Dmitry Ivanovich Mendeleev'in tablosu, kimyasal elementler hakkında en gerekli verileri bulabileceğiniz çok işlevli bir referans materyalidir. En önemli şey, "okunmasının" ana noktalarını bilmek, yani kimyadaki her türlü problemin çözümünde mükemmel bir yardımcı olacak bu bilgi materyalini olumlu bir şekilde kullanabilmeniz gerekir. Dahası, tablonun Birleşik Devlet Sınavı da dahil olmak üzere her türlü bilgi kontrolü için kullanılmasına izin verilmektedir.

İhtiyacın olacak

• D.I. Mendeleev'in tablosu, kalem, kağıt

Talimatlar

1. Tablo, kimyasal elementlerin tezlerine ve yasalarına göre düzenlendiği bir yapıdır. Yani masanın, kimyasal elementlerin "yaşadığı" çok katlı bir "ev" olduğunu ve her birinin belirli bir sayının altında kendi dairesinin bulunduğunu söyleyebiliriz. Yatay olarak "katlar" vardır - küçük veya büyük olabilen dönemler. Bir periyot 2 satırdan oluşuyorsa (yandaki numaralandırmayla belirtildiği gibi), o zaman böyle bir periyoda büyük denir. Tek satırı varsa buna küçük denir.

2. Tablo ayrıca her biri sekiz olan "girişlere" - gruplara bölünmüştür. Her girişte sağda ve solda daireler olduğu gibi burada da kimyasal elementler aynı prensibe göre düzenlenmiştir. Yalnızca bu varyantta yerleşimleri eşit değildir - bir yandan öğeler daha büyüktür ve sonra ana gruptan söz ederler, diğer yandan daha küçüktürler ve bu da grubun ikincil olduğunu gösterir.

3. Değerlik, elementlerin kimyasal bağlar oluşturma yeteneğidir. Değişmeyen sürekli bir değerlik ve elementin hangi maddenin parçası olduğuna bağlı olarak farklı bir değere sahip olan değişken bir değerlik vardır. Periyodik tabloyu kullanarak değerliliği belirlerken aşağıdaki kombinasyonlara dikkat etmeniz gerekir: elementlerin grup numarası ve türü (yani ana veya ikincil grup). Bu durumda sürekli değerlik, ana alt grubun grup numarasına göre belirlenir. Değişken değerliliğin değerini bulmak için (varsa ve geleneksel olarak metal olmayanlar için), o zaman elementin bulunduğu grubun sayısını 8'den (her 8 grupta bir - dolayısıyla) çıkarmak gerekir. numara).

4. Örnek No. 1. Ana alt grubun (alkali metaller) ilk grubunun elemanlarına bakarsanız, hepsinin I'ye eşit bir değerliliğe sahip olduğu sonucuna varabiliriz (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) .

5. Örnek No. 2. Ana alt grubun 2. grubunun elemanları (toprak alkali metaller) sırasıyla II değerlik değerine (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) sahiptir.

6. Örnek No. 3. Metal olmayanlar hakkında konuşursak, diyelim ki P (fosfor) ana alt grubun V grubundadır. Dolayısıyla değerliliği V'ye eşit olacaktır. Ayrıca fosforun bir değerlik değeri daha vardır ve bunu belirlemek için 8. adımı - element numarasını uygulamanız gerekir. Bu, 8 – 5 (fosfor grup numarası) = 3 anlamına gelir. Sonuç olarak fosforun ikinci değeri III'e eşittir.

7. Örnek No. 4. Halojenler ana alt grubun VII. grubundadır. Bu, değerliklerinin VII olacağı anlamına gelir. Ancak bunların metal olmayan maddeler olduğu göz önüne alındığında bir aritmetik işlem yapmak gerekir: 8 – 7 (element grup numarası) = 1. Sonuç olarak halojenlerin diğer değerliği I'e eşittir.

8. İkincil alt grupların elemanları için (ve bunlar yalnızca metalleri içerir), özellikle çoğu durumda I, II, daha az sıklıkla III'e eşit olduğundan değerlik hatırlanmalıdır. Ayrıca 2'den fazla değeri olan kimyasal elementlerin değerlerini de ezberlemeniz gerekecektir.

Okuldan beri, hatta daha öncesinde herkes, biz de dahil olmak üzere etrafımızdaki her şeyin atomlardan, yani en küçük ve bölünmez parçacıklardan oluştuğunu bilir. Atomların birbirleriyle bağlantı kurabilme yeteneğinden dolayı dünyamızın çeşitliliği çok büyüktür. Kimyasal atomların bu yeteneği eleman Diğer atomlarla bağ kurulmasına denir değerlik eleman .

Talimatlar

1. Değerlik kavramı kimyaya 19. yüzyılda hidrojen atomunun değerlik biriminin alınmasıyla girmiştir. Diğerinin değerliliği eleman başka bir maddenin bir atomunu kendisine bağlayan hidrojen atomlarının sayısı olarak tanımlanabilir. Hidrojenin değerine benzer şekilde, oksijenin değeri de belirlenir; bu, her zamanki gibi ikiye eşittir ve bu nedenle, basit aritmetik işlemlerle oksijenli bileşiklerdeki diğer elementlerin değerini belirlemenize olanak tanır. Değerlik eleman oksijende belirli bir atomun bir atomunu bağlayabilen oksijen atomu sayısının iki katına eşittir eleman .

2. Değerliliği belirlemek için eleman Formülü de kullanabilirsiniz. arasında belirli bir ilişkinin olduğu bilinmektedir. değerlik eleman, eşdeğer kütlesi ve atomlarının molar kütlesi. Bu nitelikler arasındaki ilişki şu formülle ifade edilir: Değerlik = Atomların molar kütlesi / Eşdeğer kütle. Eşdeğer kütle, bir mol hidrojenin yerini almak veya bir mol hidrojen ile reaksiyona girmek için gereken sayı olduğundan, eşdeğer kütleyle karşılaştırıldığında molar kütle ne kadar büyük olursa, bir mol hidrojenin yerini alabilecek veya ona bağlanabilecek hidrojen atomlarının sayısı da o kadar fazla olur. atom kendi kendine eleman bu, değerin ne kadar yüksek olduğu anlamına gelir.

3. Kimyasallar arasındaki ilişki eleman bende var farklı doğa. Kovalent bir bağ, iyonik, metalik olabilir. Bir bağ oluşturmak için bir atomun aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir: elektrik şarjı, eşlenmemiş bir değerlik elektronu, boş bir değerlik yörüngesi veya yalnız bir değerlik elektron çifti. Bu özellikler birlikte atomun değerlik durumunu ve değerlik yeteneklerini belirler.

4. Bir atomun atom numarasına eşit olan elektron sayısını bilmek eleman En az enerji tezi, Pauli'nin tezi ve Hund kuralının rehberliğinde Periyodik Element Tablosunda şunu oluşturmak mümkündür: elektronik konfigürasyon atom. Bu yapılar bir atomun değerlik olasılıklarını analiz etmemizi sağlayacaktır. Her durumda, bağ oluşturma olasılığı öncelikle eşleşmemiş değerlik elektronlarının varlığı nedeniyle gerçekleşir; bunun için yeterli enerji yoksa, serbest bir yörünge veya yalnız bir değerlik elektronu çifti gibi ek değerlik yetenekleri gerçekleşmemiş kalabilir. Yukarıdakilerin her birinden, herhangi bir bileşikteki bir atomun değerliliğini belirlemenin herkes için daha kolay olduğu ve atomların değerlik yeteneklerini bulmanın çok daha zor olduğu sonucuna varabiliriz. Ancak pratik bunu kolaylaştıracaktır.

Konuyla ilgili video

İpucu 3: Kimyasal elementlerin değeri nasıl belirlenir

Değerlik kimyasal element, bir atomun belirli sayıda başka atomu veya nükleer grubu bağlayarak veya değiştirerek kimyasal bir bağ oluşturma yeteneğidir. Aynı kimyasal elementin bazı atomlarının farklı bileşiklerde farklı değerlere sahip olabileceği unutulmamalıdır.

