Валентність і ступінь окиснення

Валентність хімічного елемента визначає скільки одинарних хімічних зв’язків здатні утворювати атоми цього елемента з іншими атомами. Атоми багатьох хімічних елементів можуть проявляти різну валентність.

Хімічний зв’язок утворює загальна електронна пара двох атомів, яка утворюється в ковалентного зв’язку. Таким чином, валентність атомів визначається тільки в ковалентних сполуках. У іонної та металевої зв’язку немає загальних електронних пар, тому для речовин з такою зв’язком поняття валентності недоречно.

Оскільки на зовнішньому енергетичному рівні атома не може бути більше 8 електронів, то валентність атомів різних хімічних елементів змінюється від I до VIII.

У структурних формулах молекул валентність зображують рисками між атомами. Скільки рисок відходить від одного атома, така і її валентність.

Вища валентність атома хімічного елемента в оксиді, дорівнює номеру групи, в якій він знаходиться. Так, вуглець знаходиться в IV групі і його вищий оксид – CO2. Для натрію – Na2O, для хлору – Cl2O7.

Проте зазвичай атом виявляє валентність, рівну кількості його неспарених електронів. Так у галогенів – це один електрон, у кисню – два, у водню і лужних металів – по одному.

Ступінь окислювання, у порівнянні з валентністю, більш універсальне поняття. Воно не залежить від виду хімічного зв’язку і є характеристикою для сполук як з ковалентним, так і іонної та металевої зв’язком. Ступінь окислення – це умовний заряд на атомі в речовині. При визначенні ступеня окислення роблять припущення, що всі зв’язки в з’єднанні іонні. Ступінь окислювання може бути позитивною, негативною, нульовий.

У простих випадках ступінь окислення збігається з зарядами іонів. Однак на відміну від заряду іонів ступінь окислення записують після знака «+» або «-». Наприклад:

Na + Cl-, Ca + 2O-2, C + 4O2-2

Оскільки метали зазвичай утворюють іонні зв’язку неметалами, то під їх валентність розуміють саме ступінь окислення.

У простих речовинах ступінь окислення атомів вважають рівною нулю. Однак валентність не дорівнює нулю, вона дорівнює числу загальних електронних пар між атомами. Наприклад, в молекулі H2 валентність атомів дорівнює I, а ступінь окислення 0.

Негативну ступінь окислення мають атоми з більшою електронегативні. Так в хлориде калію K + 1Cl-1 електронна пара зміщена до хлору.

При визначенні ступенів окислення атомів у молекулі слід мати на увазі, що сума ступенів окислювання повинна дорівнювати нулю, так як молекула електронейтральна.

Посилання на основну публікацію