Как определить валентность в соединении? Чему равна высшая валентность элемента хрома
что это такое, изучение свойств химических элементов
Атомы химических элементов могут образовывать различное число связей. Эта способность имеет специальное название – валентность. Давайте разберемся, как определить валентность по таблице Менделеева, узнаем, в чем заключается ее отличие от степени окисления, увидим закономерности, характерные для водорода, углерода, фосфора, цинка, научимся находить валентность химических элементов.
...
Вконтакте
Google+
Мой мир
Основные сведения
Валентность – это возможность атомов различных химических элементов образовывать связи между собой. Другими словами можно сказать, что это способность атома присоединить к себе определенное количество других атомов.
Важно! Это не всегда постоянное число для одного и того же элемента. В разных соединениях элемент может обладать различными значениями.
Определение по таблице Д.И. Менделеева
Для определения этой способности атома по таблице Менделеева необходимо знать, что такое группы и подгруппы периодической таблицы.
Это вертикальные столбцы, которые делят все элементы по определенному признаку. В зависимости от признака, выделяют подразделения элементов.
Этими столбцами элементы делятся на тяжелые и легкие элементы, а также подгруппы — галогены, инертные газы и тому подобное.
Итак, для определения способности элемента образовывать связи нужно руководствоваться двумя правилами:
- Высшая валентность элемента равна номеру его группы.
- Низшая валентность находится как разница между числом 8 и номером группы, в которой расположен данный элемент.
Например, фосфор проявляет высшую валентность V – P2O5 и низшую (8-5)=3– PF3.
Стоит также отметить несколько основных характеристик и особенностей при определении этого показателя:
- Валентность водорода всегда I – h3O, HNO3, h4PO4.
- Валентность кислорода всегда равна II – CO2, SO3.
- У металлов, которые расположены в главной подгруппе, этот показатель всегда равен номеру группы – Al2O3, NaOH, KH.
- Для неметаллов чаще всего проявляются только две валентности – высшая и низшая.
Также существуют элементы, у которых может быть 3 или 4 разных значений этого показателя. К ним относятся хлор, бор, йод, хром, сера и другие. Например, хлор обладает валентностью I, III, V, VII – HCl, ClF3,ClF5,HClO4 соответственно.
Определение по формуле
Для определения по формуле можно воспользоваться несколькими правилами:
- Если известна валентность (V) одного из элементов в двойном соединении: допустим, есть соединение углерода и кислорода СО2, при этом мы знаем, что валентность кислорода всегда равна II, тогда можем воспользоваться таким правилом: произведение числа атомов на его V одного элемента должно равняться произведению числа атомов другого элемента на его V. Таким образом, валентность углерода можно найти так – 2×2 (в молекуле 2 атома кислорода с V= 2), то есть валентность углерода равняется 4. Рассмотрим еще несколько примеров: P2O5 – тут валентность фосфора = (5*2)/2 = 5. HCl – валентность хлора будет равна I, так как в этой молекуле 1 атом водорода, и V= 1.
- Если известна валентность нескольких элементов, которые составляют группу: в молекуле гидроксида натрия NaOH валентность кислорода равняется II, а валентность водорода – I, таким образом группа -OH обладает одной свободной валентностью, так как кислород присоединил только один атом водорода и еще одна связь свободна. К ней и присоединится натрий. Можно сделать вывод, что натрий – одновалентный элемент.
Разница между степенью окисления и валентностью
Очень важно понимать принципиальную разницу между этими понятиями. Степень окисления – это условный электрический заряд, которым обладает ядро атома, в то время как валентность – это количество связей, которые может установить ядро элемента.
Рассмотрим подробнее, что такое степень окисления. Согласно современной теории о строении атома, ядро элемента состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов без заряда, а вокруг него находятся электроны с отрицательным зарядом, которые уравновешивают заряд ядра и делают элемент электрически нейтральным.
В случае, если атом устанавливает связь с другим элементом, он отдает или принимает электроны, то есть выходит из состоянии баланса и начинает обладать электрическим зарядом. При этом если атом отдает электрон, он становится положительно заряженным, а если принимает – отрицательным.
