Kémiai elemek atomjai képződhetnek eltérő szám kapcsolatokat. Ennek a képességnek különleges neve van - vegyérték. Kitaláljuk, hogyan határozzuk meg a vegyértéket a periódusos táblázat segítségével, megtudjuk, mi az a különbsége a fokozattól Az oxidáció során meglátjuk a szénre, foszforra, cinkre jellemző mintázatokat, megtanuljuk megtalálni a kémiai elemek vegyértékét.

Kapcsolatban áll

Alapinformációk

A vegyérték a különböző kémiai elemek atomjainak azon képessége, hogy kötést képezzenek egymással. Más szóval azt mondhatjuk, hogy ez egy atom azon képessége, hogy bizonyos számú másik atomot magához tud kapcsolódni.

Fontos! Ez nem mindig egy állandó szám ugyanarra az elemre. Különböző vegyületekben egy elemnek különböző jelentése lehet.

Meghatározás a D.I. táblázat szerint. Mengyelejev

Az atom ezen képességének meghatározásához tudnia kell, hogy mit a periódusos rendszer csoportjai és alcsoportjai.

Ezek függőleges oszlopok, amelyek az összes elemet egy bizonyos kritérium szerint osztják fel. A jellemzőtől függően az elemek felosztását különböztetjük meg.

Ezek az oszlopok az elemeket nehéz és könnyű elemekre, valamint alcsoportokra osztják fel - halogének, inert gázok és hasonlók.

Tehát egy elem kötésképző képességének meghatározásához két szabályt kell követnie:

• Egy elem legmagasabb vegyértéke megegyezik a csoportszámával.
• A legalacsonyabb vegyértéket a 8-as szám és annak a csoportnak a száma közötti különbségként találjuk, amelyben az elem található.

Például a foszfor magasabb vegyértéket mutat V – P 2 O 5 és alacsonyabb (8-5) = 3 – PF 3.

Érdemes megjegyezni néhány fő jellemzőt és jellemzőt ennek a mutatónak a meghatározásakor:

• A hidrogén vegyértéke mindig I – H 2 O, HNO 3, H 3 PO 4.
• A vegyérték mindig egyenlő a II - CO 2, SO 3 értékkel.
• A fő alcsoportban található fémek esetében ez a mutató mindig megegyezik a csoport számával - Al 2 O 3, NaOH, KH.
• A nem fémek esetében leggyakrabban csak két vegyérték jelenik meg - magasabb és alacsonyabb.

Vannak olyan elemek is, amelyek lehetnek 3 vagy 4 különböző érték ezt a mutatót. Ezek közé tartozik a klór, bór, jód, króm, kén és mások. Például a klór vegyértéke I, III, V, VII - HCl, ClF 3, ClF 5, HClO 4.

Meghatározás képlet alapján

A képlet alapján történő meghatározásához több szabályt használhat:

1. Ha egy kettős vegyületben az egyik elem vegyértéke (V) ismert: tegyük fel, hogy létezik szén és oxigén vegyület CO 2, és tudjuk, hogy az oxigén vegyértéke mindig egyenlő a II-vel, akkor használhatjuk a a következő szabály: az egyik elem atomszámának V-vel való szorzata egyenlő legyen egy másik elem atomszámának V-vel való szorzatával. Így a vegyértéket így találhatjuk meg - 2 × 2 (egy molekulában ott 2 oxigénatom van, ahol V = 2), azaz szén vegyértéke 4. Nézzünk még néhány példát: P 2 O 5 - itt a foszfor vegyértéke = (5*2)/2 = 5. HCl - a klór vegyértéke egyenlő lesz I-vel, mivel ebben a molekulában 1 hidrogénatom van, és V = 1.
2. Ha több egy csoportot alkotó elem vegyértéke ismert: a nátrium-hidroxid NaOH molekulájában az oxigén vegyértéke II, a hidrogén vegyértéke I, így az -OH csoportnak egy szabad vegyértéke van, mivel az oxigén csak egy hidrogénatom kapcsolódik és még egy kötés szabad. A nátrium csatlakozik hozzá. Megállapíthatjuk, hogy a nátrium egyértékű elem.

Különbség az oxidációs állapot és a vegyérték között

Nagyon fontos megérteni e fogalmak közötti alapvető különbséget. Az oxidációs állapot az hagyományos elektromos töltés, amellyel az atom magja rendelkezik, míg a vegyérték azon kötések száma, amelyeket egy elem magja létrehozhat.

