Tablica Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva je višenamjenski referentni materijal koji vam omogućuje da saznate najpotrebnije podatke o kemijskim elementima. Najvažnije je poznavati glavne teze njegovog "čitanja", odnosno treba znati pozitivno koristiti ovaj informativni materijal, koji će poslužiti kao lijepa pomoć za rješavanje bilo kakvih problema u kemiji. Štoviše, tablica je dopuštena na svim vrstama kontrole znanja, uključujući i ispit.

Trebat će vam

• D.I. Mendelejevov stol, olovka, papir

Uputa

1. Tablica je struktura u kojoj su kemijski elementi smješteni prema svojim tezama i zakonima. Odnosno, dopušteno je reći da je stol višekatna "kuća" u kojoj "žive" kemijski elementi, a svaki od njih ima svoj stan pod određenim brojem. Horizontalno postoje "podovi" - razdoblja koja mogu biti mala i ogromna. Ako se razdoblje sastoji od 2 reda (što je sa strane označeno numeracijom), tada se takvo razdoblje naziva velikim. Ako ima samo jedan red, onda se naziva malim.

2. Stol je također podijeljen na "ulaze" - grupe, kojih ima po osam. Kao i u svakom ulazu, stanovi su smješteni s lijeve i desne strane, a ovdje su kemijski elementi smješteni prema istoj tezi. Samo u ovoj verziji njihov je smještaj neravnomjeran - s jedne strane elementi su veći i tada govore o glavnoj skupini, s druge - manji, a to ukazuje da je skupina sporedna.

3. Valentnost je sposobnost elemenata da stvaraju kemijske veze. Postoji kontinuirana valencija, koja se ne mijenja, i varijabla koja ima različitu vrijednost ovisno o tome u koju je tvar element uključen. Prilikom određivanja valencije prema periodnom sustavu, morate obratiti pozornost na sljedeće usporedbe: broj grupe elemenata i njegovu vrstu (odnosno glavna ili bočna skupina). Kontinuirana valencija u ovom slučaju određena je brojem grupe glavne podskupine. Da bi se saznala vrijednost varijabilne valencije (ako postoji, štoviše, tradicionalno za nemetale), potrebno je od 8 oduzeti broj skupine u kojoj se element nalazi (svakih 8 grupa - npr. lik).

4. Primjer br. 1. Ako pogledate elemente prve skupine glavne podskupine (alkalijski metali), onda je moguće zaključiti da svi imaju valenciju jednaku I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

5. Primjer br. 2. Elementi 2. skupine glavne podskupine (zemnoalkalni metali), odnosno, imaju valenciju II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).

6. Primjer br. 3. Ako govorimo o nemetalima, onda je recimo P (fosfor) u skupini V glavne podskupine. Odavde će njegova valencija biti jednaka V. Osim toga, fosfor ima još jednu vrijednost valencije, a da biste je odredili, trebate izvršiti radnju 8 - broj elementa. Dakle, 8 - 5 (broj grupe fosfora) \u003d 3. Posljedično, druga valencija fosfora je III.

7. Primjer br. 4. Halogeni su u VII skupini glavne podskupine. Stoga će njihova valencija biti jednaka VII. Međutim, s obzirom na to da su to nemetali, potrebno je izvršiti aritmetičku operaciju: 8 - 7 (broj grupe elemenata) \u003d 1. Posljedično, različita valencija halogena jednaka je I.

8. Za elemente sekundarnih podskupina (a njima pripadaju samo metali) mora se zapamtiti valencija, tim više što je u većini slučajeva jednaka I, II, rjeđe III. Također ćete morati zapamtiti valencije kemijskih elemenata koji imaju više od 2 vrijednosti.

Od škole, pa čak i prije, svi znaju, sve okolo, pa i mi sami, sastoji se od njihovih atoma - najmanjih i nedjeljivih čestica. Zbog sposobnosti atoma da se međusobno kombiniraju, raznolikost našeg svijeta je ogromna. Sposobnost ovog kemijskog atoma element stvaraju veze s drugim atomima valencija element .

Uputa

1. Reprezentacija valencije ušla je u kemiju u devetnaestom stoljeću, a zatim je za jedinicu uzeta valencija atoma vodika. Valentnost drugog element može se definirati kao broj atoma vodika koje jedan atom druge tvari veže za sebe. Poput valencije vodika, određuje se valencija kisika, koja je, kao i obično, jednaka dva i stoga vam omogućuje da jednostavnim aritmetičkim operacijama odredite valenciju drugih elemenata u spojevima s kisikom. Valence element jer je kisik jednak dvostrukom broju atoma kisika od jednog atoma danog element .

2. Za određivanje valencije element Također možete koristiti formulu. Čini se da postoji određena korelacija između valencija element, njegovu ekvivalentnu masu i molarnu masu njegovih atoma. Odnos između ovih kvaliteta izražava se formulom: Valencija \u003d Molarna masa atoma / Ekvivalentna masa. Budući da je ekvivalentna masa broj koji je potreban za zamjenu jednog mola vodika ili za reakciju s jednim molom vodika, onda što je veća molarna masa u usporedbi s ekvivalentnom masom, više atoma vodika može zamijeniti ili vezati atom na sebe element, što znači da je valencija veća.

3. Odnos između kemijskih element mi ima drugačija priroda. Može biti kovalentna veza, ionska, metalna. Da bi formirao vezu, atom mora imati: električni naboj, nespareni valentni elektron, slobodnu valentnu orbitalu ili nepodijeljeni par valentnih elektrona. Zajedno, ove značajke određuju valentno stanje i valentne sposobnosti atoma.

4. Poznavanje broja elektrona atoma, koji je jednak serijskom broju element u Periodnom sustavu elemenata, vođeni tezom o najnižoj energiji, Paulijevom tezom i Hundovim pravilom, dopušteno je izgraditi elektronsku konfiguraciju atoma. Ove konstrukcije će nam omogućiti da analiziramo vjerojatnosti valencije atoma. U svim slučajevima, prije svega, ostvaruju se vjerojatnosti stvaranja veza zbog prisutnosti nesparenih valentnih elektrona, dodatne valentne sposobnosti, poput slobodne orbite ili usamljenog para valentnih elektrona, mogu ostati neostvarene ako je to nezadovoljavajuća energija. I po svakom se od navedenog može zaključiti da je svima lakše odrediti valenciju atoma u nekom spoju, a puno je teže saznati valentne sposobnosti atoma. Međutim, praksa će to olakšati.

Slični Videi

Savjet 3: Kako odrediti valenciju kemijskih elemenata

Valence kemijski element je sposobnost atoma da veže ili zamijeni određeni broj drugih atoma ili nuklearnih skupina stvaranjem kemijske veze. Treba imati na umu da neki atomi istog kemijskog elementa mogu imati različite valencije u različitim spojevima.

Trebat će vam

• periodni sustav elemenata

Uputa

1. Vodik i kisik smatraju se jednovalentnim i dvovalentnim elementima. Mjera valencije je broj atoma vodika ili kisika koje element veže kako bi nastao hidrid ili oksid. Neka je X element čiju valenciju treba odrediti. Tada je XHn hidrid ovog elementa, a XmOn je njegov oksid.Primjer: formula amonijaka je NH3, ovdje dušik ima valenciju 3. Natrij je jednovalentan u spoju Na2O.

2. Za određivanje valencije elementa potrebno je pomnožiti broj atoma vodika ili kisika u spoju s valencijom vodika, odnosno kisika, a zatim podijeliti s brojem atoma kemijskog elementa čija se valencija nalazi.

3. Valence element također mogu odrediti drugi atomi s poznatom valencijom. U različitim spojevima, atomi istog elementa mogu pokazivati ​​različite valencije. Recimo, sumpor je dvovalentan u spojevima H2S i CuS, četverovalentan u spojevima SO2 i SF4, heksavalentan u spojevima SO3 i SF6.