Внимание! В соединении хлора и водорода HCl водород отдает один электрон и приобретает заряд +1, а хлор принимает электрон и становится отрицательным -1. В сложных соединениях, HNO3 и h3SO4, степени окисления будут такими – H+1N+5O3-2 и h3+1S +6O4-2.
Сравнивая два этих определения, можно сделать вывод, что валентность и степень окисления часто совпадают: валентность водорода +1 и валентность I, степень окисления кислорода -2 и V II, но очень важно помнить, что это правило выполняется не всегда!
В органическом соединении углерода под названием формальдегид и формулой HCOH у углерода степень окисления 0, но он обладает V, равной 4. В перекиси водорода h3O2 у кислорода степень окисления +1, но V остается равной 2. Поэтому не следует отождествлять два этих понятия, так как в ряде случаев это может привести к ошибке.
Валентности распространенных элементов
Водород
Один из самых распространенных элементов во вселенной, встречается во многих соединениях и всегда обладает V=1. Это связано со строением его внешней электронной орбитали, на которой у водорода находится 1 электрон.
На первом уровне может находиться не более двух электронов одновременно, таким образом, водород может либо отдать свой электрон и образовать связь (электронная оболочка останется пустой), либо принять 1 электрон, также образовав новую связь (электронная оболочка полностью заполнится).
Пример: h3O – 2 атома водорода с V=1 связаны с двухвалентным кислородом; HCl – одновалентные хлор и водород; HCN – синильная кислота, где водород также проявляет V, равную 1.
Углерод
Углерод может обладать либо валентностью II, либо IV. Связано это со строением внешнего электронного уровня, на котором находится 2 электрона, в случае если он их отдаст, его V будет II. То есть 2 электрона установили 2 новые связи, например, соединение CO – угарный газ, где и кислород, и водород двухвалентные. Однако бывают ситуации, когда один электрон с первого уровня переходит на второй, тогда у углерода образуется 4 свободных электрона, которые могут образовывать связи: СО2, НСООН, Н2СО3.
Фосфор
Данный элемент может обладать валентностью III и V. Как и в предыдущих случаях, связанно это со строением внешнего электронного уровня, на котором у него 3 электрона, то есть возможность образовать 3 связи, но, как и углерод, у него возможен переход 1 электрона с s-орбитали на d-орбиталь, тогда неспаренных электронов станет 5, а значит, и валентность тоже будет равна V. Например: РН3, Р2О5, Н3РО4.
Цинк
Как элемент главной подгруппы и металл, цинк может обладать только валентностью, которая равна номеру его группы, то есть 2. Во всех своих соединениях валентность цинка равна II и не зависит от типа элемента и вида связи с ним. Пример: ZnCl2, ZnO, Znh3, ZnSO4.
Определение валентности химических элементов
Изучение валентности по периодической таблице Менделеева
Вывод
Теперь вы знаете, что такое валентность, чем она отличается от степени окисления, и легко определите валентность элементов по формулам или таблице Менделеева.
uchim.guru
Наибольшая положительная валентность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Наибольшая положительная валентность
Cтраница 1
Наибольшая положительная валентность всех элементов, состоящих в малых периодах ( за исключением фтора и кислорода), равна числу электронов, образующих внешний слой атома. Так же обстоит дело и с теми элементами больших периодов, которые имеют в ближайшем к наружному слое 18 или 8 электронов. Эти элементы могут отдавать кроме наружных электронов еще часть электронов ближай. Например, элемент ванадий V имеет на внешнем слое 2, а на соседнем 11 электронов. [1]
Наибольшая положительная валентность у них равна 5, соответственно номеру группы. [2]
Общее число отдаваемых электронов, определяющее наибольшую положительную валентность, здесь будет соответствовать номеру группы. Во внешнем слое атомов этих элементов находится 2 или ( реже) 1 электрон. [3]
Указать число электронных слоев в атоме хрома, число электронов во внешнем слое и наибольшую положительную валентность хрома. [4]
Сколько электронов в оболочке атомов элементов: лития, азота, неона, магния, серы, хлора, кальция, алюминия, хрома. Сколько в каждом из них валентных электронов и в каких электронных слоях они находятся. Какую наибольшую положительную валентность проявляет элемент. Чему равна отрицательная валентность элемента. [5]
