ไอโอดีน ซีนอน / ซีนอน ซีเซียม แบเรียม / แบเรียม แลนทานัม / แลนทานัม ซีเรียม พราซีโอดิเมียม / พราซีโอดิเมียม นีโอไดเมียม / นีโอไดเมียม โพรมีเธียม / โพรมีเธียม ซาแมเรียม / ซาแมเรียม ยูโรเปียม แกโดลิเนียม / แกโดลิเนียม เทอร์เบียม / เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม / ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม ทูเลียม อิตเทอร์เบียม / อิตเทอร์เบียม ลูเทเทียม / ลูเทเทียม แฮฟเนียม / แฮฟเนียม แทนทาลัม / แทนทาลัม ทังสเตน/ทังสเตน รีเนียม / รีเนียม ออสเมียม / ออสเมียม อิริเดียม / อิริเดียม แพลตตินัม ทอง ปรอท แทลเลียม / แทลเลียม ตะกั่ว/ตะกั่ว บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน / เรดอน แฟรนเซียม เรเดียม แอกทิเนียม ทอเรียม โปรแอคติเนียม / โปรแทกติเนียม ยูเรเนียม / ยูเรเนียม	ชม	ฉัน (I), II, III, IV, V ฉัน (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) ฉัน, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) ฉัน (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) ไม่มีข้อมูล ไม่มีข้อมูล (II), III, IV, (V), VI

เวเลนซ์ที่องค์ประกอบที่ครอบครองอยู่แทบจะไม่แสดงอยู่ในวงเล็บ

วาเลนซีและสถานะออกซิเดชัน

ดังนั้นเมื่อพูดถึงระดับของการเกิดออกซิเดชันก็หมายความว่าอะตอมในสารที่มีไอออนิก (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ) มีประจุตามปกติ และถ้าวาเลนซ์เป็น ลักษณะที่เป็นกลางจากนั้นสถานะออกซิเดชันอาจเป็นลบบวกหรือเท่ากับศูนย์

เป็นที่น่าสนใจว่าสำหรับอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันนั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่ก่อให้เกิดสารประกอบทางเคมี วาเลนซ์และสถานะออกซิเดชันสามารถเหมือนกัน (H 2 O, CH 4 ฯลฯ ) หรือแตกต่างกัน (H 2 O 2, HNO 3 ).

บทสรุป

เมื่อเพิ่มพูนความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม คุณจะได้เรียนรู้อย่างลึกซึ้งและละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับความจุ คำอธิบายองค์ประกอบทางเคมีนี้ไม่ได้ครอบคลุมทั้งหมด แต่มันมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมาก อย่างที่คุณเคยเห็นมาแล้วหลายครั้งในการแก้ปัญหาและทำการทดลองทางเคมีในบทเรียนของคุณ

บทความนี้ออกแบบมาเพื่อช่วยคุณจัดระเบียบความรู้เกี่ยวกับวาเลนซ์ และยังเตือนให้คุณทราบด้วยว่าสามารถกำหนดได้อย่างไรและจะใช้วาเลนซ์ที่ไหน

เราหวังว่าคุณจะพบว่าเนื้อหานี้มีประโยชน์ในการเตรียมการบ้านและการเตรียมตัวสำหรับการสอบและการสอบด้วยตนเอง

blog.site เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิม

เมื่อดูจากสูตรของสารประกอบต่างๆ ก็สังเกตได้ง่ายว่า จำนวนอะตอมองค์ประกอบเดียวกันในโมเลกุล สารต่างๆไม่เหมือนกัน. ตัวอย่างเช่น HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 เป็นต้น จำนวนอะตอมของไฮโดรเจนในสารประกอบเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 4 นี่เป็นลักษณะเฉพาะของไฮโดรเจนเท่านั้น

คุณจะเดาได้อย่างไรว่าจะใส่ดัชนีใดถัดจากการกำหนดองค์ประกอบทางเคมี?สูตรของสารเกิดขึ้นได้อย่างไร? สิ่งนี้ทำได้ง่ายเมื่อคุณรู้ความจุขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นโมเลกุลของสารที่กำหนด