4. Razmatra se maksimalna valencija elementa jednak broju elektrona u vanjskoj elektronskoj ljusci atoma. Maksimalna valencija elementi iste skupine periodnog sustava obično odgovara njegovom serijskom broju. Na primjer, maksimalna valencija ugljikovog atoma C trebala bi biti 4.

Slični Videi

Za školarce, razumijevanje tablice Mendeljejev- užasan san. Čak i trideset i šest elemenata koje učitelji obično pitaju pretvaraju se u sate zamornog nabijanja i glavobolje. Mnogi ni ne vjeruju što bi naučili stol Mendeljejev je stvaran. No korištenje mnemotehnike može školarcima znatno olakšati život.

Uputa

1. Razumjeti teoriju i preferirati potrebnu tehniku ​​Pravila koja olakšavaju pamćenje materijala nazivaju se mnemotehničkim. Njihov glavni trik je stvaranje asocijativnih poveznica, kada se apstraktne informacije upakiraju u svijetlu sliku, zvuk ili čak miris. Postoji nekoliko mnemotehničkih tehnika. Na primjer, dopušteno je pisati priču od elemenata zapamćenih informacija, tražiti suglasne riječi (rubidij - prekidač noža, cezij - Julije Cezar), uključivati ​​prostornu maštu ili lako rimovati elemente periodni sustav elemenata Mendeljejev.

2. Balada o dušiku Rimovanje elemenata Mendeljejevljevog periodnog sustava bolje je značenjem, prema određenim znakovima: prema valentnosti, na primjer. Dakle, alkalni metali se vrlo lako rimuju i zvuče kao pjesma: “Lithium, kalij, sodium, rubidium, francium cesium”. “Magnezij, kalcij, cink i barij - njihova valencija jednaka je paru” je neumireni klasik školskog folklora. Na istu temu: "Natrij, kalij, srebro - jednovalentno dobrodušno" i "Natrij, kalij i argentum - zauvijek jednovalentno." Kreacija, za razliku od nabijanja, koje traje najviše par dana, potiče dugotrajno pamćenje. To znači da ima više bajki o aluminiju, pjesama o dušiku i pjesama o valenciji - i pamćenje će ići kao po satu.

3. Kiselinski triler Kako bi se pojednostavilo pamćenje, izmišljena je priča u kojoj se elementi periodnog sustava pretvaraju u junake, detalje krajolika ili elemente radnje. Evo, recimo, svakog poznatog teksta: „Azijat (Dušik) je počeo ulijevati (Litij) vodu (Vodik) u Borik(Bohr). Ali nije nam trebao on (Neon), nego Magnolia (Magnezij).” Može se nadopuniti pričom o Ferrariju (čelik - ferrum), u kojem je tajni špijun "Klor nula sedamnaest" (17 je serijski broj klora) jahao kako bi uhvatio manijaka Arsenija (arsenik - arsenicum), koji imao 33 zuba (33 je redni broj arsena), ali mu je odjednom nešto kiselo ušlo u usta (kisik), bilo je to osam otrovanih metaka (8 je serijski broj kisika)... Dozvoljeno je nastaviti u nedogled. Inače, roman napisan na temelju periodnog sustava može se priložiti učitelju književnosti kao eksperimentalni tekst. Vjerojatno će joj se svidjeti.

4. Izgradite zamak memorije Ovo je jedan od naziva prilično učinkovite tehnike pamćenja kada je uključeno prostorno razmišljanje. Njegova je tajna u tome što svi lako možemo opisati svoju sobu ili put od kuće do trgovine, škole, instituta. Kako bi zapamtili slijed elemenata, potrebno ih je postaviti uz cestu (ili u prostoriju), te svaki element prikazati vrlo jasno, vidljivo, opipljivo. Ovdje je vodik - mršava plavuša s dugim licem. Vredni radnik, onaj koji postavlja pločice - silicij. Skupina plemića u dragocjenom automobilu - inertni plinovi. I, naravno, prodavač balona je helij.

Bilješka!
Nema potrebe da se prisiljavate da zapamtite informacije na karticama. Najbolje je cijeli element povezati s nekom briljantnom slikom. Silicij je sa Silicijskom dolinom. Litij - s litij baterijama mobitel. Može biti puno opcija. Ali kombinacija vizualne slike, mehaničke memorije, taktilnog osjeta s grube ili, obrnuto, glatke sjajne kartice, pomoći će vam da lako pokupite i najsitnije detalje iz dubina sjećanja.

Koristan savjet
Dopušteno je izvući iste kartice s podacima o elementima, kao što je to nekoć imao Mendeljejev, ali ih samo dopuniti trenutnim informacijama: recimo brojem elektrona u vanjskom sloju. Sve što trebate učiniti je izložiti ih prije spavanja.

Kemija za svakog učenika počinje periodnim sustavom i temeljnim zakonima. I tek kasnije, nakon što sam shvatio što ova teška znanost shvaća, dopušteno je početi sastavljati kemijske formule. Da biste ispravno napisali vezu, morate znati valencija atomi koji ga čine.

Uputa

1. Valencija je sposobnost nekih atoma da drže određeni broj drugih u svojoj blizini i izražava se brojem atoma koji se drže. To jest, što je moćniji element, to je veći valencija .

2. Na primjer, moguće je koristiti dva tvari– HCl i H2O. Ovo je poznato svima po klorovodičnoj kiselini i vodi. Prva tvar sadrži jedan atom vodika (H) i jedan atom klora (Cl). To sugerira da u ovom spoju tvore jednu vezu, odnosno drže jedan atom blizu sebe. posljedično, valencija a jedno i drugo jednako je 1. Jednako je lako odrediti valencija elementi koji čine molekulu vode. Sadrži dva atoma vodika i jedan atom kisika. Posljedično, atom kisika je formirao dvije veze za dodavanje 2 vodika, a oni su zauzvrat formirali po jednu vezu. Sredstva, valencija kisik je 2, a vodik 1.

3. Ali povremeno se susreću tvari mi teže u strukturi i svojstvima njihovih sastavnih atoma. Postoje dvije vrste elemenata: s kontinuiranim (kisik, vodik, itd.) i nestabilnim valencija Yu. Za atome druge vrste taj broj ovisi o spoju u koji su uključeni. Sumpor (S) je dopušten kao primjer. Može imati valencije od 2, 4, 6, a ponekad čak i 8. Određivanje sposobnosti elemenata kao što je sumpor da drže druge atome malo je teže. Da biste to učinili, morate znati svojstva drugih komponenti tvari .

4. Zapamtite pravilo: umnožak broja atoma po valencija jednog elementa u spoju mora odgovarati istom proizvodu za drugi element. To se može ponovno provjeriti upućivanjem na molekulu vode (H2O): 2 (vodikov broj) * 1 (njegov valencija) = 21 (broj kisika) * 2 (njegovo valencija) = 22 = 2 znači da je sve točno definirano.

5. Sada testirajte ovaj algoritam na težoj tvari, recimo, N2O5 - dušikovom oksidu. Prethodno je navedeno da kisik ima kontinuirani valencija 2, stoga je moguće napraviti jednadžbu: 2 ( valencija kisik) * 5 (njegov broj) \u003d X (nepoznato valencija dušik) * 2 (njegov broj) Jednostavnim aritmetičkim proračunima moguće je utvrditi da valencija dušik u sastavu ovog spoja je 5.

Valence- to je sposobnost kemijskih elemenata da zadrže određeni broj atoma drugih elemenata. Istodobno, to je broj veza koje je formirao dani atom s drugim atomima. Određivanje valencije je prilično primitivno.

Uputa

1. Imajte na umu da je indeks valencije označen rimskim brojevima i postavljen iznad znaka elementa.

2. Imajte na umu: ako je formula tvari s dva elementa ispravno napisana, tada bi pri množenju broja atoma bilo kojeg elementa njegovom valencijom svi elementi trebali imati identične proizvode.

