uabooks.top

Материал параграфа поможет вам:

• выяснить, что называют валентностью химического элемента;
• вычислять значения валентности элементов в соединениях по их формулам;
• составлять формулы соединений по значениям валентности элементов.

Валентность. Числовые индексы в химических формулах указывают на то, что атомы соединяются друг с другом не произвольно, а в определенных соотношениях.

Способность атома соединяться с определенным количеством таких же или других атомов называют валентностью¹.

¹ Термин происходит от латинского слова valentia — сила.

Валентность является важным свойством атома; она имеет количественную характеристику.

Атом Гидрогена всегда соединяется с одним атомом. Если с таким же, то образуется молекула водорода Н₂, а если с другим атомом — образуются молекулы фтороводорода HF, воды H₂O:

Гидроген — одновалентный элемент.

В молекуле фтороводорода HF атом Флуора соединен с одним атомом Гидрогена. Проанализировав количественный состав других соединений Флуора, приходим к выводу, что

этот элемент, как и Гидроген, является одновалентным.

Атом Оксигена соединяется в молекуле воды с двумя атомами Гидрогена. Оксиген — двухвалентный элемент. Такую валентность Оксиген проявляет всегда — ив молекуле простого вещества (О₂), и в молекулах сложных веществ.

Значения валентности элемента при необходимости указывают римской цифрой над его

символом в химической формуле:

В математических расчетах и в тексте для этого применяют арабские цифры. Пример соответствующего предложения: «Значение валентности Оксигена равно 2».

Определите валентность элементов в молекулах аммиака NH₃ и метана CH₄.

Сведения о валентности элементов в веществе можно представить другим способом. Сначала записывают на определенном расстоянии друг от друга символы каждого атома, который входит в состав молекулы. Потом одновалентный атом соединяют с другим атомом одной черточкой, от двухвалентного атома проводят две черточки и т. д.:

Такие формулы называют графическими. Они указывают порядок соединения атомов в молекулах.

Молекула простого вещества водорода имеет графическую формулу Н-Н. Аналогичными являются графические формулы молекул фтора, хлора, брома, иода. Графическая формула молекулы кислорода О=О, а молекулы азота

Составляя графические формулы для молекул сложных неорганических веществ, следует иметь в виду, что в них атомы одного

элемента, как правило, не соединены между собой.

Изобразите графические формулы молекул аммиака, метана, углекислого газа.

Это интересно

В начале Х1Х в. химические формулы записывали по принципу «наибольшей простоты». Для воды использовали формулу НО, а не Н₂О.

Вы уже узнали, что Гидроген и Флуор всегда одновалентны, а Оксиген — двухвалентен. Другие элементы с постоянной валентностью находятся в I—III группах периодической системы, причем значение валентности каждого элемента совпадает с номером группы. Например, элемент I группы Литий одновалентный, элемент II группы Магний двухвалентный, а элемент III группы Бор трехвалентный. Исключениями являются элементы I группы Купрум (значение валентности — 1 и 2) и Аурум (1 и 3).

Большинство химических элементов имеют переменную валентность. Приводим ее значения для некоторых из них:

Максимальное значение валентности химических элементов равно 8.

Определение валентности элементов в бинарном соединении по его химической формуле. Бинарным¹ называют соединение, образованное двумя элементами. Значение валентности элемента в соединении определяют тогда, когда он имеет переменную валентность. Покажем, как выполняют такое задание.

Определим значение валентности Иода в его соединении с Оксигеном, которое имеет формулу I2O5.

¹ Термин происходит от латинского слова binarius — двойной, состоящий из двух частей.

Вы знаете, что Оксиген — двухвалентный элемент. Запишем значение его валентности над символом элемента в химической формуле

соединения:

На 5 атомов Оксигена при

ходится 2 · 5 = 10 единиц валентности. Их «распределяем» между двумя атомами Иода (10 : 2 = 5). Следовательно, Иод в соединении

пятивалентен:

Определите валентность элементов в соединениях, имеющих формулы SO₂ и Cl₂O₇.

Составление химических формул бинарных соединений по валентности элементов. Выполним задание, противоположное предыдущему, — составим химическую формулу соединения Сульфура с Оксигеном, в котором Сульфур шестивалентен.