– เป็นคุณสมบัติของอะตอมของธาตุที่กำหนดในการยึดติดหรือแทนที่ ปฏิกริยาเคมีอะตอมของธาตุอื่นจำนวนหนึ่ง หน่วยของความจุคือความจุของอะตอมไฮโดรเจน ดังนั้นบางครั้งคำจำกัดความของเวเลนซ์จึงมีการกำหนดดังนี้: ความจุ – นี่คือคุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดในการยึดหรือแทนที่อะตอมไฮโดรเจนจำนวนหนึ่ง

ถ้าไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมเกาะติดกับอะตอมหนึ่งของธาตุที่กำหนด ธาตุนั้นก็จะเป็นแบบโมโนวาเลนท์ (ถ้ามีสองอะตอม) – แตกต่างและฯลฯ สารประกอบไฮโดรเจนไม่เป็นที่รู้จักสำหรับธาตุทั้งหมด แต่ธาตุเกือบทั้งหมดก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีออกซิเจน O ออกซิเจนถือเป็นธาตุคู่ตลอดเวลา

ความจุคงที่:

ฉัน – H, Na, Li, K, Rb, Cs
ครั้งที่สอง – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
สาม – บี อัล กา อิน

แต่จะทำอย่างไรถ้าองค์ประกอบไม่รวมกับไฮโดรเจน? จากนั้นความจุขององค์ประกอบที่ต้องการจะถูกกำหนดโดยความจุขององค์ประกอบที่ทราบ ส่วนใหญ่มักพบโดยใช้วาเลนซีของออกซิเจน เนื่องจากในสารประกอบจะมีวาเลนซีเป็น 2 เสมอ ตัวอย่างเช่น,การค้นหาความจุของธาตุในสารประกอบต่อไปนี้ไม่ใช่เรื่องยาก: Na 2 O (ความจุของ Na – 1, โอ – 2), อัล 2 O 3 (วาเลนซ์ของอัล – 3, โอ – 2).

สูตรทางเคมีของสารที่กำหนดสามารถรวบรวมได้โดยการรู้ความจุขององค์ประกอบเท่านั้น ตัวอย่างเช่น การสร้างสูตรสำหรับสารประกอบต่างๆ เช่น CaO, BaO, CO เป็นเรื่องง่าย เนื่องจากจำนวนอะตอมในโมเลกุลเท่ากัน เนื่องจากเวเลนซ์ของธาตุมีค่าเท่ากัน

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าวาเลนซ์ต่างกัน? เราจะดำเนินการในกรณีเช่นนี้เมื่อใด? จำเป็นต้องจำ กฎถัดไป: ในสูตรของสารประกอบเคมีใดๆ ผลคูณของเวเลนซ์ของธาตุหนึ่งด้วยจำนวนอะตอมในโมเลกุลจะเท่ากับผลคูณของเวเลนซ์ด้วยจำนวนอะตอมของธาตุอื่น ตัวอย่างเช่น หากทราบว่าความจุของ Mn ในสารประกอบคือ 7 และ O – 2 จากนั้นสูตรของสารประกอบจะมีลักษณะดังนี้: Mn 2 O 7

เราได้สูตรมาอย่างไร?

ลองพิจารณาอัลกอริทึมในการรวบรวมสูตรตามความจุสำหรับสารประกอบที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีสององค์ประกอบ

มีกฎว่าจำนวนเวเลนซีขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งจะเท่ากับจำนวนเวเลนซีของอีกองค์ประกอบหนึ่ง- ลองพิจารณาตัวอย่างการก่อตัวของโมเลกุลที่ประกอบด้วยแมงกานีสและออกซิเจน
เราจะเขียนตามอัลกอริทึม:

1. เราเขียนสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีไว้ติดกัน:

2. เราใส่จำนวนวาเลนซ์เหนือองค์ประกอบทางเคมี (ความจุขององค์ประกอบทางเคมีสามารถพบได้ในตารางระบบธาตุของ Mendelev สำหรับแมงกานีส – 7 ที่ออกซิเจน – 2.