3. Napominjemo da je valencija atoma nekih elemenata kontinuirana, dok su drugi promjenjivi, odnosno da ima kvalitetu promjene. Recimo da je vodik u svim spojevima jednovalentan, iz činjenice da tvori samo jednu vezu. Kisik može tvoriti dvije veze, dok je dvovalentan. Ali sumpor može imati valenciju II, IV ili VI. Sve ovisi o elementu s kojim se povezuje. Dakle, sumpor je element s promjenjivom valentnošću.

4. Imajte na umu da je u molekulama vodikovih spojeva izračunavanje valencije vrlo primitivno. Vodik je uvijek jednovalentan, a zadani indikator za element povezan s njim bit će jednak broju atoma vodika u ovoj molekuli. Na primjer, u CaH2, kalcij će biti dvovalentan.

5. Zapamtite osnovno pravilo za određivanje valencije: umnožak indeksa valencije atoma elementa i broja njegovih atoma u bilo kojoj molekuli uvijek je jednak umnošku indeksa valencije atoma drugog elementa i broja njegovih atoma u danoj molekuli.

6. Pogledajte formulu slova koja označava ovu jednakost: V1 x K1 \u003d V2 x K2, gdje je V valencija atoma elemenata, a K broj atoma u molekuli. Uz njegovu pomoć, lako je odrediti indeks valencije bilo kojeg elementa, ako je ostatak podataka poznat.

7. Razmotrimo primjer molekule sumporovog oksida SO2. Kisik u svim spojevima je dvovalentan, dakle, zamjenjujući vrijednosti u omjeru: Voxygen x Kisik = Vsulphur x Kser, dobivamo: 2 x 2 = Vsulphur x 2. Odavde, Vsulphur = 4/2 \u003d 2. Dakle, valencija sumpora u ovoj molekuli je 2.

Slični Videi

Otkriće periodičnog zakona i stvaranje uređenog sustava kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev je postao apogej formiranja kemije u XIX stoljeću. Znanstvenik je generalizirao i klasificirao opsežan materijal vještina o svojstvima elemenata.

Uputa

1. U 19. stoljeću nije bilo ideja o strukturi atoma. Otkriće D.I. Mendeljejev je bio samo generalizacija eksperimentalnih činjenica, ali je njihovo fizičko značenje dugo ostalo neshvatljivo. Kada su se pojavili prvi podaci o strukturi jezgre i razdvajanju elektrona u atomima, to je omogućilo da se periodični zakon i sustav elemenata pogleda iznova. Tablica D.I. Mendeljejev omogućuje vizualno praćenje periodičnosti svojstava elemenata koji se nalaze u prirodi.

2. Svakom elementu u tablici je dodijeljen određeni serijski broj (H - 1, Li - 2, Be - 3, itd.). Ovaj broj odgovara naboju jezgre (broj protona u jezgri) i broju elektrona koji se okreću oko jezgre. Broj protona je dakle jednak broju elektrona, što znači da u običnim uvjetima atom je električno neutralan.

3. Podjela na sedam razdoblja događa se prema broju energetskih slojeva atoma. Atomi prvog razdoblja imaju jednorazinsku elektronsku ljusku, drugi - dvorazinski, treći - trorazinski, itd. Kada se popuni novi energetski sloj, počinje najnovije razdoblje.

4. Prvi elementi svakog razdoblja karakterizirani su atomima koji imaju jedan elektron u vanjskom sloju - to su atomi alkalijskih metala. Razdoblja završavaju s atomima pristojnih plinova koji imaju vanjski energetski sloj potpuno ispunjen elektronima: u prvom razdoblju inertni plinovi imaju 2 elektrona, u sljedećim - 8. Upravo zbog slične strukture elektronskih ljuski skupine elemenata imaju slična fizikalna i kemijska svojstva.

5. U tablici D.I. Mendeljejeva postoji 8 glavnih podskupina. Taj je broj posljedica maksimalnog dopuštenog broja elektrona u energetskom sloju.

6. Na dnu periodnog sustava, lantanidi i aktinidi su odvojeni kao neovisni nizovi.

7. S podrškom za D.I. stol Mendeljejeva, dopušteno je promatrati periodičnost sljedećih svojstava elemenata: polumjer atoma, volumen atoma; ionizacijski potencijal; sile afiniteta elektrona; elektronegativnost atoma; oksidacijska stanja; fizikalna svojstva mogućih spojeva.

8. Na primjer, radijusi atoma, ako pogledate period, smanjuju se s lijeva na desno; rastu od vrha do dna, ako pogledate grupu.

9. Jasno praćena periodičnost u rasporedu elemenata u tablici D.I. Mendeljejev je smisleno objašnjen dosljednom prirodom punjenja energetskih slojeva elektronima.

Periodični zakon, koji je temelj moderne kemije i objašnjava valjanost metamorfoze svojstava kemijskih elemenata, otkrio je D.I. Mendeljejev 1869. godine. Fizičko značenje ovog zakona otkriva se kada se shvati teška struktura atoma.

U 19. stoljeću vjerovalo se da je nuklearna masa glavni spoj elementa, pa se stoga koristila za sistematizaciju tvari. Sada su atomi definirani i identificirani veličinom naboja njihove jezgre (broj protona i serijski broj u periodnom sustavu). Međutim, nuklearna masa elemenata, uz neke iznimke (npr. nuklearna masa kalija manja je od nuklearne mase argona), raste proporcionalno njihovom nuklearnom naboju. S povećanjem nuklearne mase dolazi do periodične metamorfoze promatra se svojstva elemenata i njihovih spojeva. To su metaličnost i nemetaličnost atoma, nuklearni polumjer i volumen, ionizacijski potencijal, afinitet elektrona, elektronegativnost, oksidacijska stanja, fizikalna svojstva spojevi (vrelište, talište, gustoća), njihova bazičnost, amfoternost ili kiselost.

Koliko je elemenata u trenutnom periodnom sustavu

Periodni sustav grafički izražava periodični zakon koji je otkrio. Trenutni periodični sustav sadrži 112 kemijskih elemenata (potonji su Meitnerius, Darmstadtius, Roentgenium i Copernicius). Prema posljednjim podacima otkriveno je i sljedećih 8 elemenata (do 120 uključivo), ali nisu svi dobili naziv, a ti elementi se još nalaze u nekoliko tiskanih publikacija. Svaki element zauzima određenu ćeliju u periodični sustav i ima svoj serijski broj, koji odgovara naboju jezgre njegovog atoma.

Kako je izgrađen periodični sustav

Strukturu periodnog sustava predstavlja sedam razdoblja, deset redova i osam skupina. Cijelo razdoblje počinje s alkalnim metalom i završava pristojnim plinom. Iznimka su 1. razdoblje, koje počinje vodikom, i sedmo nedovršeno razdoblje. Razdoblja se dijele na mala i velika. Mala razdoblja (1., 2., 3.) sastoje se od jednog vodoravnog reda, velika (četvrti, peti, šesti) - od 2 vodoravna reda. Gornji redovi u ogromnim razdobljima nazivaju se parni, donji redovi se nazivaju neparni.U šestom razdoblju tablice nakon lantana (redni broj 57) nalazi se 14 elemenata sličnih svojstvima lantanu - lantanidi. Oni su smješteni na dnu tablice u zasebnom redu. Isto vrijedi i za aktinide koji se nalaze kasnije od aktinija (s brojem 89) i uvelike ponavljaju njegova svojstva.Čak i redovi velikih razdoblja (4, 6, 8, 10) ispunjeni su samo metalima, ostalim spojevima, a ta valencija odgovara skupini broj. Glavne podskupine sadrže elemente malih i velikih razdoblja, sekundarne - samo velike. Od vrha do dna, metalna svojstva su poboljšana, nemetalna svojstva su oslabljena. Svi atomi bočnih podskupina su metali.

Savjet 9: Selen kao kemijski element periodnog sustava

Kemijski element selen pripada grupi VI periodnog sustava Mendeljejeva, halkogen je. Prirodni selen sastoji se od šest stabilnih izotopa. Postoji i 16 radioaktivnih izotopa selena.