İhtiyacın olacak

• Mendeleev tablosu

Talimatlar

1. Hidrojen ve oksijen sırasıyla tek değerlikli ve iki değerlikli elementler olarak kabul edilir. Değerliliğin ölçüsü, bir elementin bir hidrit veya oksit oluşturmak için eklediği hidrojen veya oksijen atomlarının sayısıdır. Değerinin belirlenmesi gereken element X olsun. O zaman XHn bu elementin hidrürüdür ve XmOn onun oksididir Örnek: amonyak formülü NH3'tür, burada nitrojenin değeri 3'tür. Na2O bileşiğinde sodyum tek değerlidir.

2. Bir elementin değerliliğini belirlemek için, bileşikteki hidrojen veya oksijen atomlarının sayısını sırasıyla hidrojen ve oksijenin değerliğiyle çarpmak ve ardından değeri bulunan kimyasal elementin atom sayısına bölmek gerekir.

3. Değerlik element aynı zamanda bilinen değerliğe sahip diğer atomlar tarafından da belirlenebilir. Farklı bileşiklerde aynı elementin atomları farklı değerler sergileyebilir. Örneğin kükürt, H2S ve CuS bileşiklerinde iki değerlikli, SO2 ve SF4 bileşiklerinde dört değerlikli ve SO3 ve SF6 bileşiklerinde altı değerlidir.

4. Bir elementin maksimum değerliliği dikkate alınır sayıya eşit Bir atomun dış elektron kabuğundaki elektronlar. Maksimum Değerlik elementler Periyodik tablonun aynı grubunun genellikle seri numarasına karşılık gelir. Örneğin karbon atomu C'nin maksimum değerliği 4 olmalıdır.

Konuyla ilgili video

Okul çocukları için masanın anlaşılması Mendeleev- korkunç bir rüya. Öğretmenlerin genellikle sorduğu otuz altı öğe bile saatlerce süren sıkıcı çalışma ve baş ağrılarıyla sonuçlanır. Pek çok insan ne öğreneceğine bile inanmıyor masa Mendeleev gerçek. Ancak anımsatıcıların kullanımı öğrenciler için hayatı çok daha kolaylaştırabilir.

Talimatlar

1. Teoriyi anlayın ve gerekli tekniği seçin. Materyali ezberlemeyi kolaylaştıran kurallara anımsatıcı denir. Ana hileleri, soyut bilgilerin parlak bir resim, ses ve hatta koku halinde paketlendiği çağrışımsal bağlantıların yaratılmasıdır. Birkaç anımsatıcı teknik vardır. Örneğin, ezberlenmiş bilgi öğelerinden bir hikaye yazabilir, ünsüz sözcükler arayabilir (rubidyum - anahtar, sezyum - Julius Caesar), mekansal hayal gücünü açabilir veya öğeleri kolayca kafiyeleyebilirsiniz. periyodik tablo Mendeleev.

2. Nitrojen Baladı Mendeleev'in periyodik tablosundaki elementleri belirli işaretlere göre anlamla uyaklamak daha iyidir: örneğin değerliğe göre. Bu nedenle alkali metaller çok kolay kafiye yapar ve kulağa bir şarkı gibi gelir: "Lityum, potasyum, sodyum, rubidyum, sezyum francium." "Magnezyum, kalsiyum, çinko ve baryum - değerleri bir çifte eşittir" okul folklorunun solmayan bir klasiğidir. Aynı konu hakkında: "Sodyum, potasyum, gümüş iyi huylu bir şekilde tek değerlidir" ve "Sodyum, potasyum ve argentum sonsuza kadar tek değerlidir." En fazla birkaç gün süren tıkınma yerine yaratma, uzun süreli hafızayı harekete geçirir. Bu, alüminyumla ilgili peri masallarından, nitrojenle ilgili şiirlerden ve değerlikle ilgili şarkılardan daha fazlasının ve ezberlemenin saat gibi işleyeceği anlamına gelir.

3. Asit Gerilim Ezberlemeyi kolaylaştırmak için periyodik tablonun unsurlarının kahramanlara, manzara ayrıntılarına veya olay örgüsü unsurlarına dönüştürüldüğü bir hikaye icat edilir. Herkesin bildiği meşhur metin diyelim: “Asyalı (Azot), (Lityum) suyu (Hidrojen) içine dökmeye başladı. Çamlık(Bohr). Ama ihtiyacımız olan o (Neon) değil, Manolya'ydı (Magnezyum). Gizli casus "Klor sıfır on yedi" (17, klorun seri numarasıdır) manyak Arseny'yi (arsenik - arsenicum) yakalamak için sürdüğü bir Ferrari'nin (çelik - ferrum) hikayesiyle desteklenebilir. 33 dişi olan (33 seri numarası arseniktir) ama aniden ağzına ekşi bir şey (oksijen) giren, sekiz zehirli mermiydi (8 oksijenin seri numarasıdır) ... Süresiz olarak devam etmesine izin verilir. Bu arada periyodik tabloya göre yazılmış bir roman, bir edebiyat öğretmenine deneysel metin olarak verilebilir. Muhtemelen hoşuna gidecek.

4. Hafıza kalesi inşa edin Bu, mekansal düşünme aktive edildiğinde oldukça etkili bir ezberleme tekniğinin isimlerinden biridir. Bunun sırrı, hepimizin odamızı veya evden bir mağazaya, okula veya enstitüye giden yolu kolayca tanımlayabilmemizdedir. Öğelerin sırasını hatırlamak için onları yol boyunca (veya odaya) yerleştirmeniz ve her öğeyi çok net, görünür ve somut bir şekilde sunmanız gerekir. İşte hidrojen; uzun yüzlü, sıska, sarışın bir adam. Fayansları döşeyen çalışkan kişi silikondur. Değerli bir arabanın içinde bir grup soylu var; inert gazlar. Ve elbette balon satıcısı da helyumdur.

Not!
Kartlardaki bilgileri hatırlamak için kendinizi zorlamanıza gerek yok. En iyi şey, tüm öğeyi parlak bir görüntüyle ilişkilendirmektir. Silikon – Silikon Vadisi ile birlikte. Lityum – lityum pillerle birlikte cep telefonu. Çok fazla seçenek olabilir. Ancak görsel bir görüntü, mekanik ezberleme ve kaba veya tam tersine pürüzsüz parlak bir kartın dokunma hissinin birleşimi, en küçük ayrıntıları hafızanın derinliklerinden kolayca kaldırmanıza yardımcı olacaktır.

Yararlı tavsiye
Mendeleev'in zamanında sahip olduğu elementlerle ilgili bilgileri içeren aynı kartları çizebilirsiniz, ancak bunları yalnızca güncel bilgilerle tamamlayabilirsiniz: örneğin dış katmandaki elektron sayısı. Tek yapmanız gereken yatmadan önce onları yerleştirmek.

Her okul çocuğu için kimya periyodik tablo ve temel yasalarla başlar. Ve ancak o zaman, bu zor bilimin ne anlama geldiğini kendi başına anladıktan sonra, kişi kimyasal formülleri derlemeye başlayabilir. Bir bağlantıyı doğru şekilde kaydetmek için bilmeniz gerekir değerlik onu oluşturan atomlar.

Talimatlar

1. Değerlik, bazı atomların belirli sayıda diğer atomları kendilerine yakın tutabilme yeteneğidir ve tutulan atomların sayısıyla ifade edilir. Yani element ne kadar güçlü olursa, değeri de o kadar büyük olur. değerlik .

