Как определить валентность

Как определить валентность Валентность — это свойство атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей. Проще говоря, это способность атома присоединять к себе другие атомы. Есть несколько способов определить валентность: 1. По положению элемента в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. 2. По формуле химического соединения. 3. По степени окисления (это более сложное понятие, но оно тесно связано с валентностью). Давайте рассмотрим каждый способ подробнее. 1. Определение валентности по положению элемента в Периодической системе Для элементов главных подгрупп (это те, что находятся в группах с буквой "А" или просто в группах 1, 2, 13-18): * Высшая валентность (максимальная) обычно равна номеру группы, в которой находится элемент. * Например, углерод (C) находится в IV группе. Его высшая валентность равна IV. * Сера (S) находится в VI группе. Её высшая валентность равна VI. * Фосфор (P) находится в V группе. Его высшая валентность равна V. * Для некоторых элементов, особенно неметаллов, существует также низшая валентность. Она определяется как (8 - номер группы). * Например, для кислорода (O) из VI группы: 8 - 6 = 2. Его низшая валентность II. * Для хлора (Cl) из VII группы: 8 - 7 = 1. Его низшая валентность I. * Для азота (N) из V группы: 8 - 5 = 3. Его низшая валентность III. Важно помнить: * Элементы I группы (кроме водорода в некоторых соединениях) всегда одновалентны (валентность I). Это литий (Li), натрий (Na), калий (K) и другие. * Элементы II группы всегда двухвалентны (валентность II). Это бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca) и другие. * Фтор (F) всегда одновалентен (валентность I). * Кислород (O) почти всегда двухвалентен (валентность II), за исключением некоторых соединений (например, пероксидов). * Водород (H) в большинстве соединений одновалентен (валентность I). 2. Определение валентности по формуле химического соединения Этот способ очень удобен, если вы знаете валентность хотя бы одного элемента в соединении. Правило: Сумма валентностей всех атомов одного элемента равна сумме валентностей всех атомов другого элемента. Или, более формально: произведение валентности элемента на число его атомов в молекуле равно произведению валентности другого элемента на число его атомов. Давайте рассмотрим примеры: * Определить валентность серы в соединении \(SO_2\). * Мы знаем, что кислород (O) почти всегда двухвалентен (валентность II). * В молекуле \(SO_2\) один атом серы (S) и два атома кислорода (O). * Суммарная валентность кислорода: \(2 \text{ (атома)} \times II \text{ (валентность)} = IV\). * Значит, суммарная валентность серы тоже должна быть IV. * Так как атом серы один, его валентность равна IV. * Ответ: Валентность серы в \(SO_2\) равна IV. * Определить валентность фосфора в соединении \(P_2O_5\). * Валентность кислорода (O) равна II. * Суммарная валентность кислорода: \(5 \text{ (атомов)} \times II \text{ (валентность)} = X\). * Значит, суммарная валентность фосфора тоже должна быть X. * В молекуле \(P_2O_5\) два атома фосфора (P). * Чтобы найти валентность одного атома фосфора, нужно общую валентность разделить на число атомов: \(X \div 2 \text{ (атома)} = V\). * Ответ: Валентность фосфора в \(P_2O_5\) равна V. * Определить валентность железа в соединении \(FeCl_3\). * Мы знаем, что хлор (Cl) в соединениях с металлами обычно одновалентен (валентность I). * Суммарная валентность хлора: \(3 \text{ (атома)} \times I \text{ (валентность)} = III\). * Значит, суммарная валентность железа тоже должна быть III. * Так как атом железа один, его валентность равна III. * Ответ: Валентность железа в \(FeCl_3\) равна III. 3. Определение валентности по степени окисления Степень окисления — это условный заряд атома в соединении, если бы все связи были ионными. Валентность и степень окисления часто совпадают по числовому значению, но валентность всегда положительна, а степень окисления может быть положительной, отрицательной или равной нулю. * В большинстве случаев численное значение валентности равно численному значению степени окисления (без учёта знака). * Например, в \(H_2O\): степень окисления водорода +1, кислорода -2. Валентность водорода I, кислорода II. * В \(CO_2\): степень окисления углерода +4, кислорода -2. Валентность углерода IV, кислорода II. Этот способ более продвинутый и обычно изучается после освоения понятия валентности. Итог: Для школьника самый удобный способ — это использовать Периодическую систему для определения высшей валентности и валентности постоянных элементов (H, O, F, элементы I и II групп), а затем применять правило определения валентности по формуле соединения.