Xác định bởi hóa trị của các nguyên tố hóa học

Kiến thức về cấu trúc của các nguyên tử và phân tử trong thế kỷ XIX không thể giải thích lý do mà một số lượng nhất định các nguyên tử hình thành liên kết với các hạt khác. Tuy nhiên, ý tưởng của các nhà khoa học đi trước thời đại, và hóa trị của vẫn đang được nghiên cứu là một trong những nguyên tắc cơ bản của hóa học.

Từ lịch sử của khái niệm "hóa trị của các nguyên tố hóa học"

Nổi bật của Anh thế kỷ XIX nhà hóa học Edvard Franklend đặt ra thuật ngữ "giao tiếp" trong việc sử dụng khoa học để mô tả sự tương tác của các nguyên tử với nhau. Khoa học nhận thấy rằng một số nguyên tố hóa học tạo thành hợp chất với cùng một lượng các nguyên tử khác. Ví dụ, nitơ gắn ba nguyên tử hydro trong phân tử amoniac.

Trong tháng 5 năm 1852 Frankland đưa ra giả thuyết rằng có một số lượng cụ thể của liên kết hóa học mà nguyên tử có thể hình thành các hạt nhỏ khác của vật chất. Frankland sử dụng cụm từ "lực lượng kết nối" để mô tả những gì sau đó sẽ được gọi là hóa trị. nhà hóa học người Anh thành lập như là liên kết hóa học tạo thành các nguyên tử của các nguyên tố cá nhân nổi tiếng trong giữa thế kỷ XIX. Việc Frankland là một đóng góp quan trọng đối với hóa học cấu trúc hiện đại.

phát triển các quan điểm

hóa học người Đức FA Kekule chứng minh vào năm 1857 rằng carbon là chetyrehosnovnym. Trong đơn giản nhất hợp chất của nó - mêtan - phát sinh do 4 nguyên tử hydro. Thuật ngữ "tánh chất diêm cơ" nhà khoa học sử dụng để chỉ các yếu tố thuộc tính kết nối một số cố định của các hạt khác. Ở Nga, số liệu về cấu trúc của vật chất hệ thống hóa A. M. Butlerov (1861). Tiếp tục phát triển lý thuyết về liên kết hóa học thu được qua những lời dạy của sự thay đổi tuần hoàn trong các thuộc tính của các nguyên tố. tác giả của nó - một nổi bật Nga hóa học D. I. Mendeleev. Nó đã chứng minh rằng các hóa trị của các nguyên tố hóa học trong các hợp chất, và các tài sản khác được xác định bởi vị trí mà họ chiếm trong hệ thống tuần hoàn.

Đồ thị biểu diễn của ba yếu tố và phương pháp hóa học

Khả năng của các phân tử hình dung - một trong những giá trị không phải bàn cãi của lý thuyết hóa trị. Mô hình đầu tiên xuất hiện vào năm 1860, và kể từ năm 1864 đã sử dụng công thức cấu trúc đại diện cho dấu chu vi hóa học bên trong. Giữa các ký hiệu nguyên tử dash ký hiệu liên kết hóa học, và số dòng là tương đương với hóa trị. Trong những năm đó, đã được thực hiện mô hình sharosterzhnevye đầu tiên (xem. Ảnh bên trái). Năm 1866, Kekule đề xuất mô hình lập thể của các nguyên tử carbon trong các hình thức của một tứ diện, mà ông có trong sách giáo khoa của mình "hữu cơ Hóa học".

Valence của nguyên tố hóa học, và sự xuất hiện của mối quan hệ nghiên cứu bởi G. Lewis, người đã xuất bản tác phẩm của ông vào năm 1923 sau khi phát hiện ra các electron. Vì vậy, gọi là tiêu cực tích điện hạt nhỏ li ti, mà là một phần của vỏ nguyên tử. Trong cuốn sách của mình, Lewis đã sử dụng một điểm xung quanh bốn mặt của biểu tượng hóa cho màn hình hiển thị của các electron hóa trị.

Hóa trị của hydro và oxy

Trước khi việc tạo ra các hệ thống tuần hoàn các hóa trị của các nguyên tố hóa học trong các hợp chất đã được thực hiện để so sánh với các nguyên tử mà nó được biết đến. Hydro và oxy được lựa chọn để tham khảo. Một nguyên tố hóa học được thu hút hoặc thay thế cho một số lượng nhất định các nguyên tử H và O.

Theo cách này, các thuộc tính đã được xác định trong một hợp chất hóa trị một với hydro (các hóa trị của phần tử thứ hai được chỉ định bởi các chữ số La Mã):

• HCl - chloro (I):
• H ₂ O - oxy (II);
• NH ₃ - nitơ (III);
• CH ₄ - cacbon (IV).

Các oxit của K ₂ O, CO, N ₂ O _3, SiO _2, SO ₃ được xác định bằng các hóa trị của kim loại và phi kim loại oxy, tăng gấp đôi số lượng của các nguyên tử được gắn vào O. Thu được giá trị sau: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Làm thế nào để xác định hóa trị của các nguyên tố hóa học

Có những luật lệ về sự hình thành của liên kết hóa học với các cặp electron chung:

• hydro hóa trị tiêu biểu - I.
• hóa trị oxy bình thường của - II.
• Đối với các yếu tố phi kim-thấp hơn hóa trị có thể được xác định theo công thức 8 - № nhóm trong đó họ đang có trong hệ thống tuần hoàn. Cao hơn, nếu nó có thể được xác định bởi số nhóm.
• Đối với các yếu tố bên của phân nhóm tối đa hóa trị có thể cũng giống như số lượng các nhóm trong bảng tuần hoàn.