2. Örneğin iki tane kullanılmasına izin veriliyor. maddeler– HCl ve H2O. Bu herkes tarafından hidroklorik asit ve su olarak bilinir. Birinci madde bir hidrojen atomu (H) ve bir klor atomu (Cl) içerir. Bu, bu bileşikte tek bağ oluşturduklarını, yani bir atomu kendilerine yakın tuttuklarını gösterir. Sonuç olarak, değerlik hem biri hem de diğeri 1'e eşittir. Belirlenmesi de kolaydır değerlik Su molekülünü oluşturan elementler. İki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu içerir. Sonuç olarak, oksijen atomu 2 hidrojenin eklenmesiyle iki bağ oluşturdu ve onlar da bir bağ oluşturdu. Araç, değerlik oksijen 2, hidrojen ise 1'dir.

3. Ama ara sıra karşılaşılır maddeler kendilerini oluşturan atomların yapısı ve özellikleri bakımından daha zordurlar. İki tür element vardır: sürekli (oksijen, hidrojen vb.) ve kalıcı olmayan değerlik Yu. İkinci tip atomlar için bu sayı, parçası oldukları bileşiğe bağlıdır. Örnek olarak kükürt (S)'ü gösterebiliriz. 2, 4, 6 ve hatta bazen 8 değerliğe sahip olabilir. Kükürt gibi elementlerin diğer atomları kendi etrafında tutma yeteneğini belirlemek biraz daha zordur. Bunu yapmak için diğer bileşenlerin özelliklerini bilmeniz gerekir. maddeler .

4. Kuralı unutmayın: atom sayısının çarpımı değerlik bileşikteki bir elementin başka bir element için aynı ürünle eşleşmesi gerekir. Bu, su molekülüne (H2O) dönülerek tekrar kontrol edilebilir: 2 (hidrojen sayısı) * 1 (onun değerlik) = 21 (oksijen sayısı) * 2 (onun değerlik) = 22 = 2 – her şeyin doğru tanımlandığı anlamına gelir.

5. Şimdi bu algoritmayı daha zor bir madde, örneğin N2O5 - nitrik oksit üzerinde kontrol edin. Daha önce oksijenin sürekli bir yapıya sahip olduğu belirtilmişti. değerlik 2, dolayısıyla denklemi oluşturmak mümkündür: 2 ( değerlik oksijen) * 5 (sayı) = X (bilinmiyor) değerlik nitrojen) * 2 (sayı) Basit aritmetik hesaplamalarla şunu belirlemek mümkündür: değerlik Bu bileşikteki nitrojen 5'tir.

Değerlik kimyasal elementlerin belirli sayıda diğer elementlerin atomlarını tutma yeteneğidir. Aynı zamanda belirli bir atomun diğer atomlarla oluşturduğu bağların sayısıdır. Değerliliğin belirlenmesi oldukça ilkeldir.

Talimatlar

1. Değerlilik göstergesinin Romen rakamlarıyla gösterildiğini ve elementin işaretinin üzerine yerleştirildiğini lütfen unutmayın.

2. Lütfen dikkat: İki elementli bir maddenin formülü doğru yazılırsa, her elementin atom sayısı değerlik ile çarpıldığında tüm elementlerin aynı ürünleri elde etmesi gerekir.

3. Bazı elementlerin atomlarının değerliklerinin sürekli, bazılarının ise değişken, yani değişen nitelikte olduğunu unutmayın. Diyelim ki tüm bileşiklerdeki hidrojen tek bağ oluşturduğu için tek değerlidir. Oksijen iki değerlikli olmasına rağmen iki bağ oluşturma yeteneğine sahiptir. Ancak kükürtün değeri II, IV veya VI olabilir. Her şey bağlı olduğu öğeye bağlıdır. Dolayısıyla kükürt değişken değerliliğe sahip bir elementtir.

4. Hidrojen bileşiklerinin moleküllerinde değerliğin hesaplanmasının çok basit olduğunu unutmayın. Hidrojen her zaman tek değerlidir ve onunla ilişkili elementin bu göstergesi, belirli bir moleküldeki hidrojen atomlarının sayısına eşit olacaktır. Örneğin CaH2'de kalsiyum iki değerlikli olacaktır.

5. Değerliliği belirlemenin temel kuralını hatırlayın: Herhangi bir elementin atomunun değerlik indeksinin ürünü ile herhangi bir moleküldeki atomlarının sayısı, her zaman ikinci elementin bir atomunun değerlik indeksinin çarpımına ve atom numarasının sayısına eşittir. Belirli bir moleküldeki atomları.

6. Bu eşitliği ifade eden harf formülüne bakın: V1 x K1 = V2 x K2, burada V, elementlerin atomlarının değerliğidir ve K, moleküldeki atomların sayısıdır. Onun yardımıyla, kalan veriler biliniyorsa herhangi bir öğenin değerlik endeksini belirlemek kolaydır.

7. Sülfür oksit molekülü SO2 örneğini düşünün. Tüm bileşiklerdeki oksijen iki değerlidir, bu nedenle değerleri orana koyarsak: Voksijen x Oksijen = Vkükürt x Xers, şunu elde ederiz: 2 x 2 = Vkükürt x 2. Buradan Vkükürt = 4/2 = 2. Dolayısıyla Bu moleküldeki kükürtün değeri 2'ye eşittir.

Konuyla ilgili video

Periyodik yasanın keşfi ve düzenli bir kimyasal elementler sisteminin oluşturulması D.I. Mendeleev, 19. yüzyılda kimyanın gelişiminin zirvesi oldu. Bilim adamı, elementlerin özelliklerine ilişkin kapsamlı materyali özetledi ve sınıflandırdı.

Talimatlar

1. 19. yüzyılda atomun yapısı hakkında hiçbir fikir yoktu. D.I.'nin keşfi. Mendeleev sadece deneysel gerçeklerin bir genellemesiydi, ancak fiziksel anlamları uzun süre anlaşılmaz kaldı. Çekirdeğin yapısı ve elektronların atomlardaki bölümü hakkında ilk veriler ortaya çıktığında, bu, periyodik yasaya ve elementler sistemine yeniden bakmayı mümkün kıldı. Tablo D.I. Mendeleev, doğada bulunan elementlerin özelliklerinin periyodikliğini açıkça izlemeyi mümkün kılıyor.

2. Tablodaki her öğeye belirli bir seri numarası atanmıştır (H – 1, Li – 2, Be – 3, vb.). Bu numaraçekirdeğin yüküne (çekirdekteki proton sayısı) ve çekirdeğin etrafında dönen elektronların sayısına karşılık gelir. Proton sayısı elektron sayısına eşittir, bu da şu anlama gelir: olağan koşullar altında atom elektriksel olarak nötrdür.

3. Yedi döneme bölünme, atomun enerji katmanlarının sayısına göre gerçekleşir. İlk periyodun atomları tek seviyeli bir elektron kabuğuna sahiptir, ikincisi iki seviyeli, üçüncüsü üç seviyeli vb. Yeni bir enerji kademesi dolduğunda yeni bir dönem başlar.

4. Her periyodun ilk elementleri, dış katmanda bir elektrona sahip olan atomlarla karakterize edilir - bunlar alkali metal atomlarıdır. Periyotlar, tamamen elektronlarla dolu bir dış enerji katmanına sahip olan gaz düzeni atomlarıyla sona erer: ilk periyotta soy gazların 2 elektronu vardır, sonraki periyotlarda - 8. Elektron kabuklarının benzer yapısından dolayı tam olarak budur. Element grupları benzer fizikokimyasal özelliklere sahiptir.

5. Tabloda D.I. Mendeleev'in 8 ana alt grubu vardır. Bu sayı, enerji katmanındaki izin verilen maksimum elektron sayısına göre belirlenir.

6. Periyodik tablonun alt kısmında lantanitler ve aktinititler bağımsız seriler olarak ayırt edilir.

7. Masa destekli D.I. Mendeleev, elementlerin aşağıdaki özelliklerinin periyodikliğini gözlemlememize izin verdi: atom yarıçapı, atom hacmi; iyonlaşma potansiyeli; elektron ilgi kuvvetleri; atomun elektronegatifliği; oksidasyon durumları; Olası bileşiklerin fiziksel özellikleri.