Сначала запишем символы элементов, образующих соединение, и укажем над ними значения валентности:

Затем находим

наименьшее число (наименьшее общее кратное), которое делится без остатка на оба значения валентности. Это число 6. Делим его на значение валентности каждого элемента и получаем соответствующие индексы в химической формуле:

Для проверки химической формулы используют правило: произведения значений валентности каждого элемента на количество его атомов в формуле бинарного соединения одинаковы. Убедимся в этом для соединения SO₃: 6 · 1 = 2 · 3.

Составляя формулы бинарных соединений, сначала записывают символы металлических элементов, а потом — неметаллических. Если соединение образовано только неметаллическими элементами и среди них есть Оксиген или Флуор, то эти два элемента записывают последними.

Это интересно

Порядок записи элементов в формуле соединения Оксигена с Флуором такой: OF₂.

Составьте химическую формулу соединения Бора: а) с Флуором; б) с Оксигеном.

В формуле соединения Гидрогена с неметаллическим элементом VI или VII группы первым записывают Гидроген (H₂Te, HBr), а для других аналогичных соединений этого элемента применяют противоположный порядок записи элементов (PH₃, GH₄).

Это интересно

Формулы

соединений,

образованных

тремя и более

элементами,

составляют

иначе.

ВЫВОДЫ

Валентность — это способность атома соединяться с определенным количеством таких же или других атомов.

Существуют элементы с постоянной и переменной валентностью. Гидроген, Флуор всегда одновалентны, Оксиген — двухвалентен.

Значения валентности элементов показывают в графических формулах молекул соответствующим количеством черточек около атомов.

В формуле бинарного соединения произведения значений валентности каждого элемента на количество его атомов одинаковы.

95. Что такое валентность химического элемента? Назовите минимальное и максимальное значения валентности элементов.

96. Укажите в приведенном перечне символы элементов с постоянной валентностью: K, Ca, Cu, Cl, Zn, F, H.

97. Какое соединение называют бинарным? Напишите формулы нескольких таких соединений, каждое из которых образовано:

а) неметаллическими элементами;

б) металлическим и неметаллическим элементами.

98. По указанным значениям валентности одного из элементов в соединении определите и запишите значение валентности другого элемента:

99. Определите валентность элементов в соединениях, имеющих такие формулы:

100. Составьте формулы соединений, образованных элементами с постоянной валентностью: Na...H...; Ba...F...; AI...O...; AI...F... .

101. Составьте формулы соединений по указанным валентностям некоторых элементов:

102. Напишите формулы соединений Калия и Алюминия с Гидрогеном.

103. Напишите формулы соединений с Оксигеном таких элементов:

а) Лития;

б) Магния;

в) Осмия (проявляет валентность 4 и 8).

104. Изобразите графические формулы молекул CI₂O, PH₃, SO₃.

105. Определите валентность элементов по графическим формулам молекул:

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Валентность химического элемента

и его размещение в периодической системе

Проанализировав приведенные в предыдущем параграфе значения валентности элементов, можно прийти к важному выводу: максимальное значение валентности элемента совпадает с номером группы, в которой он находится¹. С этим выводом согласуется также то, что значение валентности химических элементов не может быть больше 8, ведь в периодической системе — восемь групп.

Существует и такое правило: значение валентности неметаллического элемента в соединении с Гидрогеном или металлическим элементом равно разности между числом 8 и номером группы, в которой находится элемент. Подтвердим его несколькими примерами. Элемент VII группы Иод в иодоводороде Н1 одновалентен (8 - 7 = 1), элемент VI группы Сульфур в соединении СaS двухвалентен (8 - 6 = 2),

элемент V группы Нитроген в соединении AlN и аммиаке NH₃ трехвалентен (8 - 5 = 3).

Известна еще одна закономерность: неметаллические элементы четных групп имеют четные значения валентности, а элементы нечетных групп — нечетные значения валентности. Эту закономерность подтверждает информация в предыдущем параграфе о валентности Фосфора, Сульфура, Хлора.

Все изложенное поможет вам прогнозировать значения валентности химических элементов и составлять формулы соединений.

НА ДОСУГЕ

«Изготовляем» молекулы

По графическим формулам можно изготовлять модели молекул (рис. 47). Самым удобным материалом для этого является пластилин. Из него делают шарики-атомы (для атомов различных элементов используют пластилин разного цвета). Шарики соединяют с помощью спичек; каждая спичка заменяет одну черточку в графической формуле молекулы.

Изготовьте модели молекул Н₂, О₂, H₂O (имеет угловую форму), N^ (имеет форму пирамиды с атомом Нитрогена в вершине), CO₂ (атомы размещены на одной линии).

 

 

Это материал учебника Химия за 7 класс Попель