Nézzük meg közelebbről, mi az oxidációs állapot. A modern atomszerkezet-elmélet szerint egy elem magja pozitív töltésű protonokból és töltés nélküli neutronokból áll, körülötte pedig negatív töltésű elektronok, amelyek kiegyenlítik az atommag töltését és elektromosan semlegessé teszik az elemet.

Ha egy atom kötést hoz létre egy másik elemmel, akkor az elektronokat adományoz vagy fogad el, vagyis kilép az egyensúlyi állapotból, és elektromos töltést kezd. Sőt, ha egy atom felad egy elektront, az pozitív töltésű lesz, ha pedig elfogadja, akkor negatív töltésű lesz.

Figyelem! A klór és a hidrogén HCl vegyületében a hidrogén egy elektront ad fel és +1 töltést vesz fel, a klór pedig egy elektront vesz fel és negatív -1 lesz. A komplex vegyületekben, HNO 3 és H 2 SO 4, az oxidációs állapot H +1 N +5 O 3 -2 és H 2 +1 S +6 O 4 -2 lesz.

A két definíciót összehasonlítva megállapíthatjuk, hogy a vegyérték és az oxidációs állapot gyakran megegyezik: a hidrogén vegyértéke +1 és vegyérték I, az oxigén oxidációs állapota -2 és V II, de nagyon fontos megjegyezni, hogy ezt a szabályt nem mindig tartják be!

A formaldehid nevű, HCOH képletű szerves szénvegyületben a szén oxidációs foka 0, de V értéke 4. A hidrogén-peroxidban H 2 O 2 az oxigén oxidációs foka +1, de V egyenlő marad. Ezért ezt a kettőt nem szabad azonosítani, mivel bizonyos esetekben ez hibához vezethet.

A közös elemek vegyértékei

Hidrogén

Az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló elem az univerzumban, számos vegyületben és mindig V=1. Ennek oka a külső elektronpályája szerkezete, amelyben a hidrogénnek 1 elektronja van.

Az első szinten egyszerre legfeljebb két elektron lehet, tehát a hidrogén vagy feladhatja az elektronját és kötést hozhat létre (az elektronhéj üres marad), vagy befogadhat 1 elektront, ezzel is új kötést képezve (az elektront héj teljesen meg lesz töltve).

Példa: H 2 O – 2 V=1 hidrogénatom két vegyértékű oxigénnel van kapcsolatban; HCl – egyértékű klór és hidrogén; A HCN egy hidrogén-cianid, ahol a hidrogén V értéke is 1.

Szén

A szénnek II vagy IV vegyértéke lehet. Ez a külső elektronszint szerkezetének köszönhető, amely 2 elektront tartalmaz, ha feladja őket, akkor a V értéke II. Vagyis 2 elektron 2 új kötést hozott létre, például a CO-szén-monoxid vegyületet, ahol az oxigén és a hidrogén is kétértékű. Vannak azonban olyan helyzetek, amikor az egyik elektron az első szintről a másodikra ​​kerül a szén 4 szabad elektronhoz jut, amelyek kötéseket alkothatnak: CO 2, HCOOH, H 2 CO 3.

Foszfor

Ennek az elemnek lehet III és V vegyértéke. A korábbi esetekhez hasonlóan ez a külső elektronszint szerkezetének köszönhető, amelyen 3 elektron van, azaz képes 3 kötést létrehozni, de a szénhez hasonlóan ez is ha 1 elektront tud átvinni az s-pályáról a d-pályára, akkor 5 párosítatlan elektron lesz, ami azt jelenti, hogy a vegyérték is egyenlő lesz V-vel. Például: PH 3, P 2 O 5, H 3 PO 4 .

Cink

Főcsoportelemként és fémként a cinknek csak olyan vegyértéke lehet megegyezik a csoportszámával, azaz 2. Minden vegyületében a cink vegyértéke II és nem függ az elem típusától és a vele való kötés típusától. Példa: ZnCl 2, ZnO, ZnH 2, ZnSO 4.

Kémiai elemek vegyértékének meghatározása

A vegyérték vizsgálata periódusos rendszer segítségével

Következtetés

Most már tudja, mi a vegyérték, hogyan különbözik az oxidációs állapottól, és könnyen meghatározhatja az elemek vegyértékét képletek vagy periódusos rendszer segítségével.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk a módszereket és megértjük hogyan határozzuk meg a vegyértéket a periódusos rendszer elemei.