3. ค้นหาตัวคูณร่วมน้อย ( จำนวนที่น้อยที่สุดซึ่งหารด้วย 7 และ 2 ลงตัวโดยไม่มีเศษ) หมายเลขนี้คือ 14 เราหารด้วยความจุขององค์ประกอบ 14: 7 = 2, 14: 2 = 7, 2 และ 7 จะเป็นดัชนีของฟอสฟอรัสและออกซิเจนตามลำดับ เราแทนที่ดัชนี

เมื่อทราบความจุขององค์ประกอบทางเคมีชนิดหนึ่งตามกฎ: ความจุขององค์ประกอบหนึ่ง × จำนวนอะตอมในโมเลกุล = ความจุขององค์ประกอบอื่น × จำนวนอะตอมขององค์ประกอบนี้ (อื่น ๆ ) คุณสามารถกำหนดความจุขององค์ประกอบอื่นได้

หมายเลข 2 O 7 (7 2 = 2 7)

แนวคิดเรื่องเวเลนซ์ถูกนำมาใช้ในวิชาเคมีก่อนที่จะรู้จักโครงสร้างของอะตอม ขณะนี้เป็นที่ยอมรับแล้วว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบนี้สัมพันธ์กับจำนวนอิเล็กตรอนภายนอก สำหรับองค์ประกอบหลายๆ ตัว ความจุสูงสุดจะตามมาจากตำแหน่งขององค์ประกอบเหล่านี้ในตารางธาตุ

ยังมีคำถามอยู่ใช่ไหม? ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุหรือไม่
หากต้องการความช่วยเหลือจากครูสอนพิเศษ ให้ลงทะเบียน

เว็บไซต์ เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา

ผู้คนมักได้ยินคำว่า "วาเลนซ์" โดยไม่เข้าใจว่ามันคืออะไร แล้ววาเลนซ์คืออะไร? Valence เป็นหนึ่งในคำที่ใช้ โครงสร้างทางเคมี- วาเลนซ์เป็นตัวกำหนดความสามารถของอะตอมในการสร้างพันธะเคมี ในเชิงปริมาณ ความจุคือจำนวนพันธะที่อะตอมมีส่วนร่วม

ความจุขององค์ประกอบคืออะไร

วาเลนซ์เป็นตัวบ่งชี้ความสามารถของอะตอมในการเกาะติดอะตอมอื่น ๆ ทำให้เกิดพันธะเคมีกับพวกมันภายในโมเลกุล จำนวนพันธะของอะตอมเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ พันธะเหล่านี้เรียกว่าโควาเลนต์

อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่คืออิเล็กตรอนอิสระที่เปลือกนอกของอะตอมที่จับคู่กับอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมอื่น อิเล็กตรอนแต่ละคู่เรียกว่า "อิเล็กตรอน" และอิเล็กตรอนแต่ละตัวเรียกว่าเวเลนซ์ ดังนั้นคำจำกัดความของคำว่า "วาเลนซี" คือจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่อะตอมหนึ่งเชื่อมต่อกับอีกอะตอมหนึ่ง

Valency สามารถแสดงเป็นแผนผังในโครงสร้างได้ สูตรเคมี- เมื่อไม่จำเป็น จะใช้สูตรง่ายๆ โดยไม่ต้องระบุความจุ

ความจุสูงสุดขององค์ประกอบทางเคมีจากกลุ่มหนึ่งของระบบธาตุของ Mendeleev เท่ากับหมายเลขซีเรียลของกลุ่มนี้ อะตอมของธาตุเดียวกันสามารถมีวาเลนซีต่างกันในสารประกอบเคมีต่างกันได้ ไม่ได้คำนึงถึงขั้วของพันธะโควาเลนต์ที่เกิดขึ้น นี่คือสาเหตุที่วาเลนซ์ไม่มีสัญญาณ นอกจากนี้ ความจุไม่สามารถเป็นค่าลบและเท่ากับศูนย์ได้

