www.wikidata.uk-ua.nina.az

Валентність У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна значення Вале нтність це властивість атомів одного хімі

Валентність

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Валентність (значення).

Вале́нтність — це властивість атомів одного хімічного елемента з'єднуватися з певним числом атомів інших хімічних елементів. Термін походить від лат. valentia — сила, тож в ході його еволюції йому надавалося й таке визначення: властивість атома приєднувати чи заміщувати певне число атомів чи атомних груп з утворенням хімічного зв'язку. Так, у сполуках HCl, H2O, NH3 і CH4 хлор є одновалентним, оксиген — двовалентним, нітроген — тривалентним, карбон — чотиривалентним, бо вони сполучені відповідно з одним, двома, трьома і чотирма атомами гідрогену.

Фото валентних хмарок чотиривалентного атома C6 в графіті: 1,2 хмарки створюють сильні сігма-зв'язки з сусідніми атомами карбону (зелений колір); 3,4 хмарки створюють слабкі пі-зв’язки з атомами верхнього та нижнього шару графіту (блакитний колір).

Валентність, а, точніше, близька за змістом величина ступеня окиснення за необхідності вказується в назві сполук за допомогою римських чисел в дужках, приміром, купрум(I) хлорид, купрум(II) хлорид.

Зовнішній вигляд хімічних зв'язків Редагувати

Усі чотири хімічні зв’язки атома карбону добре видно на фото вгорі, де наведено пряме пікоскопічне зображення атома C6 отримане шляхом денситометрії електронної хмарки (роздільна здатність 10 пікометрів). Внутрішня оболонка складається з двох електронів – біле коло. Відповідно до періодичного закону зовнішню (валентну) оболонку складають чотири валентних хмарки: 1,2 орбіталі створюють сильні сігма-зв'язки з сусідніми атомами карбону (зелений колір); 3,4 орбіталі створюють слабі пі-зв’язки з атомами верхнього та нижнього шару графіту (блакитний колір).

Природа валентності Редагувати

Що стосується природи валентності, тобто природи тих сил, які обумовлюють собою хімічний зв'язок атомів у молекулах, то вона довгий час залишалася незрозумілою. Лише коли стала відома будова атомів, з'явилися теорії, які пояснювали причину різної валентності хімічних елементів і природу хімічного зв'язку. Найважливішими з цих теорій є теорія про електровалентний, або іонний, хімічний зв'язок і теорія про ковалентний, або атомний, хімічний зв'язок. Валентність повністю визначається будовою зовнішньої (валентної) електронної оболонки атома.

Розвиток поняття валентності у спробах краще зрозуміти склад і будову речовин привів до його розщеплення на кілька окремих концепцій: іонна валентність, ковалентність, ступінь окиснення, координаційне число. Те чи інше поняття з цього переліку застосовують залежно від способу взаємодії атомів. Класична теорія валентності стикається зі складнощами вже для нітрогену: як у катіоні амонію NH+
4, так і в більшості неорганічних оксигеновмісних сполук ковалентність нітрогену становить 4 (і принципово не може сягнути 5), тоді як класичне визначення його валентності в оксиді N2O5 чи відповідній йому нітратній кислоті дає 5.

Валентність хімічних елементів Редагувати

Деяким хімічним елементам притаманна стала валентність, а деяким — змінна. Наприклад, Гідроген, Натрій і Калій у своїх сполуках бувають тільки одновалентні, Кальцій, Барій, Магній, Цинк і Оксиген — тільки двовалентні, а Бор і Алюміній — тільки тривалентні. Більшість хімічних елементів мають змінну валентність. Так, Купрум може бути одновалентним (CuCl) і двовалентним (CuCl2), Ферум — двовалентним (FeCl2) і тривалентним (FeCl3), Карбон — двовалентним (CO) і чотиривалентним (CO2), Сульфур — чотиривалентним (SO2) та шестивалентним (SO3) тощо.

Найвища валентність елемента часто збігається з його номером групи в короткоперіодному варіанті періодичної системи елементів. Найвища валентність за Оксигеном і Гідрогеном збігається для металів (менш електронегативних за обидва ці елементи), але може відрізнятися для неметалів (більшість яких за електронегативністю проміжна між Гідрогеном та Оксигеном). В останньому випадку сума найвищих валентностей за Гідрогеном та Оксигеном дає 8 (порівняйте з правилом октета), наприклад, H2S та SO3: 2 + 6 = 8.

Наведені нижче типові значення валентності є ілюстративними! За оглядом хімічних властивостей елементів звертайтеся до статті про кожен із них.

Для того, щоб визначити значення валентності елементів у сполуках, складніших за бінарні, необхідно знати їх структурну формулу, тобто будову. Приміром, «постійна валентність 2» для Be та Zn означає властивий їм у сполуках постійний ступінь окиснення +2, але їхнє координаційне число в комплексних сполуках становить 4 (Be(OH)2–
4, Zn(NH3)2+
4 тощо), і саме воно в таких сполуках має відповідати валентності, яка вже не буде постійною. Так само для «змінної валентності»: ступінь окиснення, відповідний зазначеним нижче валентностям, у елемента є, а власне валентності (як координаційного числа в кристалі або кількості усуспільнених електронних пар в молекулі чи іоні) може не існувати.