Uputa

1. Selen se smatra vrlo rijetkim i raspršenim elementom; aktivno migrira u biosferi, tvoreći više od 50 minerala. Najpoznatiji od njih su: berzelijanit, naumanit, samorodni selen i halkomitet.

2. Selen se nalazi u vulkanskom sumporu, galenitu, piritu, bizmutinu i drugim sulfidima. Iskopava se iz ruda olova, bakra, nikla i drugih ruda u kojima se nalazi u raspršenom stanju.

3. Tkiva većine živih bića sadrže od 0,001 do 1 mg/kg selena, neke biljke, morski organizmi a gljive ga koncentriraju. Za brojne biljke, selen je neophodan element. Potreba čovjeka i životinja za selenom je 50-100 mcg/kg hrane, zadanog elementa ima antioksidativna svojstva, utječe na mnogo enzimske reakcije te povećava osjetljivost mrežnice na svjetlost.

4. Selen može postojati u različitim alotropnim modifikacijama: amorfni (staklasti, praškasti i koloidni selen), kao i kristalni. Kada se selen korigira iz otopine selenske kiseline ili brzim hlađenjem njezinih para, dobiva se amorfni grimizni u prahu i koloidni selen.

5. Kad se bilo koja modifikacija ovog kemijskog elementa zagrije iznad 220°C i dodatno ohladi, nastaje staklasti selen, on je krhak i staklastog sjaja.

6. Posebno je toplinski stabilan heksagonalni sivi selen, čija je rešetka izgrađena od spiralnih lanaca atoma raspoređenih međusobno paralelno. Dobiva se zagrijavanjem drugih oblika selena do taljenja i polaganim hlađenjem na 180-210°C. Unutar lanaca heksagonalnog selena atomi su kovalentno vezani.

7. Selen je postojan na zraku, na njega ne utječu: kisik, voda, razrijeđena sumporna i klorovodična kiselina, međutim, savršeno je topiv u dušičnoj kiselini. U interakciji s metalima, selen stvara selenide. Poznato je mnogo složenih spojeva selena, svi su otrovni.

8. Selen se dobiva iz otpadnog papira ili proizvodnje sulfata, elektrolitičkom rafinacijom bakra. U mulju je ovaj element prisutan zajedno s teškim i pristojnim metalima, sumporom i telurom. Za ekstrakciju mulj se filtrira, zatim zagrijava s koncentriranom sumpornom kiselinom ili podvrgava oksidativnom prženju na temperaturi od 700°C.

9. Selen se koristi u proizvodnji ispravljačkih poluvodičkih dioda i druge opreme za pretvaranje. U metalurgiji, uz njegovu potporu, čelik dobiva finozrnatu strukturu, a također poboljšava mehanička svojstva. U kemijskoj industriji selen se koristi kao katalizator.

Slični Videi

Bilješka!
Budite oprezni pri identificiranju metala i nemetala. Za to je, tradicionalno, oznaka data u tablici.

Razina znanja o strukturi atoma i molekula u 19. stoljeću nije dopuštala objasniti razlog zašto atomi stvaraju određeni broj veza s drugim česticama. No, ideje znanstvenika bile su ispred svog vremena, a valencija se još uvijek proučava kao jedno od osnovnih načela kemije.

Iz povijesti koncepta "valencije kemijskih elemenata"

Izvanredni engleski kemičar iz 19. stoljeća Edward Frankland uveo je u znanstvenu upotrebu pojam "veza" kako bi opisao proces međusobne interakcije atoma. Znanstvenik je primijetio da neki kemijski elementi tvore spojeve s istim brojem drugih atoma. Na primjer, dušik veže tri atoma vodika na molekulu amonijaka.

U svibnju 1852. Frankland je pretpostavio da postoji određeni broj kemijskih veza koje atom može formirati s drugim sićušnim česticama materije. Frankland je upotrijebio izraz "vezna sila" da opiše ono što će se kasnije nazvati valencija. Britanski kemičar utvrdio je koliko kemijskih veza čini atome pojedinih elemenata poznatih sredinom 19. stoljeća. Franklandov rad bio je važan doprinos modernoj strukturnoj kemiji.

Razvoj pogleda

Njemački kemičar F.A. Kekule je 1857. dokazao da je ugljik tetrabazičan. U njegovom najjednostavnijem spoju - metanu - postoje veze s 4 atoma vodika. Znanstvenik je upotrijebio izraz "bazičnost" kako bi označio svojstvo elemenata da vežu strogo definiranu količinu drugih čestica. U Rusiji je podatke o sistematizirao A. M. Butlerov (1861). Teorija kemijske veze dobila je daljnji razvoj zahvaljujući doktrini o periodičnoj promjeni svojstava elemenata. Njegov je autor još jedan izvanredni D. I. Mendelejev. On je dokazao da su valentnost kemijskih elemenata u spojevima i druga svojstva posljedica položaja koji oni zauzimaju u periodnom sustavu.

Grafički prikaz valencije i kemijske veze

Mogućnost vizualnog prikaza molekula jedna je od nedvojbenih prednosti teorije valencije. Prvi modeli pojavili su se 1860-ih, a od 1864. koriste se krugovi s kemijskim znakom iznutra. Između simbola atoma označena je crtica i broj ovih linija jednak je vrijednosti valencije. Iste godine izrađeni su i prvi modeli s kuglom i štapom (vidi sliku lijevo). Godine 1866. Kekule je predložio stereokemijski crtež ugljikovog atoma u obliku tetraedra, koji je uključio u svoj udžbenik Organska kemija.

Valenciju kemijskih elemenata i stvaranje veza proučavao je G. Lewis, koji je svoje radove objavio 1923. prema nazivu negativno nabijenih najmanjih čestica koje čine ljuske atoma. U svojoj knjizi, Lewis je koristio točke oko četiri strane kako bi predstavio valentne elektrone.

Valencija za vodik i kisik

Prije stvaranja, valencija kemijskih elemenata u spojevima obično se uspoređivala s onim atomima po kojima je poznata. Za standarde su odabrani vodik i kisik. Drugi kemijski element privukao je ili zamijenio određeni broj atoma H i O.

Na ovaj način određena su svojstva u spojevima s jednovalentnim vodikom (valentnost drugog elementa označena je rimskim brojem):

• HCl - klor (I):
• H2O - kisik (II);
• NH 3 - dušik (III);
• CH 4 - ugljik (IV).

U oksidima K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 valencija kisika metala i nemetala određena je udvostručenjem broja vezanih atoma O. Dobivene su sljedeće vrijednosti: K (I ), C (II), N (III) , Si (IV), S (VI).

Kako odrediti valenciju kemijskih elemenata

Postoje pravilnosti u stvaranju kemijske veze koja uključuje zajedničke elektronske parove:

• Tipična valencija vodika je I.
• Uobičajena valencija kisika je II.
• Za nemetalne elemente, najniža valencija se može odrediti formulom 8 - brojem skupine u kojoj se nalaze u periodnom sustavu. Najviši, ako je moguće, određuje se brojem grupe.
• Za elemente bočnih podskupina, maksimalna moguća valencija jednaka je broju njihove grupe u periodnom sustavu.

Određivanje valencije kemijskih elemenata prema formuli spoja provodi se pomoću sljedećeg algoritma:

1. Napišite poznatu vrijednost za jedan od elemenata iznad kemijskog znaka. Na primjer, u Mn 2 O 7 valencija kisika je II.
2. Izračunajte ukupnu vrijednost za koju je potrebno pomnožiti valenciju s brojem atoma istog kemijskog elementa u molekuli: 2 * 7 \u003d 14.
3. Odredi valenciju drugog elementa za koji je nepoznat. Podijelite vrijednost dobivenu u koraku 2 s brojem atoma Mn u molekuli.
4. 14: 2 = 7. u svom najvišem oksidu - VII.

