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Déterminé par la valence des éléments chimiques

La connaissance de la structure des atomes et molécules du XIXe siècle ne peut pas expliquer la raison pour laquelle un certain nombre d'atomes former des liaisons avec d'autres particules. Mais les idées de scientifiques avance sur leur temps, et la valence encore à l'étude comme l'un des principes de base de la chimie.


De l'histoire du concept de « valence des éléments chimiques »

chimiste britannique exceptionnelle XIXe siècle Edvard Franklend a inventé le terme « communication » dans l'utilisation scientifique pour décrire l'interaction des atomes entre eux. Scientifique a remarqué que certains éléments chimiques forment des composés avec la même quantité d'autres atomes. Par exemple, l'azote se fixe trois atomes d'hydrogène dans une molécule d'ammoniac.

En mai 1852 Frankland a avancé l'hypothèse qu'il existe un certain nombre de liaisons chimiques qu'un atome peut former avec d'autres particules minuscules de la matière. Frankland a utilisé l'expression « la force de connexion » pour décrire ce qui allait être appelé Valence. chimiste britannique établi que les liaisons chimiques forment des atomes d'éléments individuels connus dans le milieu du XIXe siècle. Le travail Frankland était une contribution importante à la chimie structurelle moderne.

développement de vues

chimiste allemand FA Kekule prouvé en 1857 que le carbone est chetyrehosnovnym. Dans sa plus simple composé – méthane – survenir en raison de 4 atomes d'hydrogène. Le terme scientifique « basicité » utilisé pour désigner des éléments relient les propriétés d'un nombre fixe d'autres particules. En Russie, les données sur la structure de la matière systématisée A. M. Butlerov (1861). La poursuite du développement de la théorie des liaison chimique obtenue à travers les enseignements du changement périodique dans les propriétés des éléments. Son auteur – un remarquable chimiste russe D. I. Mendeleïev. Il a prouvé que la valence des éléments chimiques dans les composés et les autres propriétés sont déterminées par la position qu'ils occupent dans le système périodique.

Représentation graphique de la valence et la liaison chimique

La possibilité de molécules visualisant – l'un des mérites incontestables de la théorie de valence. Le premier modèle est apparu en 1860 et depuis 1864 a été en utilisant les formules structurales représentant marque chimique circonférentielle à l' intérieur. Entre les symboles atomes de bord désignés liaison chimique, et le nombre de lignes est égal à la valence. Dans ces mêmes années, a été fait le premier modèle sharosterzhnevye (voir. Photo à gauche). En 1866, Kekule proposé modèle stéréochimique des atomes de carbone sous la forme d'un tétraèdre, qu'il a inclus dans son livre « Organic Chemistry ».

Valence des éléments chimiques, et l'émergence de relations étudiées par G. Lewis, qui a publié ses œuvres en 1923 après la découverte de l'électron. Les soi-disant chargé négativement des particules minuscules, qui font partie des coquilles atomiques. Dans son livre, Lewis a utilisé un point autour des quatre côtés du symbole chimique pour l'affichage des électrons de valence.

Valence de l'hydrogène et l'oxygène

Avant la création du système périodique des a été faite pour le comparer avec les atomes auxquels il est connu valence des éléments chimiques dans les composés. L'hydrogène et l'oxygène ont été choisis comme référence. Un autre élément chimique est attiré soit remplacé par un certain nombre d'atomes de H et O.

De cette manière, les propriétés ont été déterminées dans un composé monovalent avec de l'hydrogène (la valence du deuxième élément est désigné par le chiffre romain):

  • HCl – chloro (I):
  • H 2 O – oxygène (II);
  • NH 3 – azote (III);
  • CH 4 – carbone (IV).

Les oxydes de K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 a été déterminée par la valence des métaux et des non – oxygène, doubler le nombre d'atomes attachable O. OBTENU valeurs suivantes: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Comment déterminer la valence des éléments chimiques

Il y a des lois de formation de liaisons chimiques avec les paires d'électrons communs:

  • valence d'hydrogène typique – I.
  • valence d'oxygène normal de – II.
  • Pour peuvent être déterminées non métalliques inférieures d'éléments de valence par la formule 8 – № groupe dans lequel ils se trouvent dans le système périodique. Supérieur, si elle peut être déterminée par le numéro de groupe.
  • Pour les éléments latéraux des sous-groupes valence maximale possible est le même que le nombre de groupes dans le tableau périodique.