A kémiában elfogadott, hogy a kémiai elemek vegyértéke a periódusos rendszer csoportjával (oszlopával) határozható meg. A valóságban egy elem vegyértéke nem mindig felel meg a csoportszámnak, de a legtöbb esetben egy bizonyos vegyérték ezzel a módszerrel ad helyes eredményt, különböző tényezőktől függően az elemeknek egynél több vegyértéke van.

A vegyérték mértékegysége egy hidrogénatom vegyértéke 1, vagyis a hidrogén egyértékű. Ezért egy elem vegyértéke azt jelzi, hogy a kérdéses elem egy atomja hány hidrogénatomhoz kapcsolódik. Például HCl, ahol a klór egyértékű; H2O, ahol az oxigén kétértékű; NH3, ahol a nitrogén háromértékű.

Hogyan határozzuk meg a vegyértéket a periódusos rendszer segítségével.

A periódusos rendszer kémiai elemeket tartalmaz, amelyeket bizonyos elvek és törvények szerint helyeznek el. Minden elem a helyén áll, amit jellemzői és tulajdonságai határoznak meg, és minden elemnek saját száma van. A vízszintes vonalakat pontoknak nevezzük, amelyek az első sortól lefelé növekednek. Ha egy periódus két sorból áll (amint azt az oldalsó számozás jelzi), akkor az ilyen időszakot nagynak nevezzük. Ha csak egy sora van, akkor kicsinek nevezzük.

Emellett a táblázatban vannak csoportok, amelyekből összesen nyolc van. Az elemek függőleges oszlopokban helyezkednek el. Itt az elhelyezésük egyenetlen - az egyik oldalon több elem (főcsoport), a másikon - kevesebb (oldalcsoport).

A vegyérték az atom azon képessége, hogy bizonyos számú kémiai kötést hozzon létre más elemek atomjaival. a periódusos rendszer használata segít megérteni a vegyértéktípusok ismereteit.

A másodlagos alcsoportok elemeinél (és ezek csak a fémeket tartalmazzák) emlékezni kell a vegyértékre, különösen mivel a legtöbb esetben egyenlő I, II, ritkábban III. Ezenkívül meg kell jegyeznie azon kémiai elemek vegyértékeit, amelyeknek kettőnél több jelentése van. Vagy tartson mindig kéznél egy elem vegyértéktáblázatot.

Algoritmus a vegyérték meghatározására a kémiai elemek képleteivel.

1. Írja fel egy kémiai vegyület képletét!

2. Jelölje ki az elemek ismert vegyértékét!

3. Keresse meg a vegyérték és az index legkisebb közös többszörösét!

4. Határozza meg a legkisebb közös többszörös és a második elem atomszámának arányát! Ez a kívánt vegyérték.

5. Ellenőrizze az egyes elemek vegyértékének és indexének megszorzásával. Termékeiknek egyenlőnek kell lenniük.

Példa: Határozzuk meg a hidrogén-szulfid elemek vegyértékét.

1. Írjuk fel a képletet:

2. Jelöljük az ismert vegyértéket:

3. Keresse meg a legkisebb közös többszöröst:

4. Határozza meg a legkisebb közös többszörös arányát a kénatomok számához:

5. Ellenőrizzük:

A kémiai vegyületek egyes atomjainak jellemző vegyértékértékeinek táblázata.

Elemek	Vegyérték	Csatlakozási példák
		H 2, HF, Li 2O, NaCl, KBr
O, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn		H 2 O, MgCl 2, CaH 2, SrBr 2, BaO, ZnCl 2
		CO 2, CH4, SiO 2, SiCl 4
		CrCl 2, CrCl 3, CrO 3
		H 2S, SO 2, SO3
		NH 3, NH 4 Cl, HNO 3
		PH 3, P 2 O 5, H 3 PO 4
		SnCl 2, SnCl 4, PbO, PbO 2
		HCl, ClF 3, BrF 5, IF 7

Az atomok és molekulák szerkezetére vonatkozó ismeretek 19. századi szintje nem tette lehetővé, hogy megmagyarázzuk, miért alakítanak ki bizonyos számú kötést az atomok más részecskékkel. A tudósok ötletei azonban megelőzték korukat, és a vegyértéket még mindig a kémia egyik alapelveként tanulmányozzák.

A „kémiai elemek vegyértéke” fogalmának megjelenésének történetéből

A 19. század kiváló angol kémikusa, Edward Frankland bevezette a „kötés” kifejezést a tudományos használatba, hogy leírja az atomok egymás közötti kölcsönhatásának folyamatát. A tudós észrevette, hogy egyes kémiai elemek ugyanannyi más atommal alkotnak vegyületeket. Például a nitrogén három hidrogénatomot köt egy ammónia molekulához.