Konstantna i varijabilna valencija

Valentne vrijednosti za vodik i kisik su različite. Na primjer, sumpor u spoju H 2 S je dvovalentan, a u formuli SO 3 je heksavalentan. Ugljik s kisikom stvara CO monoksid i CO 2 dioksid. U prvom spoju valencija C je II, a u drugom IV. Ista vrijednost u metanu CH 4 .

Većina elemenata ne pokazuje konstantnu, već promjenjivu valenciju, na primjer, fosfor, dušik, sumpor. Potraga za glavnim uzrocima ovog fenomena dovela je do pojave teorija kemijskih veza, ideja o valentnoj ljusci elektrona i molekularnih orbitala. Postojanje različitih vrijednosti istog svojstva objašnjeno je sa stanovišta strukture atoma i molekula.

Moderne ideje o valentnosti

Svi atomi se sastoje od pozitivne jezgre okružene negativno nabijenim elektronima. Vanjska ljuska koju formiraju je nedovršena. Završena struktura je najstabilnija, sadrži 8 elektrona (oktet). Pojava kemijske veze zbog zajedničkih elektronskih parova dovodi do energetski povoljnog stanja atoma.

Pravilo za stvaranje spojeva je dovršiti ljusku prihvaćanjem elektrona ili doniranjem nesparenih, koji god proces je lakši. Ako atom osigurava stvaranje negativnih čestica kemijske veze koje nemaju par, tada stvara onoliko veza koliko ima nesparenih elektrona. Prema suvremenim konceptima, valencija atoma kemijskih elemenata je sposobnost stvaranja određenog broja kovalentnih veza. Na primjer, u molekuli sumporovodika H 2 S, sumpor poprima valenciju II (-), budući da svaki atom sudjeluje u formiranju dva elektronska para. Znak "-" označava privlačenje elektronskog para na elektronegativniji element. Za manje elektronegativnu vrijednost valencije dodaje se "+".

Uz mehanizam donor-akceptor u procesu sudjeluju elektronski parovi jednog elementa i slobodne valentne orbitale drugog elementa.

Ovisnost valencije o strukturi atoma

Uzmimo u obzir, na primjeru ugljika i kisika, kako valencija kemijskih elemenata ovisi o strukturi tvari. Periodni sustav daje ideju o glavnim karakteristikama atoma ugljika:

• kemijski znak - C;
• broj elementa - 6;
• napunjenost jezgre - +6;
• protona u jezgri - 6;
• elektrona - 6, uključujući 4 vanjska, od kojih 2 čine par, 2 su nesparena.

Ako atom ugljika u CO monoksidu tvori dvije veze, tada se koristi samo 6 negativnih čestica. Za dobivanje okteta potrebno je da parovi tvore 4 vanjske negativne čestice. Ugljik ima valenciju IV (+) u dioksidu i IV (-) u metanu.

Redni broj kisika je 8, valentna ljuska se sastoji od šest elektrona, od kojih 2 ne tvore par i sudjeluju u kemijskoj vezi i interakciji s drugim atomima. Tipična valencija kisika je II (-).

Valentnost i oksidacijsko stanje

U mnogim je slučajevima prikladnije koristiti koncept "oksidacijskog stanja". Ovo je naziv naboj koji bi atom stekao kada bi se svi vezni elektroni prenijeli na element koji ima višu vrijednost elektronegativnosti (EO). Oksidacijski broj u jednostavna stvar jednaka nuli. Znak "-" dodaje se oksidacijskom stanju više EO elementa, znak "+" dodaje se manje elektronegativnom. Na primjer, za metale glavnih podskupina tipična su oksidacijska stanja i naboji iona, jednaki broju skupine sa znakom "+". U većini slučajeva, valencija i oksidacijsko stanje atoma u istom spoju numerički su isti. Samo pri interakciji s više elektronegativnih atoma, oksidacijsko stanje je pozitivno, kod elemenata kod kojih je EO niži, negativno. Koncept "valentnosti" često se primjenjuje samo na tvari molekularne strukture.

Da bismo naučili sastavljati kemijske formule, potrebno je saznati obrasce prema kojima su atomi kemijskih elemenata međusobno povezani u određenim omjerima. Da bismo to učinili, uspoređujemo kvalitativni i kvantitativni sastav spojeva čije su formule HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 (slika 12.1)

Po svom kvalitativnom sastavu, ove su tvari slične: svaka od molekula sadrži atome vodika. Međutim, njihov kvantitativni sastav nije isti. Atomi klora, kisika, dušika, ugljika povezani su s jednim, dva, tri i četiri atoma vodika.

Ovaj obrazac uočen je početkom 11. stoljeća. J. Dalton. S vremenom je I. Ya. Berzelius otkrio da najveći broj atoma povezanih s atomom kemijskog elementa ne prelazi određenu vrijednost. Godine 1858. E. Frankland je sposobnost atoma da vežu ili zamjene određeni broj drugih atoma nazvao "veznom silom" Pojam "valencija"(od lat. valentia-"snaga") predložio je 1868. njemački kemičar K. G. Wichelhaus.

Valence — zajedničko vlasništvo atoma. Karakterizira sposobnost atoma da kemijski (pomoću valentnih sila) međusobno djeluju.

Valentnost mnogih kemijskih elemenata određena je na temelju eksperimentalnih podataka o kvantitativnim i kvalitativni sastav tvari. po jedinici valencije prihvatila bi se valencija atoma vodika. Ako je atom kemijskog elementa povezan s dva monovalentna atoma, tada je njegova valencija dva. Ako je povezan s tri monovalentna atoma, onda je trovalentan, itd.

Najveća vrijednost valencije kemijskih elemenata je VIII .

Valencija je označena rimskim brojevima. Označimo valentnost u formulama razmatranih spojeva:

Također, znanstvenici su otkrili da mnogi elementi u različitim spojevima pokazuju različite vrijednosti valencije. To jest, postoje kemijski elementi s konstantnom i promjenjivom valentnošću.

Je li moguće odrediti valenciju položajem kemijskog elementa u periodnom sustavu? Maksimalna vrijednost valencije elementa poklapa se s brojem skupine periodnog sustava u koji se nalazi. Ipak, postoje iznimke - dušik, kisik, fluor, bakar i neki drugi elementi. Zapamtiti: broj grupe označen je rimskim brojem iznad odgovarajućeg okomitog stupca periodnog sustava.

Stol. Kemijski elementi s konstantnom valentnošću

Element	Valence	Element	Valence
vodik (H)		Kalcij (Ca)
natrij (Na)		barij (Ba)
		kisik(O)
berilij (biti)		aluminij (Al)
magnezij (Mg)

Stol. Kemijski elementi s promjenjivom valentnošću

Element	Valence	Element	Valence
		željezo (Fe)
		mangan (Mg)
			II, III, VI materijal sa stranice
srebro (AG)		fosfor (P)
zlato (Au)		arsen (as)
		ugljik (C)
Olovo (Pb)		silicij (Si)

Na ovoj stranici materijal o temama:

Postoje elementi čija je valencija uvijek konstantna, a njih je vrlo malo. Ali svi ostali elementi pokazuju promjenjivu valentnost.

Više lekcija na web stranici

Jedan atom drugog monovalentnog elementa spaja se s jednim atomom monovalentnog elementa(HCl) . Dva monovalentna atoma spajaju se s atomom dvovalentnog elementa(H2O) ili jedan dvovalentni atom(CaO) . To znači da se valencija elementa može predstaviti kao broj koji pokazuje s koliko atoma monovalentnog elementa se atom danog elementa može kombinirati. Osovina elementa je broj veza koje atom formira:

Na - monovalentna (jedna veza)

H - monovalentna (jedna veza)

O - dvovalentno (dvije veze po atomu)

S - heksavalentni (tvori šest veza sa susjednim atomima)

Pravila za određivanje valencije
elementi u vezama

1. Osovina vodik uzeti za ja(jedinica). Zatim, u skladu s formulom vode H 2 O, dva atoma vodika su vezana na jedan atom kisika.