8. Mesela periyoda baktığınızda atomların yarıçapları soldan sağa doğru azalır; Gruba bakarsanız yukarıdan aşağıya doğru büyüyün.

9. D.I tablosundaki elemanların açıkça izlenebilir düzenleme sıklığı. Mendeleev, enerji katmanlarını elektronlarla doldurmanın tutarlı modeliyle anlamlı bir şekilde açıklanmaktadır.

Modern kimyanın temeli olan ve kimyasal elementlerin özelliklerinin metamorfozunun geçerliliğini açıklayan periyodik yasa, D.I. 1869'da Mendeleev. Bu yasanın fiziksel anlamı atomun karmaşık yapısı anlaşıldığında ortaya çıkar.

19. yüzyılda nükleer kütlenin bir elementin ana derlemesi olduğuna inanılıyordu ve bu nedenle maddeleri sistematize etmek için kullanılıyordu. Atomlar artık çekirdeklerindeki yük miktarına (periyodik tablodaki proton sayısı ve atom numarası) göre tanımlanmakta ve tanımlanmaktadır. Bununla birlikte, elementlerin nükleer kütlesi, bazı istisnalar dışında (örneğin, potasyumun nükleer kütlesi, argonun nükleer kütlesinden daha küçüktür), nükleer yükleriyle orantılı olarak artar.Nükleer kütledeki bir artışla, elementlerin özelliklerinde periyodik bir başkalaşım meydana gelir. elementler ve bileşikleri izlenir. Bunlar atomların metalikliği ve metalik olmaması, nükleer yarıçap ve hacim, iyonlaşma potansiyeli, elektron ilgisi, elektronegatiflik, oksidasyon durumları, fiziki ozellikleri bileşikler (kaynama noktaları, erime noktaları, yoğunluk), bazlıkları, amfoterlikleri veya asitlikleri.

Mevcut periyodik tabloda kaç element var

Periyodik tablo, keşfettiği periyodik yasayı grafiksel olarak ifade etmektedir. Mevcut periyodik tablo 112 kimyasal element içerir (sonuncusu Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium ve Copernicium'dur). En son verilere göre, aşağıdaki 8 element de keşfedilmiştir (120'ye kadar), ancak hepsine isim verilmemiştir ve bu elementler hala sadece birkaç basılı yayında bulunmaktadır. periyodik tablo ve atomunun çekirdeğinin yüküne karşılık gelen kendi seri numarasına sahiptir.

Periyodik tablo nasıl oluşturulur?

Periyodik tablonun yapısı yedi periyot, on sıra ve sekiz grupla temsil edilir. Tüm dönem alkali metalle başlar ve düzgün bir gazla biter. İstisnalar hidrojenle başlayan 1. periyot ve tamamlanmamış yedinci periyottur.Periyotlar küçük ve büyük olarak ikiye ayrılır. Küçük noktalar (1., 2., 3.) bir yatay sıradan, büyük noktalar (dördüncü, beşinci, altıncı) - 2 yatay sıradan oluşur. Büyük periyotlardaki üst sıralara çift, alt sıralara tek denir Tablonun lantandan sonraki altıncı periyodunda (seri numarası 57), özellikleri bakımından lantan - lantanitlere benzer 14 element vardır. Tablonun alt kısmında ayrı bir satır olarak listelenirler. Aynı durum, aktinyumdan sonra yer alan (89 numaralı) ve özelliklerini büyük ölçüde tekrarlayan aktinidler için de geçerlidir. Büyük noktalardan oluşan çift sıralar (4, 6, 8, 10) yalnızca metallerle doldurulur. Gruplardaki elementler aynı yüksek değerleri sergiler. oksitler ve diğer bileşiklerdeki değerlikler ve bu değerlik grup numarasına karşılık gelir. Ana alt gruplar küçük ve büyük dönemlerin unsurlarını içerir, ikincil olanlar ise yalnızca büyük olanlardır. Yukarıdan aşağıya doğru metalik özellikler artar, metalik olmayan özellikler zayıflar. Yan alt grupların tüm atomları metaldir.

İpucu 9: Periyodik tablodaki kimyasal element olarak selenyum

Selenyum kimyasal elementi Mendeleev'in periyodik tablosunun VI. grubuna aittir, bir kalkojendir. Doğal selenyum altı kararlı izotoptan oluşur. Selenyumun ayrıca 16 radyoaktif izotopu vardır.

Talimatlar

1. Selenyum çok nadir ve iz element olarak kabul edilir; biyosferde aktif olarak göç ederek 50'den fazla mineral oluşturur. Bunlardan en ünlüleri berzelianit, naumannit, doğal selenyum ve kalkomenittir.

2. Selenyum volkanik kükürt, galen, pirit, bizmutin ve diğer sülfitlerde bulunur. Dağınık halde bulunduğu kurşun, bakır, nikel ve diğer cevherlerden çıkarılır.

3. Çoğu canlının dokusu 0,001 ile 1 mg/kg arasında selenyum içerir; bazı bitkiler, Deniz organizmaları ve mantarlar onu yoğunlaştırıyor. Bazı bitkiler için selenyum gerekli bir elementtir. İnsan ve hayvanların selenyum ihtiyacı 50-100 mcg/kg gıdadır. bu eleman antioksidan özelliklere sahiptir, birçok şeyi etkiler enzimatik reaksiyonlar ve retinanın ışığa duyarlılığını arttırır.

4. Selenyum farklı allotropik modifikasyonlarda mevcut olabilir: amorf (camsı, tozlu ve koloidal selenyum) ve ayrıca kristalli. Selenyum bir selenöz asit çözeltisinden çıkarıldığında veya buharının hızla soğutulmasıyla amorf kırmızı toz ve kolloidal selenyum elde edilir.

5. Bu kimyasal elementin herhangi bir modifikasyonu 220°C'nin üzerine ısıtıldığında ve daha da soğutulduğunda camsı selenyum oluşur; kırılgandır ve camsı bir parlaklığa sahiptir.

6. Kafesi birbirine paralel yerleştirilmiş spiral atom zincirlerinden oluşan altıgen gri selenyum özellikle termal olarak stabildir. Selenyumun diğer formlarının eriyene kadar ısıtılması ve yavaş yavaş 180-210°C'ye soğutulmasıyla elde edilir. Altıgen selenyum zincirlerinde atomlar kovalent olarak bağlanır.

7. Selenyum havada stabildir, oksijenden, sudan, seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerden etkilenmez ancak nitrik asitte mükemmel şekilde çözünür. Selenyum metallerle etkileşime girerek selenitleri oluşturur. Pek çok karmaşık selenyum bileşiği var, hepsi zehirli.

8. Selenyum, bakırın elektrolitik rafine edilmesiyle kağıt veya sülfürik asit üretim atıklarından elde edilir. Çamurda bu element ağır ve değerli metaller, kükürt ve tellür ile birlikte bulunur. Çıkarmak için çamur filtrelenir, ardından konsantre sülfürik asitle ısıtılır veya 700°C sıcaklıkta oksidatif kavurmaya tabi tutulur.

9. Selenyum, doğrultucu yarı iletken diyotların ve diğer dönüştürücü ekipmanların üretiminde kullanılır. Metalurjide desteği çeliğe ince taneli bir yapı kazandırır ve aynı zamanda mekanik özelliklerini de geliştirir. İÇİNDE kimyasal endüstri Selenyum katalizör olarak kullanılır.

Konuyla ilgili video

Not!
Metalleri ve metal olmayanları tanımlarken dikkatli olun. Bu amaçla geleneksel olarak tabloda semboller verilmiştir.

19. yüzyılda atom ve moleküllerin yapısına ilişkin bilgi düzeyi, atomların diğer parçacıklarla belli sayıda bağ kurmasının nedenini açıklamamıza olanak vermiyordu. Ancak bilim adamlarının fikirleri zamanlarının ilerisindeydi ve değerlik hâlâ kimyanın temel ilkelerinden biri olarak inceleniyor.