Главную подгруппу пятой группы периодической системы составляют азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут, объединяемые под общим названием подгруппы азота. Их атомы имеют в наружном слое пять электронов, что обусловливает преобладание у них неметаллических свойств. Их наибольшая положительная валентность равна пяти, что соответствует номеру группы в периодической системе; отрицательная валентность равна трем. В системе Менделеева элементы подгруппы азота расположены левее, чем галогены и элементы подгруппы кислорода. [6]
В периодической системе химических элементов фосфор находится в V группе, в третьем периоде. Его атомы в наружном слое имеют пять электронов. Поэтому наибольшая положительная валентность фосфора равна пяти, отрицательная - трем. [7]
Свойство отдавать электроны выражено у атомов галогенов гораздо слабее. Фтор, как самый активный неметалл, вообще не обладает таким свойством и не имеет положительной валентности. Остальные галогены проявляют положительную валентность в соединениях с кислородом. При этом высшую положительную валентность, равную семи, могут проявлять только хлор и йод. Наибольшая положительная валентность у брома равна пяти. Кислородные соединения галогенов менее устойчивы, чем водородные, и почти не встречаются в природе. [8]
Свойство терять электроны выражено у них гораздо слабее. Свободных положительно заряженных ионов они не образуют. Согласно строению атомов их максимальная положительная валентность должна быть равна семи. Но такую валентность проявляют только хлор и иод. Наибольшая положительная валентность брома в известных его соединениях равна пята. [9]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Как определить валентность элемента? | Студенческая жизнь
Существует несколько определений понятия «валентность». Чаще всего этим термином называют способность атомов одного элемента присоединять определённое число атомов других элементов. Часто у тех, кто только начинает изучать химию, возникает вопрос: Как определить валентность элемента?. Сделать это несложно, зная несколько правил.
Валентности постоянные и переменные
Рассмотрим соединения HF, h3S и Cah3. В каждом из этих примеров один атом водорода присоединяет к себе только один атом другого химического элемента, значит его валентность равна одному. Значение валентности записывают над символом химического элемента римскими цифрами.
В приведённом примере атом фтора связан только с одним одновалентным атомом H, значит валентность его тоже равна 1. Атом серы в h3S присоединяет к себе уже два атома H, поэтому она в данном соединении двухвалентна. С двумя водородными атомами связан и кальций в его гидриде Cah3, а значит, и его валентность равна двум.
Кислород в подавляющем большинстве своих соединений двухвалентен, то есть образует две химические связи с другими атомами.
Атом серы в первом случае присоединяет к себе два кислородных атома, то есть всего образует 4 химические связи (один кислород образует две связи, значит сера — два раза по 2), то есть валентность ее равна 4.
В соединении SO3 сера присоединяет уже три атома O, поэтому и валентность ее равна 6 (три раза образует по две связи с каждым атомом кислорода). Атом кальция же присоединяет только один атом кислорода, образуя с ним две связи, значит, его валентность такая же, как и у O, то есть равна 2.
Обратите внимание на то, что атом H одновалентен в любом соединении. Всегда (кроме иона гидроксония h4O(+)) равна 2 валентность кислорода. По две химические связи как с водородом, так и с кислородом образует кальций. Это элементы с постоянной валентностью. Кроме уже указанных, постоянную валентность имеют:
- Li, Na, K, F — одновалентны;
- Be, Mg, Ca, Zn, Cd — обладают валентностью, равной II;
- B, Al и Ga — трехвалентны.
Атом серы, в отличие от рассмотренных случаев, в соединении с водородом имеет валентность, равную II, а с кислородом может быть и четырех- и шестивалентна. Про атомы таких элементов говорят, что они имеют переменную валентность. При этом максимальное ее значение в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится элемент в Периодической системе (правило 1).
Из этого правила есть много исключений. Так, элемент 1 группы медь, проявляет валентности и I, и II. Железо, кобальт, никель, азот, фтор, напротив, имеют максимальную валентность, меньшую, чем номер группы. Так, для Fe, Co, Ni это II и III, для N — IV, а для фтора — I.
Минимальное значение валентности всегда соответствует разнице между числом 8 и номером группы (правило 2).
Однозначно определить, какова же валентность элементов, у которых она переменная, можно только по формуле определенного вещества.