2. Kisik u svojim spojevima uvijek pokazuje valenciju II. Stoga ugljik u spoju CO 2 (ugljični dioksid) ima valenciju IV.

3. Vrhunska osovina jednako je broj grupe .

4. niža valencija jednaka je razlici između broja 8 (broja grupa u tablici) i broja grupe u kojoj se ovaj element nalazi, tj. 8 — N grupe .

5. Za metale u podskupinama "A", osovina je jednaka broju grupe.

6. Kod nemetala se uglavnom očituju dvije valencije: viša i niža.

Slikovito rečeno, osovina je broj "ruka" kojima se atom drži za druge atome. Naravno, atomi nemaju "ruke"; njihovu ulogu imaju tzv. valentni elektroni.

Može se reći drugačije: je sposobnost atoma danog elementa da veže određeni broj drugih atoma.

Sljedeća načela moraju se jasno razumjeti:

Postoje elementi s konstantnom valencijom (ima ih relativno malo) i elementi s promjenjivom valencijom (od kojih većina).

Elementi s konstantnom valentnošću moraju se zapamtiti.

VALENCIJA(lat. valentia - snaga) sposobnost atoma da veže ili zamijeni određeni broj drugih atoma ili skupina atoma.

Dugi niz desetljeća pojam valencije bio je jedan od osnovnih, temeljnih pojmova u kemiji. Svi studenti kemije sigurno su se susreli s ovim pojmom. Isprva im se činilo sasvim jednostavno i nedvosmisleno: vodik je jednovalentan, kisik dvovalentan i tako dalje. U jednom od priručnika za podnositelje zahtjeva tako piše: "Valencija je broj kemijskih veza koje formira atom u spoju." Ali što je onda, u skladu s ovom definicijom, valencija ugljika u željeznom karbidu Fe 3 C, u željeznom karbonilu Fe 2 (CO) 9, u davno poznatim solima K 3 Fe (CN) 6 i K 4 Fe ( CN) 6? Čak i u natrijevom kloridu, svaki atom u kristalu NaCl vezan je za šest drugih atoma! Tolike definicije, čak i tiskane u udžbenicima, moraju se vrlo pažljivo primjenjivati.

U suvremenim publikacijama mogu se pronaći različite, često nedosljedne definicije. Na primjer, ovo: "Valencija je sposobnost atoma da formiraju određeni broj kovalentnih veza." Ova je definicija jasna, nedvosmislena, ali je primjenjiva samo za spojeve s kovalentnim vezama. Odrediti valenciju atoma i ukupan broj elektrona koji sudjeluju u stvaranju kemijske veze; i broj elektronskih parova pomoću kojih je dati atom vezan za druge atome; i broj njegovih nesparenih elektrona koji sudjeluju u stvaranju zajedničkih elektronskih parova. Još jedna često susrećana definicija valencije kao broja kemijskih veza kojima je dati atom povezan s drugim atomima također uzrokuje poteškoće, budući da nije uvijek moguće jasno definirati što je kemijska veza. Doista, nisu u svim spojevima kemijske veze formirane parovima elektrona. Najjednostavniji primjer su ionski kristali, kao što je natrijev klorid; u njemu svaki atom natrija tvori vezu (ionsku) sa šest atoma klora, i obrnuto. Je li potrebno smatrati vodikove veze kao kemijske veze (na primjer, u molekulama vode)?

Postavlja se pitanje čemu može biti jednaka valencija atoma dušika u skladu s njegovim različitim definicijama. Ako je valenca određena ukupnim brojem elektrona koji sudjeluju u stvaranju kemijskih veza s drugim atomima, tada se maksimalna valenca atoma dušika treba smatrati jednakom pet, budući da atom dušika može koristiti svih svojih pet vanjskih elektrona u formiranju kemijskih veza - dva s-elektrona i tri p-elektrona. Ako je valencija određena brojem elektronskih parova s ​​kojima je dati atom vezan za druge, tada je u ovom slučaju maksimalna valencija atoma dušika četiri. U tom slučaju tri p-elektrona tvore tri kovalentne veze s drugim atomima, a još jedna veza nastaje zbog dva 2s-elektrona dušika. Primjer je reakcija amonijaka s kiselinama da nastane amonijev kation.Konačno, ako je valencija određena samo brojem nesparenih elektrona u atomu, tada valencija dušika ne može biti veća od tri, budući da atom N ne može imati više nego tri nesparena elektrona (pobuda 2s elektrona može doći samo do razine s n = 3, što je energetski izrazito nepovoljno). Dakle, u halogenidima dušik tvori samo tri kovalentne veze, a takvih spojeva kao što su NF 5 , NCl 5 ili NBr 5 nema (za razliku od potpuno stabilnih PF 3 , PCl 3 i PBr 3 ). Ali ako atom dušika prenese jedan od svojih 2s elektrona na drugi atom, tada će četiri nesparena elektrona ostati u rezultirajućem N + kationu, a valencija tog kationa bit će četiri. To se događa, na primjer, u molekuli dušične kiseline. Dakle, različite definicije valencije dovode do različitih rezultata čak i u slučaju jednostavnih molekula.

Koja je od ovih definicija “točna” i je li moguće dati jednoznačnu definiciju valencije. Da bismo odgovorili na ova pitanja, korisno je napraviti izlet u prošlost i razmotriti kako se koncept "valencije" promijenio s razvojem kemije.

Ideja o valentnosti elemenata (koja, međutim, u to vrijeme nije dobila priznanje) prvi put je izražena sredinom 19. stoljeća. Engleski kemičar E. Frankland: govorio je o određenom "kapacitetu zasićenja" metala i kisika. Nakon toga, valencija se počela shvaćati kao sposobnost atoma da veže ili zamijeni određeni broj drugih atoma (ili skupina atoma) uz stvaranje kemijske veze. Jedan od tvoraca teorije kemijska struktura Friedrich August Kekule je napisao: "Valencija je temeljno svojstvo atoma, svojstvo jednako konstantno i nepromjenjivo kao i sama atomska težina." Kekule je valenciju elementa smatrao konstantnom vrijednošću. Do kraja 1850-ih, većina kemičara vjerovala je da je valencija (tada nazvana "atomičnost") ugljika bila 4, valencije kisika i sumpora bile su 2, a valencije halogena bile su 1. Godine 1868. njemački kemičar K.G. valencija" (na latinskom valentia - snaga). Međutim, dugo vremena gotovo se nikada nije koristio, barem u Rusiji (umjesto njega, govorili su, na primjer, o "jedinicama afiniteta", "broju ekvivalenata", "broju dionica" itd.). Značajno je da u enciklopedijski rječnik Brockhaus i Efron(gotovo sve članke o kemiji u ovoj enciklopediji pregledao je, ispravio i često napisao D.I. Mendeljejev) uopće ne postoji "valencija" članka. Nema ga ni u klasičnom djelu Mendeljejeva. Osnove kemije(on samo povremeno spominje pojam "atomičnosti", ne zadržavajući se na njemu potanko i ne dajući mu jednoznačnu definiciju).

Kako bismo vizualno prikazali poteškoće koje su pratile pojam "valencije" od samog početka, primjereno je navesti popularne s početka 20. stoljeća. mnoge zemlje, zbog velikog pedagoškog talenta autora, udžbenik američkog kemičara Alexandera Smitha, koji je objavio 1917. (u ruskom prijevodu - 1911., 1916. i 1931.): „Niti jedan koncept u kemiji nije dobio takav niz nejasnih i netočnih definicija kao koncept valencije". I dalje u odjeljku Neke neobičnosti u pogledima na valenciju autor piše:

“Kada je koncept valencije prvi put konstruiran, tada se vjerovalo - prilično pogrešno - da svaki element ima jednu valentnost. Stoga, uzimajući u obzir takve parove spojeva kao što su CuCl i CuCl 2, ili ... FeCl 2 i FeCl 3, polazili smo od pretpostavke da bakar stalno je dvovalentno, a željezo je trovalentno, te su na temelju toga formule bile iskrivljene na takav način da se uklapaju u ovu pretpostavku. Tako je formula za bakreni klorid napisana (a često i sada napisana) na sljedeći način: Cu 2 Cl 2. U ovom slučaju formule dvaju spojeva bakrenog klorida u grafičkom prikazu imaju oblik: Cl–Cu–Cu–Cl i Cl–Cu–Cl. U oba slučaja, svaki atom bakra sadrži (na papiru) dvije jedinice i stoga je dvovalentan (na papiru). Slično... udvostručenje formule FeCl 2 dalo je Cl 2 >Fe–Fe 2, što nam je omogućilo da razmotrimo... feri željezo.” I Smith nastavlja do vrlo važnog i bezvremenskog zaključka: “Potpuno je suprotno znanstvenoj metodi izmišljati ili iskrivljavati činjenice kako bi se poduprlo gledište koje je rezultat jednostavne pretpostavke, a ne temelji se na iskustvu. Međutim, povijest znanosti pokazuje da se takve pogreške često uočavaju.

