Валентность химических элементов

Со­став боль­шин­ства ве­ществ по­сто­я­нен. На­при­мер, мо­ле­ку­ла воды все­гда со­дер­жит 2 атома во­до­ро­да и 1 атом кис­ло­ро­да – Н₂О. Воз­ни­ка­ет во­прос: по­че­му ве­ще­ства имеют по­сто­ян­ный со­став?

Про­ана­ли­зи­ру­ем со­став пред­ло­жен­ных ве­ществ: Н₂О, NaH, NH₃, CH₄, HCl. Все они со­сто­ят из ато­мов двух хи­ми­че­ских эле­мен­тов, один из ко­то­рых во­до­род. На один атом хи­ми­че­ско­го эле­мен­та может при­хо­дить­ся 1,2,3,4 атома во­до­ро­да. Но ни в одном ве­ще­стве не будет на один атом во­до­ро­да при­хо­дить­ся несколь­ко ато­мов дру­го­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Таким об­ра­зом, атом во­до­ро­да может при­со­еди­нять к себе ми­ни­маль­ное ко­ли­че­ство ато­мов дру­го­го эле­мен­та, а точ­нее, толь­ко один.

Свой­ство ато­мов хи­ми­че­ско­го эле­мен­та при­со­еди­нять к себе опре­де­лен­ное число ато­мов дру­гих эле­мен­тов на­зы­ва­ет­ся ва­лент­но­стью.

 2. Значения валентности химических элементов

Неко­то­рые хи­ми­че­ские эле­мен­ты имеют по­сто­ян­ные зна­че­ния ва­лент­но­сти (на­при­мер, во­до­род(I) и кис­ло­род(II)), дру­гие могут про­яв­лять несколь­ко зна­че­ний ва­лент­но­сти (на­при­мер, же­ле­зо(II,III), сера(II,IV,VI), уг­ле­род(II,IV)), их на­зы­ва­ют эле­мен­та­ми с пе­ре­мен­ной ва­лент­но­стью. Зна­че­ния ва­лент­но­сти неко­то­рых хи­ми­че­ских эле­мен­тов при­ве­де­ны в учеб­ни­ке.

 3. Графические формулы веществ

Зная ва­лент­но­сти хи­ми­че­ских эле­мен­тов, можно объ­яс­нить, по­че­му ве­ще­ство имеет имен­но такую хи­ми­че­скую фор­му­лу. На­при­мер, фор­му­ла воды H₂O. Обо­зна­чим ва­лент­ные воз­мож­но­сти хи­ми­че­ско­го эле­мен­та с по­мо­щью чер­то­чек. Во­до­род имеет ва­лент­ность I, а кис­ло­род – II: Н- и -О-. Каж­дый атом может пол­но­стью ис­поль­зо­вать свои ва­лент­ные воз­мож­но­сти, если на один атом кис­ло­ро­да будет при­хо­дить­ся два атома во­до­ро­да. По­сле­до­ва­тель­ность со­еди­не­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле воды можно пред­ста­вить в виде фор­му­лы: Н-О-Н.

Фор­му­ла, в ко­то­рой по­ка­за­на по­сле­до­ва­тель­ность со­еди­не­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле, на­зы­ва­ет­ся гра­фи­че­ской (или струк­тур­ной).

Рис. 1. Гра­фи­че­ская фор­му­ла воды

 4. Определение валентности элемента по химической формуле вещества

Зная фор­му­лу ве­ще­ства, со­сто­я­ще­го из ато­мов двух хи­ми­че­ских эле­мен­тов, и ва­лент­ность од­но­го из них, можно опре­де­лить ва­лент­ность дру­го­го эле­мен­та.

При­мер 1. Опре­де­лим ва­лент­ность уг­ле­ро­да в ве­ще­стве СН₄. Зная, что ва­лент­ность во­до­ро­да все­гда равна I, а уг­ле­род при­со­еди­нил к себе 4 атома во­до­ро­да, можно утвер­ждать, что ва­лент­ность уг­ле­ро­да равна IV. Ва­лент­ность ато­мов обо­зна­ча­ет­ся рим­ской циф­рой над зна­ком эле­мен­та: .

При­мер 2. Опре­де­лим ва­лент­ность фос­фо­рав со­еди­не­нии Р₂О₅. Для этого необ­хо­ди­мо вы­пол­нить сле­ду­ю­щие дей­ствия:

1. над зна­ком кис­ло­ро­да за­пи­сать зна­че­ние его ва­лент­но­сти – II (кис­ло­род имеет по­сто­ян­ное зна­че­ние ва­лент­но­сти);

2. умно­жив ва­лент­ность кис­ло­ро­да на число ато­мов кис­ло­ро­да в мо­ле­ку­ле, найти общее число еди­ниц ва­лент­но­сти – 2·5=10;

3. раз­де­лить по­лу­чен­ное общее число еди­ниц ва­лент­но­стей на число ато­мов фос­фо­ра в мо­ле­ку­ле – 10:2=5.

Таким образом, валентность фосфора в данном соединении равна V – _.