1852 májusában Frankland feltételezte, hogy egy atom meghatározott számú kémiai kötést tud kialakítani más apró anyagrészecskékkel. Frankland a "kohéziós erő" kifejezést használta annak leírására, amit később vegyértéknek neveznek. Egy brit vegyész megállapította, hogy a 19. század közepén ismert egyes elemek atomjai hány kémiai kötést alkotnak. Frankland munkája fontos hozzájárulást jelentett a modern szerkezeti kémiához.

Nézetfejlődés

német kémikus F.A. Kekule 1857-ben bebizonyította, hogy a szén négybázisú. Legegyszerűbb vegyületében, a metánban 4 hidrogénatommal jönnek létre kötések. A tudós az „alaposság” kifejezést használta az elemek azon tulajdonságának jelölésére, hogy szigorúan meghatározott számú egyéb részecskékhez kapcsolódjanak. Oroszországban az adatokat A. M. Butlerov (1861) rendszerezte. A kémiai kötések elmélete az elemek tulajdonságainak periodikus változásának tanának köszönhetően tovább fejlődött. Szerzője egy másik kiemelkedő D.I. Bebizonyította, hogy a kémiai elemek vegyértékét a vegyületekben és más tulajdonságokat a periódusos rendszerben elfoglalt helyzetük határozza meg.

A vegyérték és a kémiai kötés grafikus ábrázolása

A molekulák vizuális ábrázolásának képessége a vegyértékelmélet egyik kétségtelen előnye. Az első modellek az 1860-as években jelentek meg, 1864 óta pedig olyan körök ábrázolására szolgálnak, amelyek belsejében vegyi jelzés található. Az atomok szimbólumai között kötőjel van feltüntetve, és ezeknek a soroknak a száma megegyezik a vegyértékértékkel. Ugyanebben az években készültek el az első golyós-botos modellek (lásd a bal oldali képet). 1866-ban Kekule javasolta a szénatom sztereokémiai rajzát tetraéder formájában, amelyet beiktatott Szerves kémia című tankönyvébe.

A kémiai elemek vegyértékét és a kötések kialakulását G. Lewis tanulmányozta, aki 1923-ban publikálta munkáit. Így nevezték el a legkisebb negatív töltésű részecskéket, amelyek az atomok héját alkotják. Lewis könyvében a négy oldal körül pontokat használt a vegyértékelektronok ábrázolására.

A hidrogén és az oxigén vegyértéke

Létrehozása előtt a vegyületekben lévő kémiai elemek vegyértékét általában azokkal az atomokkal hasonlították össze, amelyekről ismert volt. A hidrogént és az oxigént választották szabványnak. Egy másik kémiai elem vonzott vagy helyettesített bizonyos számú H és O atomot.

Ily módon az egyértékű hidrogénnel rendelkező vegyületek tulajdonságait meghatározták (a második elem vegyértékét római számmal jelöljük):

• HCl – klór (I):
• H20 - oxigén (II);
• NH3 - nitrogén (III);
• CH4 - szén (IV).

A K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 oxidokban a fémek és nemfémek oxigén vegyértékét a hozzáadott O atomok számának megduplázásával határoztuk meg. A következő értékeket kaptuk: K (. I), C(II), N(III), Si(IV), S(VI).

Hogyan határozzuk meg a kémiai elemek vegyértékét

A megosztott elektronpárokat magában foglaló kémiai kötések kialakulásában vannak törvényszerűségek:

• A hidrogén tipikus vegyértéke az I.
• Az oxigén szokásos vegyértéke a II.
• A nem fémes elemek esetében a legalacsonyabb vegyértéket a 8-as képlet határozza meg - annak a csoportnak a száma, amelyben a periódusos rendszerben találhatók. A legmagasabbat, ha lehetséges, a csoportszám határozza meg.
• Az oldalsó alcsoportok elemeinél a maximális lehetséges vegyérték megegyezik a periódusos rendszerben szereplő csoportszámukkal.

A kémiai elemek vegyértékének meghatározása a vegyület képlete szerint a következő algoritmussal történik:

1. Írja be az egyik elem ismert értékét a vegyjel fölé! Például Mn 2 O 7-ben az oxigén vegyértéke II.
2. Számítsa ki a teljes értéket, amelyhez meg kell szorozni a vegyértéket a molekulában lévő azonos kémiai elem atomjainak számával: 2 * 7 = 14.
3. Határozza meg a második elem vegyértékét, amelyre ismeretlen! A 2. lépésben kapott értéket elosztjuk a molekulában lévő Mn atomok számával.
4. 14: 2 = 7. magasabb oxidjában - VII.