Godine 1912. ruski kemičar L. A. Chugaev, koji je dobio svjetsko priznanje za svoj rad na kemiji složenih spojeva, dao je osvrt na ideje početka stoljeća o valentnosti. Chugaev je jasno pokazao poteškoće povezane s definicijom i primjenom koncepta valencije:

„Valencija je izraz koji se koristi u kemiji u istom smislu kao i „atomičnost” za označavanje maksimalnog broja atoma vodika (ili drugih jednoatomnih atoma ili monoatomskih radikala) s kojima atom danog elementa može biti u izravnoj vezi (ili koji može zamijeniti). Riječ valencija često se također koristi u značenju jedinice valencije ili jedinice afiniteta. Dakle, kažu da kisik ima dvije, dušik tri valencije itd. Riječi valencija i "atomičnost" prije su se koristile bez ikakve razlike, ali kako su sami pojmovi koji su njima izražavali izgubili svoju izvornu jednostavnost i postali kompliciraniji, u nizu slučajeva ostala je u upotrebi samo riječ valencija... Komplikacija Koncept valencije započeo je spoznajom da je valencija promjenjiva veličina... štoviše, u smislu materije, ona se uvijek izražava kao cijeli broj.

Kemičari su znali da mnogi metali imaju promjenjivu valenciju i trebali su govoriti o, na primjer, dvovalentnom, trovalentnom i heksavalentnom kromu. Chugaev je rekao da je čak i u slučaju ugljika potrebno priznati mogućnost da bi njegova valencija mogla biti drugačija od 4, a CO nije jedina iznimka: “Divalentni ugljik se vrlo vjerojatno nalazi u karbilaminima CH 3 -N = C, u fulminskoj kiselini i njezinim solima C=NOH, C=NOMe itd. Znamo da postoji i troatomski ugljik...” proširiti klasični koncept valencije i proširiti ga na slučajeve na koje je on, kao takav, neprimjenjiv. Ako je Thiele došao do potrebe ... da dopusti "fragmentaciju" jedinica valencije, tada postoji niz činjenica zbog kojih je potrebno izvesti pojam valencije u drugom smislu iz uskog okvira u koji je izvorno bio zatvoren . Vidjeli smo da proučavanje najjednostavnijih (uglavnom binarnih...) spojeva nastalih od kemijski elementi, za svaki od ovih potonjih tjera se da se pretpostave određene, uvijek male i, naravno, cjelobrojne vrijednosti njihove valencije. Takve su vrijednosti, općenito govoreći, vrlo malo (elementi koji pokazuju više od tri različite valencije su rijetki)... Iskustvo, međutim, pokazuje da kada sve gore navedene jedinice valencije treba prepoznati kao zasićene, sposobnost molekula nastalih u ovoj kućište za daljnje pričvršćivanje uopće ne doseže granicu. Dakle, metalne soli dodaju vodu, amonijak, amine..., tvoreći razne hidrate, amonijate...itd. složene spojeve, koje ... sada klasificiramo kao složene. Postojanje takvih spojeva, koji se ne uklapaju u okvire najjednostavnijeg koncepta valencije, naravno zahtijevalo je njegovo proširenje i uvođenje dodatnih hipoteza. Jedna od tih hipoteza, koju je predložio A. Werner, je da uz glavne, odnosno osnovne, jedinice valencije postoje i druge, sekundarne. Potonji su obično označeni točkastom linijom.

Doista, koju valentnost, na primjer, treba pripisati atomu kobalta u njegovom kloridu, koji je dodao šest molekula amonijaka kako bi nastao spoj CoCl 3 6NH 3 (ili, što je isto, Co (NH 3) 6 Cl 3) ? U njemu je atom kobalta povezan istovremeno s devet atoma klora i dušika! D. I. Mendeljejev je ovom prilikom pisao o malo proučenim "silama preostalog afiniteta". A švicarski kemičar A. Werner, koji je stvorio teoriju složenih spojeva, uveo je koncepte glavne (primarne) valencije i sekundarne (sekundarne) valencije (u modernoj kemiji ti koncepti odgovaraju oksidacijskom stanju i koordinacijskom broju). Obje valencije mogu biti promjenjive, au nekim slučajevima ih je vrlo teško ili čak nemoguće razlikovati.

Nadalje, Chugaev se dotiče R. Abeggove teorije elektrovalencije, koja može biti pozitivna (u spojevima s višim kisikom) ili negativna (u spojevima s vodikom). U ovom slučaju, zbroj viših valencija elemenata u kisiku i vodiku za skupine od IV do VII je 8. Prikaz u mnogim udžbenicima kemije još uvijek se temelji na ovoj teoriji. Zaključno, Chugaev spominje kemijske spojeve za koje je koncept valencije praktički neprimjenjiv - intermetalne spojeve, čiji se sastav „često izražava u vrlo osebujnim formulama, koje vrlo malo nalikuju uobičajenim vrijednostima valencije. Takvi su, na primjer, sljedeći spojevi: NaCd 5 , NaZn 12 , FeZn 7 i drugi.”

Neke poteškoće u određivanju valencije ukazao je u svom udžbeniku još jedan poznati ruski kemičar I. A. Kablukov Osnovni počeci anorganska kemija , objavljen 1929. Što se tiče koordinacijskog broja, citiramo (u ruskom prijevodu) udžbenik koji je u Berlinu 1933. objavio jedan od utemeljitelja moderne teorije rješenja, danski kemičar Nils Bjerrum:

“Uobičajeni valentni brojevi ne daju nikakvu ideju o karakterističnim svojstvima koja pokazuju mnogi atomi u brojnim složenim spojevima. Kako bi se objasnila sposobnost atoma ili iona da tvore složene spojeve, uvedena je nova posebna serija brojeva za atome i ione, različita od uobičajenih valentnih brojeva. U složenim ionima srebra... najvećim dijelom izravno povezani sa središnjim metalnim atomom dva atom ili dvije skupine atoma, na primjer, Ag (NH 3) 2 +, Ag (CN) 2 -, Ag (S 2 O 3) 2 - ... Za opis ove veze uveden je koncept koordinacijski broj i ionima Ag + dodijeliti koordinacijski broj 2. Kao što se može vidjeti iz navedenih primjera, grupe povezane s središnji atom, mogu biti neutralne molekule (NH 3) i ioni (CN -, S 2 O 3 -). Dvovalentni bakreni ion Cu ++ i trovalentni ion zlata Au +++ u većini slučajeva imaju koordinacijski broj 4. Koordinacijski broj atoma, naravno, još ne pokazuje kakva veza postoji između središnjeg atoma i drugi atomi ili skupine atoma povezane s njim; ali se pokazalo izvrsnim oruđem za sistematiku složenih spojeva.