บางครั้งแนวคิดเรื่อง "วาเลนซี" ก็เทียบได้กับแนวคิดเรื่อง "สถานะออกซิเดชัน" แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง แม้ว่าบางครั้งตัวบ่งชี้เหล่านี้จะตรงกันก็ตาม เลขออกซิเดชันเป็นคำที่เป็นทางการซึ่งหมายถึงประจุที่เป็นไปได้ที่อะตอมจะได้รับหากคู่อิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนไปยังอะตอมที่มีประจุลบทางไฟฟ้ามากกว่า ในที่นี้สถานะออกซิเดชันอาจมีสัญญาณบางอย่างและแสดงเป็นหน่วยประจุ คำนี้เป็นเรื่องธรรมดาใน ไม่ เคมีอินทรีย์เพราะใน สารประกอบอนินทรีย์เป็นการยากที่จะตัดสินความจุ ในทางกลับกัน ในเคมีอินทรีย์ วาเลนซีถูกใช้เพราะว่า โครงสร้างโมเลกุลมันมี ส่วนใหญ่สารประกอบอินทรีย์.

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าความจุขององค์ประกอบทางเคมีคืออะไร!

จะทราบความจุขององค์ประกอบทางเคมีได้อย่างไร? ทุกคนที่เพิ่งเริ่มทำความคุ้นเคยกับเคมีต้องเผชิญกับคำถามนี้ ก่อนอื่นเรามาดูกันก่อนว่ามันคืออะไร ความจุถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งในการเก็บอะตอมขององค์ประกอบอื่นจำนวนหนึ่ง

องค์ประกอบที่มีค่าวาเลนซีคงที่และแปรผัน

ตัวอย่างเช่นจาก สูตร H-O-Hเห็นได้ชัดว่าอะตอม H แต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมเพียงอะตอมเดียวเท่านั้น (ใน ในกรณีนี้ด้วยออกซิเจน) ตามมาด้วยความจุของมันคือ 1 อะตอม O ในโมเลกุลของน้ำถูกพันธะกับอะตอม H โมโนวาเลนต์สองอะตอม ซึ่งหมายความว่ามันเป็นไดวาเลนต์ ค่าวาเลนซ์เขียนด้วยเลขโรมันเหนือสัญลักษณ์ขององค์ประกอบ:

ความจุของไฮโดรเจนและออกซิเจนคงที่ อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นสำหรับออกซิเจน ตัวอย่างเช่น ในไฮโดรเนียมไอออน H3O+ ออกซิเจนจะมีค่าไตรวาเลนต์ ยังมีองค์ประกอบอื่นๆด้วย ความจุคงที่.

• Li, Na, K, F – โมโนวาเลนท์;
• Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Zn – มีเวเลนซ์เป็น II;
• Al, B เป็นไตรวาเลนต์

ทีนี้มาพิจารณาความจุของกำมะถันในสารประกอบ H2S, SO2 และ SO3 กัน

ในกรณีแรก อะตอมกำมะถันหนึ่งอะตอมจะถูกพันธะกับอะตอม H โมโนวาเลนต์สองอะตอม ซึ่งหมายความว่าความจุของมันคือสอง ในตัวอย่างที่สอง สำหรับอะตอมกำมะถันหนึ่งอะตอมจะมีอะตอมออกซิเจนสองอะตอม ซึ่งดังที่ทราบกันดีว่าเป็นไดวาเลนต์ เราได้รับความจุของกำมะถันเท่ากับ IV ในกรณีที่สาม อะตอม S หนึ่งอะตอมจะยึด O อะตอมไว้สามอะตอม ซึ่งหมายความว่าความจุของกำมะถันเท่ากับ VI (ความจุของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งคูณด้วยจำนวนของมัน)

อย่างที่คุณเห็น ซัลเฟอร์สามารถเป็นได-, เตตระ- และเฮกซะวาเลนต์:

กล่าวกันว่าองค์ประกอบดังกล่าวมีความจุแปรผัน

กฎเกณฑ์ในการกำหนดความจุ

1. ความจุสูงสุดสำหรับอะตอมของธาตุหนึ่งๆ เกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนหมู่ที่ธาตุนั้นอยู่ในตารางธาตุ ตัวอย่างเช่น สำหรับ Ca คือ 2 สำหรับซัลเฟอร์ – 6 สำหรับคลอรีน – 7 นอกจากนี้ยังมีข้อยกเว้นหลายประการสำหรับกฎนี้:
   -องค์ประกอบของกลุ่ม 6, O, มีวาเลนซี II (ใน H3O+ – III);
   - โมโนวาเลนท์ F (แทน 7)
   -โดยปกติจะเป็นเหล็กไดและไตรวาเลนท์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของหมู่ VIII
   -N สามารถเก็บอะตอมไว้ใกล้ตัวมันเองได้เพียง 4 อะตอมเท่านั้น ไม่ใช่ 5 ดังจากเลขหมู่ดังนี้
   - ทองแดงโมโนและไดวาเลนต์ อยู่ในกลุ่ม I
2. ค่าเวเลนซ์ต่ำสุดสำหรับองค์ประกอบที่ตัวแปรนั้นถูกกำหนดโดยสูตร: หมายเลขกลุ่มใน PS - 8 ดังนั้นความจุต่ำสุดของกำมะถัน 8 - 6 = 2, ฟลูออรีนและฮาโลเจนอื่น ๆ - (8 - 7) = 1 , ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส - (8 – 5)= 3 และต่อๆ ไป
3. ในสารประกอบ ผลรวมของหน่วยความจุของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งจะต้องสอดคล้องกับความจุรวมของอีกองค์ประกอบหนึ่ง
4. ในโมเลกุล น้ำ N-O-Nวาเลนซ์ของ H เท่ากับ I มีอะตอมดังกล่าว 2 อะตอม ซึ่งหมายความว่าไฮโดรเจนมีหน่วยความจุทั้งหมด 2 หน่วย (1×2=2) ความจุของออกซิเจนมีความหมายเหมือนกัน
5. ในสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอม 2 ชนิด ธาตุที่อยู่ในอันดับที่ 2 จะมีเวเลนซ์ต่ำที่สุด
6. ความจุของกรดตกค้างเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนอะตอม H ในสูตรกรด ความจุของกลุ่ม OH เท่ากับ I
7. ในสารประกอบที่เกิดจากอะตอมของธาตุทั้งสาม อะตอมที่อยู่ตรงกลางของสูตรเรียกว่าอะตอมศูนย์กลาง อะตอม O จะถูกพันธะโดยตรงกับมัน และอะตอมที่เหลือจะเกิดพันธะกับออกซิเจน

เราใช้กฎเหล่านี้เพื่อทำงานให้เสร็จสิ้น

แนวคิด ความจุที่ได้มาจาก คำภาษาละติน“วาเลนเซีย” เป็นที่รู้จักในกลางศตวรรษที่ 19 การกล่าวถึงความจุ "อย่างกว้างขวาง" ครั้งแรกอยู่ในงานของ J. Dalton ซึ่งแย้งว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมที่เชื่อมต่อถึงกันในสัดส่วนที่แน่นอน จากนั้น แฟรงแลนด์ได้แนะนำแนวคิดเรื่องวาเลนซ์ ซึ่งพบว่า การพัฒนาต่อไปในงานของ Kekule ผู้พูดถึงความสัมพันธ์ระหว่างความจุและพันธะเคมี A.M. Butlerov ซึ่งในทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์เชื่อมโยงความจุกับปฏิกิริยาของสารประกอบเคมีเฉพาะและ D.I. Mendeleev (ในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี ความจุสูงสุดขององค์ประกอบจะพิจารณาจากหมายเลขกลุ่ม)

คำนิยาม

วาเลนซ์คือจำนวนพันธะโควาเลนต์ที่อะตอมสามารถก่อตัวได้เมื่อรวมกับพันธะโควาเลนต์

ความจุขององค์ประกอบถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ในอะตอม เนื่องจากพวกมันมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีระหว่างอะตอมในโมเลกุลของสารประกอบ

สถานะพื้นของอะตอม (สถานะที่มีพลังงานขั้นต่ำ) มีลักษณะเฉพาะด้วยการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุ สถานะที่ตื่นเต้นคือสถานะพลังงานใหม่ของอะตอม โดยมีการกระจายตัวของอิเล็กตรอนใหม่ภายในระดับเวเลนซ์