“Kimyasal elementlerin değeri” kavramının ortaya çıkış tarihinden

19. yüzyılın önde gelen İngiliz kimyacısı Edward Frankland, atomların birbirleriyle etkileşim sürecini tanımlamak için "bağ" terimini bilimsel kullanıma soktu. Bilim adamı, bazı kimyasal elementlerin aynı sayıda başka atomla bileşikler oluşturduğunu fark etti. Örneğin nitrojen, bir amonyak molekülüne üç hidrojen atomu bağlar.

Mayıs 1852'de Frankland, bir atomun diğer küçük madde parçacıklarıyla oluşturabileceği belirli sayıda kimyasal bağın olduğunu öne sürdü. Frankland, daha sonra değerlik olarak adlandırılacak olanı tanımlamak için "bağlayıcı kuvvet" ifadesini kullandı. İngiliz bir kimyager, 19. yüzyılın ortalarında bilinen tek tek elementlerin atomlarının kaç kimyasal bağa sahip olduğunu belirledi. Frankland'ın çalışması modern yapısal kimyaya önemli bir katkıydı.

Görüşlerin geliştirilmesi

Alman kimyager F.A. Kekule 1857'de karbonun tetrabazik olduğunu kanıtladı. En basit bileşiği metanda 4 hidrojen atomlu bağlar oluşur. Bilim adamı, elementlerin kesin olarak tanımlanmış sayıda başka parçacıklara bağlanma özelliğini belirtmek için "bazlık" terimini kullandı. Rusya'da veriler A. M. Butlerov (1861) tarafından sistematize edildi. Kimyasal bağlar teorisi, elementlerin özelliklerindeki periyodik değişiklikler doktrini sayesinde daha da geliştirildi. Yazarı bir başka seçkin D.I. Mendeleev'dir. Bileşiklerdeki kimyasal elementlerin değerinin ve diğer özelliklerinin, periyodik tablodaki konumlarına göre belirlendiğini kanıtladı.

Değerlik ve kimyasal bağın grafik gösterimi

Molekülleri görsel olarak tasvir etme yeteneği, değerlik teorisinin şüphesiz avantajlarından biridir. İlk modeller 1860'larda ortaya çıktı ve 1864'ten beri, içinde kimyasal işaret bulunan daireleri temsil ederek kullanılıyorlar. Atomların sembolleri arasında bir çizgi gösterilir ve bu çizgilerin sayısı değerlik değerine eşittir. Aynı yıllarda ilk top ve çubuk modelleri üretildi (soldaki fotoğrafa bakınız). 1866'da Kekule, Organik Kimya ders kitabına dahil ettiği karbon atomunun tetrahedron biçiminde stereokimyasal bir çizimini önerdi.

Kimyasal elementlerin değerliği ve bağ oluşumu, 1923 yılında çalışmalarını yayınlayan G. Lewis tarafından incelenmiştir. Bu, atomların kabuklarını oluşturan en küçük negatif yüklü parçacıklara verilen addır. Lewis kitabında değerlik elektronlarını temsil etmek için dört tarafın etrafındaki noktaları kullandı.

Hidrojen ve oksijenin değeri

Yaratılmadan önce, bileşiklerdeki kimyasal elementlerin değeri genellikle bilindiği atomlarla karşılaştırılıyordu. Standart olarak hidrojen ve oksijen seçilmiştir. Başka bir kimyasal element belirli sayıda H ve O atomunu çekti veya yerini aldı.

Bu şekilde, tek değerlikli hidrojen içeren bileşiklerin özellikleri belirlendi (ikinci elementin değeri Romen rakamıyla gösterilir):

• HCl - klor (I):
• H20 - oksijen (II);
• NH3 - nitrojen (III);
• CH4 - karbon (IV).

K 2 O, CO, N 2 O 3, SiO 2, SO 3 oksitlerinde, metallerin ve metal olmayanların oksijen değeri, eklenen O atomlarının sayısı iki katına çıkarılarak belirlendi. Aşağıdaki değerler elde edildi: K ( I), C(II), N(III), Si(IV), S(VI).

Kimyasal elementlerin değeri nasıl belirlenir

Paylaşılan elektron çiftlerini içeren kimyasal bağların oluşumunda düzenlilikler vardır:

• Hidrojenin tipik değeri I'dir.
• Oksijenin olağan değeri II'dir.
• Metal olmayan elementler için en düşük değerlik, periyodik tabloda bulundukları grubun numarası olan formül 8 ile belirlenebilir. Mümkünse en yüksek grup numarasına göre belirlenir.
• Yan alt grupların elemanları için mümkün olan maksimum değerlik, periyodik tablodaki grup numaralarıyla aynıdır.

Bileşik formülüne göre kimyasal elementlerin değerinin belirlenmesi aşağıdaki algoritma kullanılarak gerçekleştirilir:

1. Elementlerden birinin bilinen değerini kimyasal sembolün üzerine yazın. Örneğin Mn207'de oksijenin değerliği II'dir.
2. Değeri moleküldeki aynı kimyasal elementin atom sayısıyla çarpmanız gereken toplam değeri hesaplayın: 2 * 7 = 14.
3. Bilinmeyen ikinci elementin değerliliğini belirleyin. 2. adımda elde edilen değeri moleküldeki Mn atomlarının sayısına bölün.
4. 14: 2 = 7. yüksek oksitinde - VII.

Sabit ve değişken değerlik

Hidrojen ve oksijenin değerlik değerleri farklıdır. Örneğin, H2S bileşiğindeki kükürt iki değerlidir ve S03 formülünde altı değerlidir. Karbon, oksijenle CO monoksit ve CO 2 dioksiti oluşturur. İlk bileşikte C'nin değerliği II, ikincisinde ise IV'tür. Metan CH4'te aynı değer.

Çoğu element sabit değil, değişken değerlik sergiler; örneğin fosfor, nitrojen, kükürt. Bu olgunun ana nedenlerinin araştırılması, kimyasal bağ teorilerinin, elektronların değerlik kabuğu ve moleküler yörüngeler hakkındaki fikirlerin ortaya çıkmasına yol açtı. Aynı özelliğin farklı değerlerinin varlığı atom ve moleküllerin yapısı açısından açıklandı.

Değerlik hakkında modern fikirler

Tüm atomlar, negatif yüklü elektronlarla çevrili pozitif bir çekirdekten oluşur. Oluşturdukları dış kabuk bazen tamamlanmamıştır. Tamamlanan yapı en kararlı olanıdır ve 8 elektron (sekizli) içerir. Paylaşılan elektron çiftleri nedeniyle kimyasal bir bağın ortaya çıkması, atomların enerji açısından uygun bir durumuna yol açar.

Bileşik oluşturmanın kuralı, hangi işlemin daha kolay olduğuna bağlı olarak, elektronları kabul ederek veya eşleşmemiş olanları vererek kabuğu tamamlamaktır. Bir atom, kimyasal bir bağ oluşturacak çifti olmayan negatif parçacıklar sağlıyorsa, eşleşmemiş elektron sayısı kadar bağ oluşturur. Modern kavramlara göre, kimyasal elementlerin atomlarının değeri, belirli sayıda kovalent bağ oluşturma yeteneğidir. Örneğin, hidrojen sülfür molekülü H2S'de kükürt, her atom iki elektron çiftinin oluşumunda yer aldığından II (-) değerlik kazanır. "-" işareti elektron çiftinin daha elektronegatif olan elemente çekimini gösterir. Daha az elektronegatif olanlar için değerlik değerine “+” eklenir.

Verici-alıcı mekanizması ile süreç, bir elementin elektron çiftlerini ve diğerinin serbest değerlik yörüngelerini içerir.