Определение валентности в бинарном соединении
Рассмотрим, как определить валентность элемента в бинарном (из двух элементов) соединении. Здесь возможны два варианта: в соединении валентность атомов одного элемента известна точно или же обе частицы с переменной валентностью.
Случай первый:
- Fe2O3 — валентность кислорода постоянна и равна II. Три атома О имеют 2 × 3 = 6 единиц валентности.
- Далее работаем по правилу: суммарное число единиц валентности для атомов одного элемента совпадает с числом единиц валентности для атомов другого вида (правило 3).
- Согласно этому правилу, общее число единиц валентности для железа тоже равно 6.
- Разделим общее число валентных единиц на количество атомов железа, то есть на 2, и получим валентность железа, равную III.
Случай второй:
- SnCI4 — оба атома с переменной валентностью. Применяем ещё одно правило: в бинарном соединении элемент, стоящий на втором месте, имеет минимальную валентность. В соединениях металлов с неметаллами на втором месте записывают неметалл. В формуле вещества, состоящего только из неметаллов, на втором месте пишут символ того элемента, который в ПСХЭ находится правее или выше.
- В приведённом примере Sn (олово) — металл, CI — неметалл, соответственно он и будет иметь минимальную валентность. Её определим, исходя из правила 2: 8 — 7 = 1
- Далее определим суммарное число единиц валентности у хлора: 4 × 1= 4
- Воспользуемся правилом 3. Суммарное количество валентных единиц олова тоже будет равно 4. Все они приходятся на один атом Sn, значит, это и есть его валентность.
Определение валентности по формуле трехэлементной частицы.
Далеко не все химические вещества состоят из двухатомных молекул. Как определить валентность элемента в трёхэлементной частице? Рассмотрим этот вопрос на примере формул двух соединения K2Cr2O7.
- Cr здесь называют центральным атомом. Необходимо помнить, что все остальные атомы связаны с ним через кислородные мостики. Исходя из этого, и будем производить вычисления.
- Кислород — элемент с постоянной валентностью, равной двум. Калий всегда одновалентен.
- Всего атомы O образуют 7 × 2 = 14 единиц валентности, а атомы калия 1 × 2 = 2.
- Из 14 валентных единиц атом серы два расходует на присоединение калия, следовательно, на хром их остаётся 14 — 2 = 12.
- Это число единиц валентности приходится на 2 атома Cr, значит, на один атом приходится 12÷2=6.
Если же вместо калия в формуле будет присутствовать железо, или другой элемент с переменной валентностью, нам потребуется знать, какова же валентность кислотного остатка. Например, нужно вычислить валентности атомов всех элементов в соединении с формулой FeSO4.
- Атом кислорода двухвалентен, всего на кислород приходится II × 4 = 8 единиц валентности.
- Валентность кислотного остатка SO4 равна II (как ее определить, написано в статье «Формулы кислот»).
- По правилу 3 валентность железа в этом случае тоже равна II.
- Центральный атом здесь S. Кислород присоединяет один атом железа, расходуя на него две валентные единицы, следовательно, на серу их остаётся 8 — 2 = 6 единиц валентности. Так как в формуле FeSO4 один атом серы, то это и есть ее валентность.
Следует отметить, что термин «валентность» чаще использую в органической химии. При составлении формул неорганических соединений чаще используют понятие «степень окисления».
life-students.ru
Как определить валентность в соединении?
Для начала, дадим определение самого понятия «валентность», а также расскажем о том, как определить валентность при помощи Периодической таблицы Д.И. Менделеева.Валентность — это свойство атома химического элемента присоединять или замещать определенное число атомов другого элемента. Мерой валентности служит число химических связей, образуемых атомом данного химического элемента с другими атомами, т.е., простыми словами, валентность – это способность образовывать химические связи с другими атомами. Высшая валентность атома равна номеру группы, в которой он расположен, а низшая – разнице между числом восемь и номером группы.При определении валентности элемента в сложных соединениях, т.е. состоящих из нескольких атомов следует запомнить, что валентности водорода, фтора, кислорода и алюминия постоянны и равны I, I, II и III, соответственно. Также, следует не забывать о том, что валентности элементов IA и IIA групп постоянны и равны номеру группы, т.е., валентность натрия равна I, т.к. он находится в IA группе, валентность кальция равна II, т.к. он находится во IIA группе.Итак, в соединении бромат натрия — 
, валентности натрия, брома и кислорода равны I, I и II, а степени окисления +1, +1 и -2, соответственно. В соединении перманганат калия — 
, валентности калия, марганца и кислорода равны I, VII и II, а степени окисления +1, +7 и -2, соответственно. В соединении дихромат калия — 
, валентности калия, хрома и кислорода равны I, VI и II, а степени окисления +1, +6 и -2, соответственно.