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอิเล็กตรอนในอะตอมสามารถอธิบายได้ไม่เพียงแต่ในรูปแบบของสูตรอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังใช้สูตรกราฟิกอิเล็กตรอนด้วย (พลังงาน เซลล์ควอนตัม) แต่ละเซลล์หมายถึงวงโคจร ลูกศรหมายถึงอิเล็กตรอน ทิศทางของลูกศร (ขึ้นหรือลง) บ่งบอกถึงการหมุนของอิเล็กตรอน และเซลล์อิสระหมายถึงวงโคจรอิสระที่อิเล็กตรอนสามารถครอบครองได้เมื่อตื่นเต้น หากมีอิเล็กตรอน 2 ตัวในเซลล์ อิเล็กตรอนดังกล่าวจะเรียกว่าเป็นคู่ หากมี 1 อิเล็กตรอนจะเรียกว่าไม่มีการจับคู่ ตัวอย่างเช่น:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

วงโคจรจะถูกเติมดังนี้ อันดับแรก อิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีการหมุนเท่ากัน และจากนั้นก็มีอิเล็กตรอนตัวที่สองที่มีการหมุนตรงข้ามกัน เนื่องจากระดับย่อย 2p มีวงโคจร 3 วงที่มีพลังงานเท่ากัน อิเล็กตรอนแต่ละตัวจึงอยู่ในวงโคจรเดียว วงโคจรหนึ่งวงยังคงเป็นอิสระ

การกำหนดเวเลนซ์ขององค์ประกอบโดยใช้สูตรกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์

ความจุขององค์ประกอบสามารถกำหนดได้โดยสูตรกราฟิกอิเล็กตรอนสำหรับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอิเล็กตรอนในอะตอม ลองพิจารณาสองอะตอม - ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

เพราะ ความจุของธาตุถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ ดังนั้น ความจุของไนโตรเจนคือ III เนื่องจากอะตอมไนโตรเจนไม่มีวงโคจรว่าง ธาตุนี้จึงไม่สามารถเกิดสภาวะตื่นเต้นได้ อย่างไรก็ตาม III ไม่ใช่ความจุสูงสุดของไนโตรเจน แต่ความจุสูงสุดของไนโตรเจนคือ V และถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่ม ดังนั้นจึงควรจำไว้ว่าการใช้สูตรกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถระบุความจุสูงสุดได้เสมอไปตลอดจนลักษณะความจุทั้งหมดขององค์ประกอบนี้

15 หน้า 1 วินาที 2 2 วินาที 2 2 จุด 6 3 วินาที 2 3 จุด 3

ในสถานะพื้นดิน อะตอมฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอน 3 ตัวที่ไม่จับคู่ ดังนั้นความจุของฟอสฟอรัสคือ III อย่างไรก็ตาม ในอะตอมฟอสฟอรัสจะมี d-orbitals อิสระ ดังนั้นอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับย่อย 2s จึงสามารถจับคู่และครอบครองวงโคจรว่างของระดับย่อย d ได้ เช่น เข้าสู่สภาวะตื่นเต้น

ตอนนี้อะตอมของฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอน 5 ตัวที่ไม่จับคู่กัน ดังนั้นฟอสฟอรัสจึงมีเวเลนซ์เป็น V

องค์ประกอบที่มีค่าเวเลนซ์หลายค่า

องค์ประกอบของกลุ่ม IVA – VIIA สามารถมีค่าความจุได้หลายค่า และตามกฎแล้ว ความจุจะเปลี่ยนเป็นขั้นละ 2 หน่วย ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการที่อิเล็กตรอนมีส่วนร่วมเป็นคู่ในการก่อตัวของพันธะเคมี

ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก องค์ประกอบของกลุ่มย่อย B ในสารประกอบส่วนใหญ่ไม่มีวาเลนซีที่สูงกว่าเท่ากับหมายเลขกลุ่ม เช่น ทองแดงและทอง โดยทั่วไป องค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงจะแสดงความหลากหลายอย่างมาก คุณสมบัติทางเคมีซึ่งอธิบายได้ด้วยชุดวาเลนซ์ชุดใหญ่

ให้เราพิจารณาสูตรกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบต่างๆ และพิจารณาว่าเหตุใดองค์ประกอบจึงมีเวเลนซ์ต่างกัน (รูปที่ 1)

งาน:กำหนดความเป็นไปได้ของเวเลนซ์ของอะตอม As และ Cl ในพื้นดินและสภาวะตื่นเต้น