Xác định hóa trị của các nguyên tố hóa học của hợp chất của công thức được thực hiện bằng cách sử dụng thuật toán sau đây:

1. Ghi lại trên đầu trang của các giá trị về mặt hóa học quen thuộc được biết đến với một trong các yếu tố này. Ví dụ, trong Mn ₂ O ₇ oxy hóa trị là II.
2. Tính giá trị tổng, mà phải được nhân với hóa trị của số nguyên tử của các nguyên tố hóa học tương tự trong phân tử, 2 * 7 = 14.
3. Xác định hóa trị của phần tử thứ hai, mà nó là không rõ. Divide thu được trong Sec. Giá trị 2 bằng số nguyên tử Mn trong phân tử.
4. 14: 2 = 7. hóa trị của oxit mangan ở mức cao nhất - VII.

hóa trị vĩnh cửu và biến

giá trị Valence của hydro và oxy là khác nhau. Ví dụ, lưu huỳnh trong khuôn viên của H ₂ S là hóa trị hai, như trong công thức SO ₃ - hexavalent. Carbon monoxide phản ứng với oxy, CO và CO ₂ dioxide. Hợp chất đầu tiên là hóa trị của C II, và trong lần thứ hai - IV. Cùng giá trị trong metan CH _4.

Hầu hết các yếu tố không thể hiện liên tục và biến hóa trị, ví dụ, phốt pho, nitơ, lưu huỳnh. Việc tìm kiếm những nguyên nhân chính của hiện tượng này đã dẫn đến một lý thuyết về liên kết hóa học, các khái niệm của các electron vỏ hóa trị, quỹ đạo phân tử. Sự tồn tại của các giá trị khác nhau của cùng một tài sản thu được với lời giải thích về cấu trúc của các nguyên tử và phân tử vị trí.

quan niệm hiện đại của hóa trị

Tất cả các nguyên tử được cấu tạo của hạt nhân tích cực bao quanh bởi các electron tích điện âm. Các lớp vỏ bên ngoài, mà chúng hình thành, đang còn dang dở. Cấu trúc hoàn thành là ổn định nhất, nó chứa 8 electron (octet). liên kết hóa học với các cặp electron chung kết quả trong nguyên tử trạng hăng hái thuận lợi.

Quy tắc cho sự hình thành các hợp chất là việc hoàn thành một vỏ hoặc bằng cách nhận electron giật lẻ - tuỳ thuộc vào việc quá trình này là dễ dàng hơn để vượt qua. Nếu nguyên tử cung cấp cho sự hình thành của một liên kết hóa học hạt tiêu cực không có cặp, trái phiếu nó tạo miễn là nó electron chưa ghép cặp. Theo khái niệm hiện đại, hóa trị của các nguyên tử của nguyên tố hóa học - là khả năng để sản xuất một số lượng nhất định của liên kết hóa trị. Ví dụ, trong phân tử, H ₂ S lưu huỳnh, hydrogen sulfide mua lại hóa trị II (-), bởi vì mỗi nguyên tử tham gia vào sự hình thành của hai cặp electron. Dấu hiệu "-" chỉ ra sự hấp dẫn của các cặp electron tới phần tử âm điện hơn. Ít nhất âm điện với giá trị của hóa trị gắn thêm "+".

Khi cơ chế tài chấp nhận tham gia vào quá trình của các cặp electron của một phần tử và các quỹ đạo trị miễn phí khác.

Sự phụ thuộc của các hóa trị của cấu trúc của nguyên tử

Hãy xem xét ví dụ carbon và oxy, vì nó phụ thuộc vào cấu trúc của các chất hóa trị của các nguyên tố hóa học. Bảng tuần hoàn đưa ra một cái nhìn tổng quan về các đặc tính cơ bản của nguyên tử cacbon:

• ký hiệu hóa học - C;
• số mục - 6;
• điện tích hạt nhân - 6;
• proton trong hạt nhân - 6;
• điện tử - 6, trong đó có 4 bên ngoài, 2 trong số đó tạo thành một cặp, 2 - lẻ.

Nếu nguyên tử cacbon tạo thành hai liên kết trong CO monoookside, sau đó sử dụng nó được cung cấp chỉ có 6 hạt tiêu cực. Để có được octet cần thiết để ghép 4 hình thành hạt tiêu cực bên ngoài. Carbon có hóa trị IV (+) trong dioxide và IV (-) trong khí metan.

số thứ tự của oxy - 8, vỏ hóa trị bao gồm sáu electron, hai trong số họ tạo thành một cặp và tham gia vào liên kết hóa học và tương tác với các nguyên tử khác. Điển hình hóa trị oxy - II (-).

Các hóa trị và trạng thái ôxi hóa

Trong nhiều trường hợp nó là thuận tiện hơn để sử dụng thuật ngữ "mức độ oxy hóa". Vì vậy, gọi là nguyên tử chịu trách nhiệm mà họ sẽ mua nếu tất cả các electron đã chuyển đến các yếu tố ràng buộc, trong đó có một elektroootritsatelnosti giá trị cao hơn (EO). Số oxi hóa của các chất đơn giản là zero. Bởi quá trình oxy hóa hơn EO thêm yếu tố "-" dấu hiệu, ít âm điện - "+". Ví dụ, các kim loại nhóm chính cho quá trình oxy hóa điển hình và ion sạc số lượng tương đương với các dấu hiệu của dấu "+". Trong hầu hết các trường hợp, hóa trị và trạng thái ôxi hóa của các nguyên tử trong hợp chất tương tự về số trùng. Chỉ khi tương tác với nhiều nguyên tử âm điện trạng thái ôxi hóa tích cực, với các yếu tố có EO dưới đây - tiêu cực. Khái niệm "hóa trị của" thường chỉ áp dụng cho nội dung cấu trúc phân tử.