A. Smith u svom udžbeniku daje vrlo ilustrativne primjere "posebnih svojstava" složenih spojeva:

“Razmotrite sljedeće “molekularne” spojeve platine: PtCl 4 2NH 3 , PtCl 4 4NH 3 , PtCl 4 6NH 3 i PtCl 4 2KCl. Pomnije proučavanje ovih spojeva otkriva niz izvanrednih značajki. Prvi spoj u otopini praktički se ne raspada na ione; električna vodljivost njegovih otopina je iznimno niska; srebrni nitrat s njim ne taloži AgCl. Werner je pretpostavio da su atomi klora vezani na atom platine običnim valencijama; Werner ih je nazvao glavnima, a molekule amonijaka su povezane s atomom platine dodatnim, bočnim valencijama. Ovaj spoj, prema Werneru, ima sljedeću strukturu:

Velike zagrade označavaju cjelovitost skupine atoma, kompleksa koji se ne raspada kada se spoj otopi.

Drugi spoj ima drugačija svojstva od prvog; ovo je elektrolit, električna vodljivost njegovih otopina je istog reda kao i električna vodljivost otopina soli koje se raspadaju na tri iona (K 2 SO 4, BaCl 2, MgCl 2); srebrni nitrat taloži dva od četiri atoma. Prema Werneru, ovaj spoj ima sljedeću strukturu: 2– + 2Cl –. Ovdje imamo kompleksni ion, atomi klora u njemu nisu precipitirani srebrovim nitratom, a ovaj kompleks nastaje oko jezgre - atoma Pt - unutarnje sfere atoma u spoju, atomi klora koji se odcjepljuju u obliku iona čine vanjsku sferu atoma, zbog čega ih pišemo izvan velikih zagrada. Ako pretpostavimo da Pt ima četiri glavne valencije, tada se u ovom kompleksu koriste samo dvije, dok druge dvije sadrže dva vanjska atoma klora. U prvom spoju se koriste sve četiri valencije platine u samom kompleksu, zbog čega ovaj spoj nije elektrolit.

U trećem spoju sva četiri atoma klora precipitiraju se srebrovim nitratom; visoka električna vodljivost ove soli pokazuje da daje pet iona; očito je da je njegova struktura sljedeća: 4– + 4Cl – ... U kompleksnom ionu sve su molekule amonijaka povezane s Pt bočnim valencijama; što odgovara četirima glavnim valentnostima platine, u vanjskoj sferi postoje četiri atoma klora.

U četvrtom spoju srebrni nitrat uopće ne taloži klor, električna vodljivost njegovih otopina ukazuje na razgradnju na tri iona, a reakcije izmjene otkrivaju ione kalija. Ovom spoju pripisujemo sljedeću strukturu: 2– + 2K + . U kompleksnom ionu koriste se četiri glavne valencije Pt, ali budući da se glavne valencije dvaju atoma klora ne koriste, dva pozitivna monovalentna iona (2K +, 2NH 4 + itd.) mogu se zadržati u vanjskoj sferi .

Navedeni primjeri upečatljive razlike u svojstvima vanjskih sličnih kompleksa platine daju ideju o poteškoćama s kojima su se kemičari susreli pokušavajući nedvosmisleno odrediti valenciju.

Nakon stvaranja elektroničkih ideja o strukturi atoma i molekula, koncept "elektrovalencije" počeo se široko koristiti. Budući da atomi mogu i donirati i prihvatiti elektrone, elektrovalencija može biti pozitivna ili negativna (sada se umjesto elektrovalencije koristi koncept oksidacijskog stanja). U kojoj su se mjeri nove elektronske ideje o valentnosti slagale sa starim? N. Bjerrum u već citiranom udžbeniku o tome piše: “Postoji određena ovisnost između uobičajenih valentnih brojeva i uvedenih novih brojeva – elektrovalencije i koordinacijskog broja, ali oni nikako nisu identični. Stari koncept valencije podijelio se na dva nova koncepta. Ovom prilikom Bjerrum je napravio važnu napomenu: „Koordinacijski broj ugljika u većini slučajeva je 4, a njegova elektrovalencija je ili +4 ili -4. Budući da se oba broja obično podudaraju za atom ugljika, ugljikovi spojevi nisu prikladni za proučavanje razlike između ova dva pojma na njima.

U okviru elektronske teorije kemijske veze, razvijene u djelima američkog fizikalnog kemičara G. Lewisa i njemačkog fizičara W. Kossela, pojavili su se pojmovi kao što su donorsko-akceptorska (koordinirajuća) veza i kovalentnost. U skladu s ovom teorijom, valentnost atoma određena je brojem njegovih elektrona koji sudjeluju u stvaranju zajedničkih elektronskih parova s ​​drugim atomima. U ovom slučaju smatralo se da je maksimalna valencija elementa jednaka broju elektrona u vanjskoj elektronskoj ljusci atoma (poklapa se s brojem skupine periodnog sustava kojoj dati element pripada). Prema drugim konceptima koji se temelje na kvantnim kemijskim zakonima (razvili su ih njemački fizičari W. Heitler i F. London), ne treba računati sve vanjske elektrone, već samo one nesparene (u osnovnom ili pobuđenom stanju atoma); ova je definicija dana u brojnim kemijskim enciklopedijama.

Međutim, poznate su činjenice koje se ne uklapaju u ovu jednostavnu shemu. Dakle, u brojnim spojevima (na primjer, u ozonu), par elektrona može držati ne dvije, već tri jezgre; u drugim molekulama, kemijsku vezu može izvesti jedan elektron. Nemoguće je opisati takve veze bez korištenja aparata kvantne kemije. Kako, na primjer, odrediti valenciju atoma u takvim spojevima kao što su pentaboran B 5 H 9 i drugi borani s "mostnim" vezama, u kojima je atom vodika vezan za dva atoma bora odjednom; ferocen Fe (C 5 H 5) 2 (atom željeza s oksidacijskim stanjem +2 odmah je povezan s 10 atoma ugljika); željezni pentakarbonil Fe(CO) 5 (atom željeza u nultom oksidacijskom stanju vezan je na pet atoma ugljika); natrijev pentakarbonil kromat Na 2 Cr (CO) 5 (oksidacijsko stanje kroma-2)? Takvi "neklasični" slučajevi nikako nisu iznimni. Slični "razbijači valencije", spojevi s raznim "egzotičnim valencijama", kako se kemija razvijala, postajali su sve više.

Da bismo zaobišli neke poteškoće, data je definicija prema kojoj je pri određivanju valencije atoma potrebno uzeti u obzir ukupan broj nesparenih elektrona, usamljenih elektronskih parova i praznih orbitala uključenih u stvaranje kemijskih veza. Prazne orbitale izravno su uključene u stvaranje donor-akceptorskih veza u različitim složenim spojevima.

Jedan od zaključaka je da je razvoj teorije i stjecanje novih eksperimentalnih podataka doveo do toga da su pokušaji postizanja jasnog razumijevanja prirode valencije podijelili ovaj koncept na niz novih koncepata, poput glavne i sekundarne valencije. , ionsku valenciju i kovalenciju, koordinacijski broj i stupanj oksidacije, itd. Odnosno, koncept "valentnosti" se "podijelio" na niz nezavisnih koncepata, od kojih svaki djeluje na određenom području. Očigledno, tradicionalni koncept valencije ima jasno i nedvosmisleno značenje samo za spojeve u kojima su sve kemijske veze dvocentrične (tj. povezuju samo dva atoma) i svaku vezu provodi par elektrona koji se nalazi između dva susjedna atoma, drugim riječima, za kovalentne spojeve kao što su HCl, CO2, C5H12, itd.

Drugi zaključak nije sasvim uobičajen: izraz "valencija", iako se koristi u modernoj kemiji, ima vrlo ograničenu upotrebu, pokušaji da mu se da jednoznačna definicija "za sve prilike" nisu baš produktivni i jedva potrebni. Nije uzalud da autori brojnih udžbenika, posebice onih koji su objavljeni u inozemstvu, uopće ne rade bez ovog koncepta ili se ograničavaju na to da pojam "valentnosti" ima uglavnom povijesno značenje, dok se sada kemičari uglavnom služe uobičajenijim, iako pomalo umjetan, koncept "stupanj oksidacije".

Ilya Leenson