Állandó és változó vegyérték

A hidrogén és az oxigén vegyértékértékei különböznek. Például a H2S vegyületben a kén kétértékű, az SO 3 képletben pedig hat vegyértékű. A szén oxigénnel CO-monoxidot és CO 2 -dioxidot képez. Az első vegyületben a C vegyértéke II, a másodikban pedig IV. Ugyanez az érték metánban CH 4.

A legtöbb elem nem állandó, hanem változó vegyértéket mutat, például foszfor, nitrogén, kén. A jelenség fő okainak keresése a kémiai kötésekre vonatkozó elméletek, az elektronok vegyértékhéjára és a molekulapályákra vonatkozó elképzelések megjelenéséhez vezetett. Ugyanazon tulajdonság különböző értékeinek létezését az atomok és molekulák szerkezete szempontjából magyarázták.

Modern ötletek a vegyértékről

Minden atom egy pozitív magból áll, amelyet negatív töltésű elektronok vesznek körül. Az általuk kialakított külső héj néha befejezetlen. Az elkészült szerkezet a legstabilabb, 8 elektront tartalmaz (oktett). A megosztott elektronpárok miatti kémiai kötés kialakulása az atomok energetikailag kedvező állapotához vezet.

A vegyületek képzésének szabálya az, hogy a héjat elektronok befogadásával vagy páratlanok feladásával kell kiegészíteni - attól függően, hogy melyik folyamat könnyebb. Ha egy atom olyan negatív részecskéket biztosít, amelyeknek nincs párja a kémiai kötés kialakításához, akkor annyi kötést képez, ahány párosítatlan elektronja van. A modern fogalmak szerint a kémiai elemek atomjainak vegyértéke egy bizonyos szám kialakításának képessége kovalens kötések. Például a H 2 S hidrogén-szulfid molekulában a kén II (-) vegyértéket kap, mivel minden atom két elektronpár kialakításában vesz részt. A "-" jel az elektronpár vonzását jelzi az elektronegatívabb elemhez. Azoknál, amelyek kevésbé elektronegatívak, a „+” hozzáadódik a vegyértékhez.

A donor-akceptor mechanizmussal a folyamat az egyik elem elektronpárjait és egy másik szabad vegyértékpályáját foglalja magában.

A vegyérték függése az atomszerkezettől

Vizsgáljuk meg példaként a szén és az oxigén felhasználásával, hogy a kémiai elemek vegyértéke hogyan függ az anyag szerkezetétől. A periódusos rendszer képet ad a szénatom főbb jellemzőiről:

• kémiai jel - C;
• elemszám - 6;
• magtöltés - +6;
• protonok az atommagban - 6;
• elektronok - 6, köztük 4 külső, amelyek közül 2 egy párt alkot, 2 - párosítatlan.

Ha a szén-monoxidban lévő szénatom két kötést alkot, akkor csak 6 negatív részecske jön létre. Az oktett megszerzéséhez a pároknak 4 külső negatív részecskét kell alkotniuk. A szén dioxidban IV (+), metánban IV (-) vegyértékű.

Az oxigén atomszáma 8, a vegyértékhéj hat elektronból áll, amelyek közül 2 nem alkot párat, és más atomokkal kémiai kötésekben és kölcsönhatásokban vesz részt. Az oxigén tipikus vegyértéke II (-).

Vérérték és oxidációs állapot

Sok esetben kényelmesebb az „oxidációs állapot” fogalmát használni. Így nevezik az atomon lévő töltést, amely akkor keletkezne, ha az összes kötőelektront egy magasabb elektronegativitású (EO) elemre helyeznénk át. Egy egyszerű anyag oxidációs száma nulla. Az elektronegatívabb elem oxidációs állapotához egy „+” jelet adunk egy kevésbé elektronegatív elem oxidációs állapotához. Például a fő alcsoportok fémeire jellemző a „+” jelű csoportszámmal megegyező oxidációs állapot és iontöltés. A legtöbb esetben ugyanabban a vegyületben az atomok vegyértéke és oxidációs állapota számszerűen megegyezik. Csak több elektronegatív atommal való kölcsönhatás esetén pozitív az oxidációs állapot, az alacsonyabb EO-val rendelkező elemeknél negatív. A „valencia” fogalmát gyakran csak molekulaszerkezettel rendelkező anyagokra alkalmazzák.