Değerliliğin atom yapısına bağlılığı

Örnek olarak karbon ve oksijeni kullanarak, kimyasal elementlerin değerliğinin maddenin yapısına nasıl bağlı olduğunu ele alalım. Periyodik tablo, karbon atomunun temel özellikleri hakkında fikir verir:

• kimyasal sembol - C;
• eleman numarası - 6;
• çekirdek yükü - +6;
• çekirdekteki protonlar - 6;
• elektronlar - 6, 4 harici olanlar dahil, bunlardan 2'si bir çift, 2'si eşleşmemiş.

CO monoksitteki karbon atomu iki bağ oluşturursa yalnızca 6 negatif parçacık devreye girer. Bir sekizli elde etmek için çiftlerin 4 harici negatif parçacık oluşturması gerekir. Karbon, dioksitte IV (+), metanda IV (-) değerine sahiptir.

Oksijenin atom numarası 8'dir, değerlik kabuğu altı elektrondan oluşur, bunlardan 2'si çift oluşturmaz ve diğer atomlarla kimyasal bağlarda ve etkileşimlerde yer alır. Oksijenin tipik değeri II (-)'dir.

Değerlik ve oksidasyon durumu

Çoğu durumda “oksidasyon durumu” kavramını kullanmak daha uygundur. Bir atomun tüm bağ elektronlarının elektronegatiflik değeri (EO) daha yüksek olan bir elemente aktarılması durumunda kazanacağı yüke verilen addır. Oksidasyon numarası Basit mesele sıfıra eşittir. Daha elektronegatif olan bir elementin oksidasyon durumuna “-” işareti eklenir; daha az elektronegatif olan bir elementin oksidasyon durumuna “+” eklenir. Örneğin, ana alt grupların metalleri için tipik oksidasyon durumları ve iyon yükleri, "+" işaretli grup numarasına eşittir. Çoğu durumda, aynı bileşikteki atomların değerlik ve oksidasyon durumları sayısal olarak aynıdır. Yalnızca daha fazla elektronegatif atomla etkileşime girdiğinde oksidasyon durumu pozitiftir, daha düşük EO'ya sahip elementler ise negatiftir. "Değerlik" kavramı genellikle yalnızca moleküler yapıya sahip maddelere uygulanır.

Kimyasal formüllerin nasıl oluşturulacağını öğrenmek için kimyasal elementlerin atomlarının belirli oranlarda birbirine hangi kalıplara göre bağlandığını öğrenmek gerekir. Bunu yapmak için formülleri HCl, H2O, NH3, CH4 olan bileşiklerin niteliksel ve niceliksel bileşimini karşılaştıralım (Şekil 12.1)

Bu maddeler niteliksel bileşim bakımından benzerdir: her molekül hidrojen atomları içerir. Ancak niceliksel bileşimleri aynı değildir. Klor, oksijen, nitrojen ve karbon atomları sırasıyla bir, iki, üç ve dört hidrojen atomuna bağlanır.

Bu model 11. yüzyılın başında fark edildi. J. Dalton. Zamanla I.Ya.Berzelius, bir kimyasal elementin atomuna bağlı en fazla atom sayısının belirli bir değeri aşmadığını keşfetti. 1858'de E. Frankland, atomların belirli sayıda başka atomu bağlama veya değiştirme yeteneğini "bağlanma kuvveti" olarak adlandırdı. "değerlik"(lat. valentia -"kuvvet") 1868'de Alman kimyager K. G. Wichelhaus tarafından önerildi.

Değerlik — genel mülk atomlar. Atomların birbirleriyle kimyasal olarak (değerlik kuvvetleriyle) etkileşime girme yeteneğini karakterize eder.

Birçok kimyasal elementin değeri, niceliksel ve deneysel verilere dayanarak belirlendi. kaliteli kompozisyon maddeler. Değerlik birimi başına Hidrojen atomunun değerliliği kabul edildi. Bir kimyasal elementin atomu iki tek değerlikli atoma bağlıysa, değeri ikiye eşittir. Üç tek değerlikli atomla birleştirilirse üç değerlikli olur vb.

Kimyasal elementlerin en yüksek değerlik değeri VIII'dir .

Değerlik Romen rakamlarıyla gösterilir. Ele alınan bileşiklerin formüllerinde değerliklerini gösterelim:

Bilim adamları ayrıca farklı bileşiklerdeki birçok elementin sergilendiğini keşfettiler. Farklı anlamlar değerlik. Yani sabit ve değişken değerliklere sahip kimyasal elementler vardır.

Bir kimyasal elementin periyodik tablodaki konumuna göre değerlik belirlenebilir mi? Bir elementin maksimum değerlik değeri, bulunduğu periyodik tablonun grup numarasına denk gelir. Bununla birlikte, nitrojen, oksijen, flor, bakır ve diğer bazı elementler gibi istisnalar da vardır. Hatırlamak: Grup numarası, periyodik tablonun karşılık gelen dikey sütununun üzerinde bir Roma rakamıyla gösterilir.

Masa. Sabit değerliğe sahip kimyasal elementler

Öğe	Değerlik	Öğe	Değerlik
Hidrojen (H)		Kalsiyum (Ca)
Sodyum (Na)		Baryum (Ba)
		Oksijen(O)
Berilyum(Be)		Alüminyum (Al)
Magnezyum (Mg)

Masa. Değişken değerliliğe sahip kimyasal elementler

Öğe	Değerlik	Öğe	Değerlik
		Demir (Fe)
		Manganez (Mg)
			II, III, VI Siteden materyal
Gümüş (Ag)		Fosfor (P)
Altın (Av)		Arsenik (As)
		Karbon (C)
Kurşun (Pb)		Silikon (Si)

Bu sayfada aşağıdaki konularda materyaller bulunmaktadır:

Değerleri her zaman sabit olan elementler vardır ve bunlardan çok azı vardır. Ancak diğer tüm elementler değişken değerlik sergiler.

Sitede daha fazla ders

Başka bir tek değerlikli elementin bir atomu, tek değerlikli bir elementin bir atomu ile birleştirilir(HCl) . İki değerlikli bir elementin bir atomu, tek değerlikli bir elementin iki atomuyla birleşir.(H2O) veya bir iki değerlikli atom(CaO) . Bu, bir elementin değerliliğinin, belirli bir elementin bir atomunun tek değerlikli bir elementin kaç atomuyla birleşebileceğini gösteren bir sayı olarak temsil edilebileceği anlamına gelir. Bir elementin şaftı, bir atomun oluşturduğu bağların sayısıdır:

Na – tek değerlikli (tek bağ)

H – tek değerlikli (bir bağ)

O – iki değerlikli (atom başına iki bağ)

S - altı değerlikli (komşu atomlarla altı bağ oluşturur)

Değeri belirleme kuralları
Bağlantılardaki elemanlar

1. Şaft hidrojen karıştırılmak BEN(birim). Daha sonra su H2O formülüne uygun olarak bir oksijen atomuna iki hidrojen atomu bağlanır.

2. Oksijen Bileşiklerinde her zaman değerlik sergiler II. Bu nedenle CO2 (karbon dioksit) bileşiğindeki karbonun değeri IV'tür.

3. Yüce şaft eşittir grup numarası .

4. En düşük değerlik 8 sayısı (tablodaki grup sayısı) ile bu elemanın bulunduğu grup sayısı arasındaki farka eşittir, yani. 8 — N gruplar .

5. “A” alt gruplarındaki metaller için mil grup numarasına eşittir.

6. Ametaller genellikle iki değerlik sergiler: daha yüksek ve daha düşük.

Mecazi anlamda konuşursak, bir şaft, bir atomun diğer atomlara tutunmasını sağlayan "kolların" sayısıdır. Doğal olarak atomların “elleri” yoktur; rolleri sözde tarafından oynanır. değerlik elektronları.

Bunu farklı şekilde söyleyebilirsiniz: belirli bir elementin bir atomunun belirli sayıda başka atomu bağlama yeteneğidir.