Елементи з постійною валентністю Редагувати

  • H, F, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr — 1
  • Be, Mg, Ca, Ba, Zn, Ra, Cd, Sr, О — 2
  • Al, B — 3

Популярні елементи зі змінною валентністю Редагувати

  • Cu, Hg — 1 і 2
  • Fe, Co, Ni — 2 і 3
  • C, Si, Ge, Sn, Pb — 2 і 4
  • P — 3, 5
  • S — 2, 4 і 6
  • Mn — 2, 3, 4, 6 і 7
  • N — 1, 2, 3, 4 і (суто формально) 5
  • Cl, Br, I — 1, 3, 5 і 7
  • Cr — 2, 3, 6

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

Примітки Редагувати

  1. IUPAC Red Book: Nomenclature of Inorganic Chemistry, 2005. [ 18 травня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
  2. Кучеров А.П., Лавровский С.Е. Пикоскопия - прямая визуализация молекул [ 16 квітня 2021 у Wayback Machine.] // Информаційнї технології та спеціальна безпека. — 2018. — № 4. — С. 12—41. (рос.)
  3. Kucherov O., Rud A., Gubanov V., Biliy M. Spatial 3d Direct Visualization of Atoms, Molecules and Chemical Bonds // American Journal of Applied Chemistry. — 2020. — Т. 8, № 4. — С. 94—99. DOI: 10.11648/j.ajac.20200804.11 (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Valentnist znachennya Vale ntnist ce vlastivist atomiv odnogo himichnogo elementa z yednuvatisya z pevnim chislom atomiv inshih himichnih elementiv Termin pohodit vid lat valentia sila tozh v hodi jogo evolyuciyi jomu nadavalosya j take viznachennya vlastivist atoma priyednuvati chi zamishuvati pevne chislo atomiv chi atomnih grup z utvorennyam himichnogo zv yazku Tak u spolukah HCl H2O NH3 i CH4 hlor ye odnovalentnim oksigen dvovalentnim nitrogen trivalentnim karbon chotirivalentnim bo voni spolucheni vidpovidno z odnim dvoma troma i chotirma atomami gidrogenu Foto valentnih hmarok chotirivalentnogo atoma C6 v grafiti 1 2 hmarki stvoryuyut silni sigma zv yazki z susidnimi atomami karbonu zelenij kolir 3 4 hmarki stvoryuyut slabki pi zv yazki z atomami verhnogo ta nizhnogo sharu grafitu blakitnij kolir Valentnist a tochnishe blizka za zmistom velichina stupenya okisnennya za neobhidnosti vkazuyetsya v nazvi spoluk za dopomogoyu rimskih chisel v duzhkah 1 primirom kuprum I hlorid kuprum II hlorid Zmist 1 Zovnishnij viglyad himichnih zv yazkiv 2 Priroda valentnosti 3 Valentnist himichnih elementiv 3 1 Elementi z postijnoyu valentnistyu 3 2 Populyarni elementi zi zminnoyu valentnistyu 4 Div takozh 5 Dzherela 6 PrimitkiZovnishnij viglyad himichnih zv yazkiv RedaguvatiUsi chotiri himichni zv yazki atoma karbonu dobre vidno na foto vgori de navedeno pryame pikoskopichne zobrazhennya atoma C6 2 otrimane shlyahom densitometriyi elektronnoyi hmarki 3 rozdilna zdatnist 10 pikometriv Vnutrishnya obolonka skladayetsya z dvoh elektroniv bile kolo Vidpovidno do periodichnogo zakonu zovnishnyu valentnu obolonku skladayut chotiri valentnih hmarki 1 2 orbitali stvoryuyut silni sigma zv yazki z susidnimi atomami karbonu zelenij kolir 3 4 orbitali stvoryuyut slabi pi zv yazki z atomami verhnogo ta nizhnogo sharu grafitu blakitnij kolir Priroda valentnosti RedaguvatiSho stosuyetsya prirodi valentnosti tobto prirodi tih sil yaki obumovlyuyut soboyu himichnij zv yazok atomiv u molekulah to vona dovgij chas zalishalasya nezrozumiloyu Lishe koli stala vidoma budova atomiv z yavilisya teoriyi yaki poyasnyuvali prichinu riznoyi valentnosti himichnih elementiv i prirodu himichnogo zv yazku Najvazhlivishimi z cih teorij ye teoriya pro elektrovalentnij abo ionnij himichnij zv yazok i teoriya pro kovalentnij abo atomnij himichnij zv yazok Valentnist povnistyu viznachayetsya budovoyu zovnishnoyi valentnoyi elektronnoyi obolonki atoma Rozvitok ponyattya valentnosti u sprobah krashe zrozumiti sklad i budovu rechovin priviv do jogo rozsheplennya na kilka okremih koncepcij ionna valentnist kovalentnist stupin okisnennya koordinacijne