A különböző kémiai elemek különböznek abban a képességükben, hogy kémiai kötéseket képeznek, azaz más atomokkal egyesülnek. Ezért összetett anyagokban csak bizonyos arányban lehetnek jelen. Nézzük meg, hogyan határozzuk meg a vegyértéket a periódusos táblázat segítségével.

Van egy ilyen definíció a vegyértékre: ez az atom azon képessége, hogy bizonyos számú kémiai kötést hozzon létre. A -tól eltérően ez a mennyiség mindig csak pozitív, és római számokkal jelöljük.

A hidrogénre ezt a karakterisztikát használjuk egységként, amelyet egyenlőnek veszünk I-vel. Ez a tulajdonság azt mutatja meg, hogy egy adott elem hány egyértékű atommal tud egyesülni. Az oxigén esetében ez az érték mindig megegyezik a II.

Az anyagok kémiai képletei és egyenletei helyes felírásához ismerni kell ezt a jellemzőt. Ennek az értéknek az ismerete segít megállapítani a kapcsolatot a molekulában lévő különböző típusú atomok száma között.

Ez a koncepció században keletkezett a kémiában. Frankland elindított egy elméletet, amely az atomok különböző arányú kombinációját magyarázza, de a „kötőerővel” kapcsolatos elképzelései nem voltak túl elterjedtek. Az elmélet kidolgozásában a döntő szerep Kekuláé volt. Bázikusságnak nevezte azt a tulajdonságot, hogy bizonyos számú kötés létrejön. Kekulé úgy vélte, hogy ez minden atomtípus alapvető és változatlan tulajdonsága. Butlerov fontos kiegészítéseket tett az elmélethez. Ennek az elméletnek a fejlődésével lehetővé vált a molekulák vizuális ábrázolása. Ez nagyon hasznos volt a különféle anyagok szerkezetének tanulmányozásában.

Miben segíthet a periódusos rendszer?

A valenciát a rövid periódusú változatban található csoportszám alapján találhatja meg. A legtöbb elemnél, amelynél ez a jellemző állandó (csak egy értéket vesz fel), egybeesik a csoportszámmal.

Az ilyen tulajdonságoknak fő alcsoportjai vannak. Miért? A csoportszám a külső héjban lévő elektronok számának felel meg. Ezeket az elektronokat vegyértékelektronoknak nevezzük. Felelősek azért, hogy más atomokkal kapcsolódjanak.

A csoport hasonló elektronikus héjszerkezetű elemekből áll, és a nukleáris töltés fentről lefelé növekszik. Rövid távú formában minden csoport egy fő és egy másodlagos alcsoportra oszlik. A fő alcsoportok képviselői az s és p elemek, az oldalsó alcsoportok képviselői elektronokkal rendelkeznek d és f pályán.

Hogyan határozható meg a kémiai elemek vegyértéke, ha megváltozik? Egybeeshet a csoportszámmal, vagy egyenlő lehet a csoportszám mínusz nyolcval, és más értékeket is felvehet.

Fontos! Minél magasabban és jobbra van az elem, annál kevésbé képes kapcsolatteremtésre. Minél jobban el van tolva lefelé és balra, annál nagyobb.

A periódusos rendszerben egy adott típusú atom vegyértékének változása az elektronhéj szerkezetétől függ. A kén például lehet két-, tetra- és hat vegyértékű.

A kén alap (gerjesztetlen) állapotában két párosítatlan elektron található a 3p alszinten. Ebben az állapotban két hidrogénatommal egyesülhet, és hidrogén-szulfidot képezhet. Ha a kén gerjesztettebb állapotba kerül, akkor egy elektron a szabad 3d alszintre kerül, és 4 párosítatlan elektron lesz.

A kén négyértékű lesz. Ha még több energiát adsz neki, akkor egy másik elektron a 3s alszintről a 3d-be kerül. A kén még izgatottabb állapotba kerül, és hat vegyértékűvé válik.

Állandó és változó

Néha a kémiai kötések kialakításának képessége megváltozhat. Attól függ, hogy az elem melyik vegyületben található. Például a kén a H2S-ben kétértékű, a SO2-ban négy vegyértékű, a SO3-ban pedig hat vegyértékű. Ezen értékek közül a legnagyobbat a legmagasabbnak, a legkisebbet a legalacsonyabbnak nevezzük. A periódusos rendszer szerinti legmagasabb és legalacsonyabb vegyérték a következőképpen állapítható meg: a legmagasabb egybeesik a csoportszámmal, a legalacsonyabb pedig 8 mínusz a csoportszámmal.