Aşağıdaki ilkelerin açıkça anlaşılması gerekir:

Sabit değerliliğe sahip elementler (nispeten az sayıda vardır) ve değişken değerliliğe sahip elementler (çoğunlukla öyledir) vardır.

Sabit değerliliğe sahip elementler hatırlanmalıdır.

DEĞERLİK(Latince valentia - güç) bir atomun belirli sayıda başka atom veya atom grubuna bağlanma veya bunların yerini alma yeteneği.

Onlarca yıldır değerlik kavramı kimyadaki temel kavramlardan biri olmuştur. Tüm kimya öğrencilerinin bu kavramla karşılaşması gerekir. İlk başta onlara oldukça basit ve net görünüyordu: hidrojen tek değerlikli, oksijen iki değerlikli, vb. Başvuru sahiplerine yönelik kılavuzlardan biri şunu söylüyor: "Değerlilik, bir bileşikteki bir atomun oluşturduğu kimyasal bağların sayısıdır." Ancak o zaman, bu tanıma uygun olarak, demir karbür Fe 3 C'deki, demir karbonil Fe 2 (CO) 9'daki, uzun süredir bilinen K 3 Fe(CN) 6 ve K 4 Fe( tuzlarındaki karbonun değeri nedir? CN) 6? Ve sodyum klorürde bile NaCl kristalindeki her atom diğer altı atoma bağlıdır! Pek çok tanımın, ders kitaplarında basılmış olanlar bile, çok dikkatli bir şekilde uygulanması gerekiyor.

Modern yayınlarda farklı ve çoğunlukla tutarsız tanımlar bulunabilir. Örneğin şu: “Valans, atomların belirli sayıda kovalent bağ oluşturma yeteneğidir.” Bu tanım açık ve nettir ancak yalnızca kovalent bağa sahip bileşiklere uygulanabilir. Bir atomun değeri, kimyasal bir bağın oluşumunda yer alan toplam elektron sayısıyla belirlenir; ve belirli bir atomun diğer atomlara bağlandığı elektron çiftlerinin sayısı; ve ortak elektron çiftlerinin oluşumuna katılan eşleşmemiş elektronların sayısı. Belirli bir atomun diğer atomlara bağlanmasını sağlayan kimyasal bağların sayısı olarak tanımlanan değerliğin sıklıkla karşılaşılan bir başka tanımı da zorluklara neden olur, çünkü bir kimyasal bağın ne olduğunu açıkça tanımlamak her zaman mümkün değildir. Sonuçta tüm bileşiklerin elektron çiftlerinden oluşan kimyasal bağları yoktur. En basit örnek sodyum klorür gibi iyonik kristallerdir; içinde her sodyum atomu altı klor atomu ile bir bağ (iyonik) oluşturur ve bunun tersi de geçerlidir. Hidrojen bağları kimyasal bağlar olarak mı değerlendirilmelidir (örneğin su moleküllerinde)?

Farklı tanımlara göre bir nitrojen atomunun değerinin neye eşit olabileceği sorusu ortaya çıkar. Değerlik, diğer atomlarla kimyasal bağların oluşumunda rol oynayan toplam elektron sayısıyla belirlenirse, nitrojen atomu beş harici elektronunun tamamını kullanabileceğinden, bir nitrojen atomunun maksimum değeri beşe eşit olarak kabul edilmelidir - iki s-elektronları ve üç p-elektronları - kimyasal bağlar oluştururken elektronlar. Değerlik, belirli bir atomun diğerlerine bağlandığı elektron çiftlerinin sayısına göre belirleniyorsa, bu durumda bir nitrojen atomunun maksimum değerliliği dörttür. Bu durumda, üç p elektronu diğer atomlarla üç kovalent bağ oluşturur ve nitrojenin iki 2s elektronu nedeniyle başka bir bağ oluşur. Bir örnek, amonyağın asitlerle reaksiyona girerek bir amonyum katyonu oluşturmasıdır.Son olarak, eğer değerlik yalnızca bir atomdaki eşleşmemiş elektronların sayısıyla belirleniyorsa, o zaman nitrojenin değerliği üçten fazla olamaz çünkü N atomu daha fazla elektrona sahip olamaz. üçten fazla eşleşmemiş elektron (2s elektronunun uyarılması yalnızca n = 3 seviyesinde meydana gelebilir, bu da enerji açısından son derece elverişsizdir). Dolayısıyla halojenürlerde nitrojen yalnızca üç kovalent bağ oluşturur ve NF5, NCl5 veya NBr5 gibi bileşikler yoktur (tamamen stabil PF3, PCl3 ve PBr3'ün aksine). Ancak bir nitrojen atomu, 2'li elektronlarından birini başka bir atoma aktarırsa, ortaya çıkan N+ katyonunun dört eşleşmemiş elektronu olacaktır ve bu katyonun değerliği dört olacaktır. Bu, örneğin bir nitrik asit molekülünde gerçekleşir. Dolayısıyla farklı değerlik tanımları, basit moleküller için bile farklı sonuçlara yol açmaktadır.

Bu tanımlardan hangisi “doğrudur” ve hatta değerlik için net bir tanım vermek mümkün müdür? Bu soruları cevaplamak için geçmişe bir gezi yapmak ve kimyanın gelişmesiyle birlikte “değerlik” kavramının nasıl değiştiğini düşünmek faydalı olacaktır.

Elementlerin değerliliği fikri (ancak o zamanlar tanınmamıştı) ilk olarak 19. yüzyılın ortalarında ifade edildi. İngiliz kimyager E. Frankland: Metallerin ve oksijenin belirli bir “doyma kapasitesinden” bahsetmişti. Daha sonra değerlik, bir atomun belirli sayıda başka atomu (veya atom grubunu) bir kimyasal bağ oluşturmak üzere ekleme veya değiştirme yeteneği olarak anlaşılmaya başlandı. Teorinin yaratıcılarından biri kimyasal yapı Friedrich August Kekule şunları yazdı: "Değerlilik atomun temel bir özelliğidir; atom ağırlığının kendisi kadar sabit ve değişmez bir özelliktir." Kekule, bir elementin değerliliğinin sabit bir değer olduğunu düşünüyordu. 1850'lerin sonuna gelindiğinde çoğu kimyacı, karbonun değerliğinin (o zamanlar "atomiklik" olarak adlandırılıyordu) 4, oksijen ve kükürtün değerliğinin 2 ve halojenlerin 1 olduğuna inanıyordu. 1868'de Alman kimyager K. G. Wichelhaus, aşağıdakileri kullanmayı önerdi: "değerlik" yerine "atomiklik" terimi (Latince valentia - güç). Bununla birlikte, uzun süredir, en azından Rusya'da neredeyse kullanılmıyordu (bunun yerine, örneğin "yakınlık birimleri", "eşdeğer sayısı", "hisse sayısı" vb. hakkında konuşuyorlardı). Önemli olan şu ki Ansiklopedik Sözlük Brockhaus ve Efron(bu ansiklopedideki kimya ile ilgili makalelerin neredeyse tamamı D.I. Mendeleev tarafından gözden geçirilmiş, düzenlenmiş ve sıklıkla yazılmıştır) "değerlik" hakkında hiçbir makale yoktur. Mendeleev'in klasik eserinde de bulunmuyor. Kimyanın Temelleri(O, üzerinde ayrıntılı olarak durmadan ve kesin bir tanım vermeden yalnızca ara sıra “atomiklik” kavramından bahseder).