ru.solverbook.com
Валентность химических элементов
Рассматривая формулы различных соединений, нетрудно заметить, что число атомов одного и того же элемента в молекулах различных веществ не одинаково. Например, HCl, Nh5Cl, h3S, h4PO4 и т.д. Число атомов водорода в этих соединениях изменяется от 1 до 4. Это характерно не только для водорода.
Как же угадать, какой индекс поставить рядом с обозначением химического элемента? Как составляются формулы вещества? Это легко сделать, когда знаешь валентность элементов, входящих в состав молекулы данного вещества.
Валентность – это свойство атома данного элемента присоединять, удерживать или замещать в химических реакциях определённое количество атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода. Поэтому иногда определение валентности формулируют так: валентность – это свойство атома данного элемента присоединять или замещать определённое количество атомов водорода.
Если к одному атому данного элемента прикрепляется один атом водорода, то элемент одновалентен, если два – двухвалентен и т.д. Водородные соединения известны не для всех элементов, но почти все элементы образуют соединения с кислородом О. Кислород считается постоянно двухвалентным.
Постоянная валентность:
I – H, Na, Li, K, Rb, CsII – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, CdIII – B, Al, Ga, In
Но как поступить в том случае, если элемент не соединяется с водородом? Тогда валентность необходимого элемента определяют по валентности известного элемента. Чаще всего её находят, используя валентность кислорода, потому что в соединениях его валентность всегда равно 2. Например, не составит труда найти валентность элементов в следующих соединениях: Na2O (валентность Na – 1, O – 2), Al2O3 (валентность Al – 3, O – 2).
Химическую формулу данного вещества можно составить, только зная валентность элементов. Например, составить формулы таких соединений, как CaO, BaO, CO, просто, потому что число атомов в молекулах одинаково, так как валентности элементов равны.
А если валентности разные? Когда мы действуем в таком случае? Необходимо запомнить следующее правило: в формуле любого химического соединения произведение валентности одного элемента на число его атомов в молекуле равно произведению валентности на число атомов другого элемента. Например, если известно, что валентность Mn в соединении равна 7, а O – 2, тогда формула соединения будет выглядеть так Mn2O7.
Как же мы получили формулу?
Рассмотрим алгоритм составления формул по валентности для состоящих из двух химических элементов.
Существует правило, что число валентностей у одного химического элемента равно числу валентностей у другого. Рассмотрим на примере образования молекулы, состоящей из марганца и кислорода.Будем составлять в соответствии с алгоритмом:
1. Записываем рядом символы химических элементов:
Mn O
2. Ставим над химическими элементами цифрами их валентности (валентность химического элемента можно найти в таблице периодической системы Менделева, у марганца – 7, у кислорода – 2.
3. Находим наименьшее общее кратное (наименьшее число, которое делится без остатка на 7 и на 2). Это число 14. Делим его на валентности элементов 14 : 7 = 2, 14 : 2 = 7, 2 и 7 будут индексами, соответственно у фосфора и кислорода. Подставляем индексы.
Зная валентность одного химического элемента, следуя правилу: валентность одного элемента × число его атомов в молекуле = валентность другого элемента × число атомов этого (другого) элемента, можно определить валентность другого.
Mn2O7 (7 · 2 = 2 · 7).
2х = 14,
х = 7.
Понятие о валентности было введено в химию до того, как стало известно строение атома. Сейчас установлено, что это свойство элемента связано с числом внешних электронов. Для многих элементов максимальная валентность вытекает из положения этих элементов в периодической системе.
Остались вопросы? Хотите знать больше о валентности?Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
blog.tutoronline.ru
