Як визначити валентність хімічного елемента по таблиці Менделєєва

Поняття «валентність» формувалася в хімії з початку 19-го століття. Англійський вчений Е. Франкленд звернув увагу, що всі елементи можуть утворювати з атомами інших елементів тільки певну кількість зв’язків.

Він назвав це «сполучної силою». Пізніше німецький вчений Ф. А. Кекуле вивчав метан і прийшов до висновку, що один атом вуглецю може приєднати, в нормальних умовах, тільки чотири атома водню.

Він назвав це основністю.

Основність вуглецю дорівнює чотирьом.

Тобто вуглець може утворити чотири зв’язку з іншими елементами.

Подальший розвиток це поняття отримало в роботах Д. І. Менделєєва. Дмитро Іванович розвивав вчення про періодичну зміну властивостей простих речовин. Сполучну силу він визначав як здатність елемента приєднувати певну кількість атомів іншого елемента.

Визначення по таблиці Менделєєва

Таблиця Менделєєва дозволяє з легкістю визначати основність елементів. Для цього потрібно вміти читати періодичну таблицю. Таблиця по вертикалі має вісім груп, а по горизонталі розташовуються періоди. Якщо період складається з двох рядів, то його називають великим, а якщо з одного ряду – малим. Елементи по вертикалі в шпальтах, в групах розподілені нерівномірно.

Валентність завжди позначається римськими цифрами.

Щоб визначити валентність, потрібно знати, яка вона буває.

  • У металів головних підгруп валентність завжди постійна.
  • У неметалів і металів побічних підгруп може бути змінною.

Також:

  • Постійна валентність дорівнює номеру групи.
  • Змінна валентність може бути вищою і нижчою.

Вища змінна дорівнює номеру групи, а нижча вираховується за формулою: вісім мінус номер групи. При визначенні потрібно пам’ятати:

  • у водню валентність дорівнює I;
  • у кисню – II.

Якщо з’єднання має атом водню або кисню, то визначити його валентність не складає труднощів, особливо якщо перед нами гідрид або оксид.

Формула і алгоритм

Найменша валентність у тих елементів, які розташовані правіше і вище в таблиці. І, навпаки, якщо елемент нижче і лівіше, то вона буде вище. Щоб визначити її, необхідно слідувати універсального алгоритму:

  • Записуємо формулу сполуки.
  • Проставляємо валентність того компонента сполуки, якого знаємо.
  • Множимо відому величину на кількість атомів елементу в з’єднанні.
  • Знаходимо найменше кратне.
  • Проводимо перевірку: множимо значення на індекс. Повинна виходити однакова цифра по кожному компоненту з’єднання.

Приклад: візьмемо з’єднання аміаку – NH3. Нам відомо, що у атома водню валентність постійна і дорівнює I. Множимо I на 3 (кількість атомів) – найменше кратне – 3. У азоту в цій формулі індекс дорівнює одиниці. Звідси висновок: 3 ділимо на 1 і отримуємо, що у азоту валентність дорівнює III.

Валентність за воднем і киснем завжди визначати легко.

Складніше, коли її необхідно визначати без них. Наприклад, з’єднання SiCl4. Як визначити валентність елементів в цьому випадку? Хлор знаходиться в 7 групі. Значить, його валентність або 7, або 1 (вісім мінус номер групи). Кремній знаходиться в четвертій групі, значить, його потенціал для утворення зв’язків дорівнює чотирьом. Стає логічно, що хлор проявляє в цій ситуації найменшу валентність і вона дорівнює I.

У сучасних підручниках хімії завжди є таблиця валентності хімічних елементів. Це істотно полегшує завдання учням. Тему вивчають у восьмому класі – в курсі неорганічної хімії.

Сучасні уявлення

Сучасні уявлення про валентність базуються на будову атомів. Атом складається з ядра і електронів, які обертаються навколо нього по орбіталям.

Саме ядро ​​складається з протонів і нейтронів, які визначають атомну вагу. Для того, щоб речовина була стабільною, її енергетичні рівні повинні бути заповнені і мати вісім електронів.

При взаємодії елементи прагнуть до стабільності і або віддають свої неспарені електрони, або приймають їх.

Взаємодія відбувається за принципом «що легше» – віддати або прийняти електрони. Від цього також залежить те, як змінюється валентність в таблиці Менделєєва.

Кількість неспарених електронів на зовнішній енергетичній орбіталі дорівнює номеру групи.

В якості прикладу

Лужний метал натрій знаходиться в першій групі періодичної системи Менделєєва. Це означає, що у нього один неспарений електрон на зовнішньому енергетичному рівні.

Хлор знаходиться в сьомій групі. Це означає, що у хлору є сім неспарених електронів.

Для завершення енергетичного рівня, хлору не вистачає рівно одного електрона. Натрій віддає йому свій електрон і стає стабільним в з’єднанні. Хлор отримує додатковий електрон і теж стає стабільним. В результаті з’являється зв’язок і міцне з’єднання – NaCl – знаменита кухонна сіль. Валентність хлору і натрію в цьому випадку дорівнює 1.

Посилання на основну публікацію