chislo Te chi inshe ponyattya z cogo pereliku zastosovuyut zalezhno vid sposobu vzayemodiyi atomiv Klasichna teoriya valentnosti stikayetsya zi skladnoshami vzhe dlya nitrogenu yak u kationi amoniyu NH 4 tak i v bilshosti neorganichnih oksigenovmisnih spoluk kovalentnist nitrogenu stanovit 4 i principovo ne mozhe syagnuti 5 todi yak klasichne viznachennya jogo valentnosti v oksidi N2O5 chi vidpovidnij jomu nitratnij kisloti daye 5 Valentnist himichnih elementiv RedaguvatiDeyakim himichnim elementam pritamanna stala valentnist a deyakim zminna Napriklad Gidrogen Natrij i Kalij u svoyih spolukah buvayut tilki odnovalentni Kalcij Barij Magnij Cink i Oksigen tilki dvovalentni a Bor i Alyuminij tilki trivalentni Bilshist himichnih elementiv mayut zminnu valentnist Tak Kuprum mozhe buti odnovalentnim CuCl i dvovalentnim CuCl2 Ferum dvovalentnim FeCl2 i trivalentnim FeCl3 Karbon dvovalentnim CO i chotirivalentnim CO2 Sulfur chotirivalentnim SO2 ta shestivalentnim SO3 tosho Najvisha valentnist elementa chasto zbigayetsya z jogo nomerom grupi v korotkoperiodnomu varianti periodichnoyi sistemi elementiv Najvisha valentnist za Oksigenom i Gidrogenom zbigayetsya dlya metaliv mensh elektronegativnih za obidva ci elementi ale mozhe vidriznyatisya dlya nemetaliv bilshist yakih za elektronegativnistyu promizhna mizh Gidrogenom ta Oksigenom V ostannomu vipadku suma najvishih valentnostej za Gidrogenom ta Oksigenom daye 8 porivnyajte z pravilom okteta napriklad H2S ta SO3 2 6 8 Navedeni nizhche tipovi znachennya valentnosti ye ilyustrativnimi Za oglyadom himichnih vlastivostej elementiv zvertajtesya do statti pro kozhen iz nih Dlya togo shob viznachiti znachennya valentnosti elementiv u spolukah skladnishih za binarni neobhidno znati yih strukturnu formulu tobto budovu Primirom postijna valentnist 2 dlya Be ta Zn oznachaye vlastivij yim u spolukah postijnij stupin okisnennya 2 ale yihnye koordinacijne chislo v kompleksnih spolukah stanovit 4 Be OH 2 4 Zn NH3 2 4 tosho i same vono v takih spolukah maye vidpovidati valentnosti yaka vzhe ne bude postijnoyu Tak samo dlya zminnoyi valentnosti stupin okisnennya vidpovidnij zaznachenim nizhche valentnostyam u elementa ye a vlasne valentnosti yak koordinacijnogo chisla v kristali abo kilkosti ususpilnenih elektronnih par v molekuli chi ioni mozhe ne isnuvati Elementi z postijnoyu valentnistyu Redaguvati H F Li Na K Rb Cs Fr 1 Be Mg Ca Ba Zn Ra Cd Sr O 2 Al B 3Populyarni elementi zi zminnoyu valentnistyu Redaguvati Cu Hg 1 i 2 Fe Co Ni 2 i 3 C Si Ge Sn Pb 2 i 4 P 3 5 S 2 4 i 6 Mn 2 3 4 6 i 7 N 1 2 3 4 i suto formalno 5 Cl Br I 1 3 5 i 7 Cr 2 3 6Div takozh RedaguvatiValentnij perehid Stupin okisnennya ChotirivalentnistDzherela RedaguvatiGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Pauling L Hayward R College Chemistry An Introductory Textbook of General Chemistry 2nd ed W H Freeman and Company 1956 685 s angl Valentnost Himicheskaya enciklopediya v 5 t gl red I L Knunyanc M Sov encikl 1988 T 1 Ablyacionnye materialy Darzana reakciya Stb 664 Bibliogr v konce st ISBN 5 85270 008 8 ros Turova N Ya Neorganicheskaya himiya v tablicah M Vysshij himicheskij kolledzh RAN 1999 140 s ros Primitki Redaguvati IUPAC Red Book Nomenclature of Inorganic Chemistry 2005 Arhivovano 18 travnya 2017 u Wayback Machine angl Kucherov A P Lavrovskij S E Pikoskopiya pryamaya vizualizaciya molekul Arhivovano 16 kvitnya 2021 u Wayback Machine Informacijnyi tehnologiyi ta specialna bezpeka 2018 4 S 12 41 ros Kucherov O Rud A Gubanov V Biliy M Spatial 3d Direct Visualization of Atoms Molecules and Chemical Bonds American Journal of Applied Chemistry 2020 T 8 4 S 94 99 DOI 10 11648 j ajac 20200804 11 angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Valentnist amp oldid 38654158