Hogyan határozható meg a kémiai elemek vegyértéke, és hogy változik-e? Meg kell határoznunk, hogy fémről vagy nem fémről van-e dolgunk. Ha fémről van szó, meg kell határoznia, hogy a fő vagy a másodlagos alcsoportba tartozik-e.

• A fő alcsoportok fémei állandóan képesek kémiai kötéseket létrehozni.
• Másodlagos alcsoportok fémei esetében - változó.
• A nemfémeknél ez is változó. A legtöbb esetben két jelentése van - magasabb és alacsonyabb, de néha több lehetőség is lehet. Ilyen például a kén, klór, bróm, jód, króm és mások.

Vegyületekben a legalacsonyabb vegyértéket a periódusos rendszerben magasabb és jobb oldali elem mutatja, a legmagasabb pedig az, amelyik balra és alacsonyabbra van.

A kémiai kötések kialakításának képessége gyakran kettőnél több jelentést is felvesz. Akkor nem fogja tudni felismerni őket a táblázatból, de meg kell tanulnia őket. Példák ilyen anyagokra:

• szén;
• kén;
• klór;
• bróm.

Hogyan határozható meg egy elem vegyértéke egy vegyület képletében? Ha az anyag más összetevőiről ismert, ez nem nehéz. Például ki kell számítania ezt a tulajdonságot a NaCl-ben lévő klórra. A nátrium az első csoport fő alcsoportjának eleme, tehát egyértékű. Következésképpen az ebben az anyagban lévő klór is csak egy kötést tud létrehozni, és szintén egyértékű.

Fontos! Ezt a tulajdonságot azonban nem mindig lehet egy összetett anyag összes atomjára kideríteni. Vegyük például a HClO4-et. A hidrogén tulajdonságainak ismeretében csak azt tudjuk megállapítani, hogy a ClO4 egy vegyértékű maradék.

Máshogyan lehet megtudni ezt az értéket?

A bizonyos számú kapcsolat kialakításának képessége nem mindig esik egybe a csoportszámmal, és bizonyos esetekben egyszerűen meg kell tanulni. Itt a kémiai elemek vegyértéktáblázata jön segítségül, amely ennek az értéknek az értékeit mutatja. A 8. osztályos kémia tankönyv értékeket ad a legelterjedtebb atomtípusok más atomjaival való kombinálhatósághoz.

H, F, Li, Na, K	1
O, Mg, Ca, Ba, Sr, Zn	2
B, Al	3
C, Si	4
Cu	1, 2
Fe	2, 3
Kr	2, 3, 6
S	2, 4, 6
N	3, 4
P	3, 5
Sn, Pb	2, 4
Cl, Br, I	1, 3, 5, 7

Alkalmazás

Érdemes elmondani, hogy a vegyészek jelenleg alig használják a periódusos rendszer szerinti vegyérték fogalmát. Ehelyett az oxidációs állapot fogalmát az anyag azon képességére használják, hogy bizonyos számú kapcsolatot tudjon kialakítani, szerkezetű anyagok esetében - kovalens, ionos szerkezetű anyagoknál - iontöltés.

A vizsgált koncepciót azonban módszertani célokra használjuk. Segítségével könnyen megmagyarázható, hogy miért atomok különböző típusok kombináljuk az általunk megfigyelt arányokban, és miért különböznek ezek az arányok a különböző vegyületeknél.

Jelenleg elavult az a megközelítés, amely szerint az elemek új anyagokká való kombinálását mindig a periódusos rendszer szerinti vegyértékkel magyarázták, függetlenül a vegyületben lévő kötés típusától. Ma már tudjuk, hogy az ionos, kovalens és fémes kötéseknél különböző mechanizmusok léteznek az atomok molekulákká való egyesítésére.

Hasznos videó

Foglaljuk össze

A periódusos rendszer segítségével nem lehet minden elemre meghatározni a kémiai kötések kialakításának képességét. Azoknál, amelyek a periódusos rendszer szerint egy vegyértéket mutatnak, a legtöbb esetben megegyezik a csoportszámmal. Ha két lehetőség van erre az értékre, akkor ez lehet egyenlő a csoport számával vagy nyolc mínusz a csoportszámmal. Vannak speciális táblázatok is, amelyekből megtudhatja ezt a jellemzőt.