Détermination de la valence des éléments chimiques du composé de formule est effectuée en utilisant l'algorithme suivant:

  1. Enregistrez au-dessus de la valeur connue chimiquement familier pour l'un des éléments. Par exemple, en Mn 2 O 7 valence de l' oxygène est II.
  2. Calculer la valeur totale, qui doit être multiplié par la valence du nombre d'atomes d'un même élément chimique dans la molécule, 2 * 7 = 14.
  3. Déterminer la valence du deuxième élément, pour lequel on ne sait pas. Diviser obtenu en Sec. La valeur 2 par le nombre d'atomes de Mn dans la molécule.
  4. 14: 2 = 7. La valence de l'oxyde de manganèse dans sa plus haute – VII.

valences permanente et variable

Valence valeurs de l'hydrogène et de l'oxygène sont différents. Par exemple, le soufre dans le composé de H 2 S est divalent, comme dans la formule SO 3 – hexavalent. Le monoxyde de carbone réagit avec l' oxygène, le CO et le dioxyde de CO 2. Le premier composé est la valence de C II, et dans le second – IV. La même valeur dans le méthane CH 4.

La plupart des éléments ne présentent pas de valence constante et variable, par exemple, le phosphore, l'azote, le soufre. La recherche des causes principales de ce phénomène a conduit à une théorie de la liaison chimique, les concepts d'électrons de valence shell, des orbitales moléculaires. L'existence de différentes valeurs des mêmes propriétés obtenues avec l'explication de la structure de la position des atomes et des molécules.

Les conceptions modernes de Valence

Tous les atomes sont composés de noyau positif entouré d'électrons chargés négativement. La coque extérieure, qu'elles forment, est inachevée. La structure est terminée, il contient le plus stable, 8 électrons (octet). La liaison chimique avec les courants des paires d'électrons entraîne des atomes d'état énergétiquement favorables.

Règle pour la formation de composés est la réalisation d'un réservoir ou par la réception d'électrons non appariés reculent – selon que le procédé est plus facile à passer. Si atome prévoit la formation d'une liaison chimique des particules négatives ayant aucune paire, les liaisons qu'il forme aussi longtemps qu'il électrons non appariés. Selon les concepts modernes, la valence des atomes d'éléments chimiques – est la capacité à produire un certain nombre de liaisons covalentes. Par exemple, dans la molécule, H 2 S du soufre, du sulfure d'hydrogène acquiert valence II (-), parce que chaque atome participe à la formation de deux paires d'électrons. Le signe « – » indique l'attraction de la paire d'électrons à l'élément plus électronégatif. Au moins électronégatif à la valeur de valence concatène « + ».

Lorsque le mécanisme donneur-accepteur sont impliqués dans le processus de paires d'électrons d'un élément et les autres orbitales de valence libres.

La dépendance de la valence de la structure de l'atome

Considérons par exemple le carbone et l'oxygène, car elle dépend de la structure des substances valence des éléments chimiques. Le tableau périodique donne un aperçu des caractéristiques de base de l'atome de carbone:

  • symbole chimique – C;
  • nombre d'objets – 6;
  • charge nucléaire – 6;
  • protons dans le noyau – 6;
  • électron – 6, comprenant quatre externe, dont 2 forment une paire, 2 – non apparié.

Si l'atome de carbone forme deux liaisons dans monoookside CO, alors son utilisation est fourni uniquement à 6 particules négatives. Pour acquérir des octets nécessaires pour coupler 4 formées particules négatives externes. Le carbone a une valence IV (+) en dioxyde IV et (-) en méthane.

nombre ordinal d'oxygène – 8, la couche de valence se compose de six électrons, deux d'entre elles forment une paire et sont impliqués dans des liaisons chimiques et l'interaction avec d'autres atomes. valence de l'oxygène typique – II (-).

L'état de valence et d'oxydation

Dans de nombreux cas, il est plus pratique d'utiliser le terme « degré d'oxydation ». Donc, appelé atome de charge qui acquerrait si tous les électrons se sont déplacés à l'élément de liaison, qui a une elektroootritsatelnosti à valeur plus élevée (EO). Le degré d'oxydation de la substance simple est nulle. Par oxydation plus EO ajouté élément signe « – », moins électronégatif – « + ». Par exemple, les métaux des groupes principaux pour l'oxydation typique et de l'ion charges en nombre égal avec le signe du « + ». Dans la plupart des cas, l'état de valence et d'oxydation des atomes dans le même composé numériquement coïncident. Seulement quand l'interaction avec d'autres atomes électronégatifs d'état d'oxydation positif, avec des éléments dont EO ci-dessous – négatives. Le concept de « valence » applique souvent à la substance de la structure moléculaire.