Kapcsolatban áll

Az elemek vegyértéke Eddig a tankönyvben szereplő anyagok kémiai képleteit használta, vagy azokat, amelyeket a tanára mondott. Hogyan kell helyesen összeállítani a kémiai képleteket? Az anyagok kémiai képleteit az anyag minőségi és mennyiségi összetételének ismerete alapján állítják össze. Természetesen rengeteg anyag létezik, lehetetlen megjegyezni az összes képletet. Ez nem szükséges! Fontos ismerni egy bizonyos mintát, amely szerint az atomok képesek egymással egyesülve új kémiai vegyületeket létrehozni. Ezt a képességet ún vegyérték. Vegyérték– az elemek atomjainak azon tulajdonsága, hogy bizonyos számú más elemek atomját hozzákapcsolják. Látható, hogy egy vízmolekulában egy oxigénatom két hidrogénatomot köt össze. Ezért a vegyértéke kettő. Egy metánmolekulában egy szénatom négy hidrogénatomot köt össze, vegyértéke ebben az anyagban négy. A hidrogén vegyértéke mindkét esetben eggyel egyenlő. A szén azonos vegyértéket mutat a szén-dioxidban, de a metántól eltérően a szénatom két oxigénatomot kapcsol össze, mivel az oxigén vegyértéke kettő. Vannak olyan elemek, amelyek vegyértéke nem változik a vegyületekben. Állítólag ilyen elemek vannak állandó vegyérték. Ha egy elem vegyértéke eltérő lehet, akkor ezek az elemek változó vegyérték. Néhány kémiai elem vegyértékét a 2. táblázat tartalmazza. A vegyértéket általában római számokkal jelöljük. 2. táblázat: Néhány kémiai elem vegyértéke

Elem szimbólum	Vegyérték	Elem szimbólum	Vegyérték
H, Li, Na, K, F, Ag	én	C, Si, Sn, Pb	II, IV
Legyen, Mg, Ca, Ba, Zn, O	II	N	I, II, III, IV
Al, B	III	P, As, Sb	III, V
S	II, IV, VI	Cl	I, II, III, IV, V, VII
Br, I	I, III, V	Ti	II, III, IV

Érdemes megjegyezni, hogy egy elem legmagasabb vegyértéke számszerűen egybeesik a periódusos rendszer azon csoportjának sorszámával, amelyben található. Például a szén a IV. csoportba tartozik, legmagasabb vegyértéke a IV. Három kivétel van:

• nitrogén– az V. csoportba tartozik, de legmagasabb vegyértéke IV;
• oxigén– a VI. csoportba tartozik, de legmagasabb vegyértéke a II.
• fluor– a VII. csoportba tartozik, de legmagasabb vegyértéke az I.

Abból a tényből kiindulva, hogy minden elem a periódusos rendszer nyolc csoportjában található, a vegyérték értéket vehet fel I-től VIII.

Anyagképletek készítése vegyérték felhasználásával

Az anyagok képleteinek vegyértékkel történő összeállításához egy bizonyos algoritmust fogunk használni:

A vegyérték meghatározása egy anyag képletével

Az elemek vegyértékének meghatározásához egy anyag képletével fordított eljárás szükséges. Tekintsük ezt is az algoritmus segítségével:

Ennek a szakasznak a tanulmányozása során olyan összetett anyagokat vettünk figyelembe, amelyek csak kétféle kémiai elem atomot tartalmaznak. Az összetettebb anyagok képletei eltérőek.

Bináris vegyületek – olyan vegyületek, amelyek kétféle elem atomot tartalmaznak

Az atomok vegyületeinek sorrendjének meghatározásához az anyagok szerkezeti (grafikus) képleteit használjuk. Az ilyen képletekben az elemek vegyértékét vegyértékvonásokkal (kötőjelekkel) jelöljük. Például egy vízmolekulát a következőképpen ábrázolhatunk

N─O─N

A grafikus képlet csak az atomok kapcsolódási sorrendjét ábrázolja, a molekulák szerkezetét nem. Az űrben az ilyen molekulák eltérően nézhetnek ki. Így a vízmolekula szögszerkezeti képlettel rendelkezik:

• Vegyérték– az elemek atomjainak azon képessége, hogy bizonyos számú más kémiai elem atomját hozzákapcsolják
• Vannak állandó és változó vegyértékű elemek
• Egy kémiai elem legmagasabb vegyértéke egybeesik a kémiai elemek periódusos rendszerében szereplő csoportszámával D.I. Mengyelejev. Kivételek: nitrogén, oxigén, fluor
• Bináris vegyületek– olyan vegyületek, amelyek kétféle kémiai elem atomot tartalmaznak
• A grafikus képletek vegyértékvonásokkal tükrözik az atomok kötéseinek sorrendjét egy molekulában
• A szerkezeti képlet tükrözi a molekula tényleges alakját a térben

]]>

Hasonló cikkek