“Valence” kavramının başlangıcından beri beraberinde getirdiği zorlukları net bir şekilde ortaya koyabilmek için 20. yüzyılın başında popüler olan bir kavramdan alıntı yapmak yerinde olacaktır. birçok ülkede, yazarın büyük pedagojik yeteneği nedeniyle, Amerikalı kimyager Alexander Smith'in 1917'de yayınladığı ders kitabı (Rusça çevirisi - 1911, 1916 ve 1931'de): “Kimyada tek bir kavram kabul edilmedi değerlilik kavramı gibi pek çok belirsiz ve kesin olmayan tanım " Ve bölümün ilerleyen kısımlarında Değerlik hakkındaki görüşlerde bazı tuhaflıklar yazar şöyle yazıyor:

“Değerlik kavramı ilk oluşturulduğunda, tamamen hatalı bir şekilde, her elementin bir değerliğe sahip olduğuna inanılıyordu. Bu nedenle, CuCl ve CuCl 2 veya... FeCl 2 ve FeCl 3 gibi bileşik çiftlerini değerlendirirken, bakırın olduğu varsayımından yola çıktık. Her zaman iki değerlikli, demir ise üç değerlidir ve bu temelde formülleri bu varsayıma uyacak şekilde çarpıtmışlardır. Böylece, bakır monoklorürün formülü şu şekilde yazılmıştır (ve bugüne kadar sıklıkla yazılmıştır): Cu2Cl2. Bu durumda, grafiksel gösterimde iki bakır klorür bileşiğinin formülleri şu biçimi alır: Cl–Cu–Cu–Cl ve Cl–Cu–Cl. Her iki durumda da, her bir bakır atomu (kağıt üzerinde) iki birim içerir ve bu nedenle (kağıt üzerinde) iki değerlidir. Benzer şekilde... FeCl2 formülünün iki katına çıkarılması Cl2>Fe–Fe2 sonucunu verdi, bu da bize demiri üç değerlik olarak kabul etmemizi sağladı." Ve ardından Smith her zaman çok önemli ve yerinde bir sonuca varıyor: “Deneyime dayanmayan, salt varsayımın sonucu olan bir fikri desteklemek için gerçekleri icat etmek veya gerçekleri çarpıtmak bilimsel yönteme oldukça aykırıdır. Ancak bilim tarihi bu tür hataların sıklıkla görüldüğünü gösteriyor.”

Yüzyılın başında değerlik hakkındaki fikirlerin bir incelemesi, 1912'de karmaşık bileşiklerin kimyası üzerine yaptığı çalışmalarla dünya çapında tanınan Rus kimyager L.A. Chugaev tarafından yapıldı. Chugaev, değerlik kavramının tanımı ve uygulanmasıyla ilgili zorlukları açıkça gösterdi:

Değerlik, kimyada "atomisite" ile aynı anlamda kullanılan, belirli bir elementin bir atomunun doğrudan bağlantı içinde olabileceği (veya değiştirme yeteneğine sahiptir). Değerlik sözcüğü aynı zamanda sıklıkla bir değerlik birimi veya bir yakınlık birimi anlamında da kullanılır. Böylece oksijenin iki, nitrojenin üç vb. olduğunu söylüyorlar. Değerlik ve "atomiklik" kelimeleri daha önce herhangi bir ayrım yapılmaksızın kullanılıyordu, ancak bunların ifade ettiği kavramlar orijinal basitliklerini yitirip daha karmaşık hale geldikçe, bazı durumlarda yalnızca değerlik kelimesi kullanımda kaldı... Değerlik kavramı, değerliliğin değişken bir nicelik olduğunun kabul edilmesiyle başladı... ve madde anlamında her zaman bir tamsayı olarak ifade edilir."

Kimyagerler birçok metalin değişken değerliğe sahip olduğunu biliyorlardı ve örneğin iki değerlikli, üç değerlikli ve altı değerlikli krom hakkında konuşmaları gerekiyordu. Chugaev, karbon söz konusu olduğunda bile değerliğinin 4'ten farklı olabileceği olasılığının kabul edilmesi gerektiğini ve CO'nun tek istisna olmadığını söyledi: "İki değerlikli karbon büyük olasılıkla karbilaminler CH3 -N=C'de bulunur, fulminat asit ve tuzlarında C=NOH, C=NOMe vb. Triatomik karbonun da bulunduğunu biliyoruz...” Alman kimyager I. Thiele'nin “kısmi” veya kısmi değerlikler hakkındaki teorisini tartışan Chugaev, bundan şöyle bahsetti: “İlk girişimlerden biri, klasik değerlik kavramını genişletip, bu kavramın uygulanamayacağı durumlara kadar genişletti. Thiele değerlik birimlerinin "parçalanmasına" izin verme ihtiyacına geldiyse, o zaman bizi başka bir anlamda değerlik kavramını içinde bulunduğu dar çerçeveden çıkarmaya zorlayan bir dizi gerçek vardır. başlangıçta yer alıyordu. En basit (çoğunlukla ikili...) bileşiklerin oluştuğunu gördük. kimyasal elementler, bu sonuncuların her biri için, kişiyi belirli, her zaman küçük ve tabii ki değerliklerinin tamsayı değerlerini varsaymaya zorlar. Genel olarak bu tür değerler çok azdır (üçten fazla farklı değerlik sergileyen elementler nadirdir). Ancak deneyimler göstermektedir ki, yukarıda bahsedilen tüm değerlik birimlerinin doymuş olarak kabul edilmesi gerektiğinde, bu durumda oluşan moleküllerin yeteneği daha fazla ekleme yapılması durumu henüz sınıra ulaşmadı. Böylece metal tuzları su, amonyak, aminler... ekleyerek çeşitli hidratlar, amonyak... vb. oluşturur. artık karmaşık olarak sınıflandırdığımız karmaşık bileşikler. En basit değerlik fikrinin çerçevesine uymayan bu tür bileşiklerin varlığı, doğal olarak onun genişletilmesini ve ek hipotezlerin getirilmesini gerektirdi. A. Werner tarafından önerilen bu hipotezlerden biri, ana veya temel değerlik birimlerinin yanı sıra başka ikincil birimlerin de olduğudur. İkincisi genellikle noktalı bir çizgiyle gösterilir.

Gerçekten de, örneğin, CoCl3 · 6NH3 (veya aynısı, Co(NH3) · 6 Cl3) bileşiğini oluşturmak için altı amonyak molekülü ekleyen klorüründeki kobalt atomuna hangi değer atanmalıdır? ? İçinde bir kobalt atomu aynı anda dokuz klor ve nitrojen atomuyla birleştirilir! D.I. Mendeleev bu vesileyle çok az çalışılan "artık yakınlığın güçleri" hakkında yazdı. Ve karmaşık bileşikler teorisini yaratan İsviçreli kimyager A. Werner, ana (birincil) değerlik ve ikincil (ikincil) değerlik kavramlarını tanıttı (modern kimyada bu kavramlar oksidasyon durumuna ve koordinasyon numarasına karşılık gelir). Her iki değer de değişken olabilir ve bazı durumlarda bunları ayırt etmek çok zor, hatta imkansızdır.

Daha sonra Chugaev, R. Abegg'in pozitif (daha yüksek oksijen bileşiklerinde) veya negatif (hidrojenli bileşiklerde) olabilen elektrovalans teorisine değiniyor. Ayrıca IV'ten VII'ye kadar olan gruplar için oksijen ve hidrojen elementlerinin en yüksek değerlerinin toplamı 8'e eşittir. Pek çok kimya ders kitabındaki sunum hala bu teoriye dayanmaktadır. Sonuç olarak Chugaev, değerlik kavramının pratikte uygulanamadığı kimyasal bileşiklerden bahseder - bileşimi “genellikle çok tuhaf formüllerle ifade edilen, sıradan değerlik değerlerini çok az anımsatan metaller arası bileşikler. Bunlar örneğin şu bileşiklerdir: NaCd 5, NaZn 12, FeZn 7, vb.”

Bir diğer ünlü Rus kimyager I. A. Kablukov ise ders kitabında değerliliği belirlemedeki bazı zorluklara dikkat çekti. Temel Başlangıçlar inorganik kimya , 1929'da yayınlandı. Koordinasyon numarasına gelince, yaratıcılardan biri tarafından 1933'te Berlin'de yayınlanan bir ders kitabını (Rusça çevirisiyle) aktaralım. modern teori Danimarkalı kimyager Niels Bjerrum'un çözümleri:

"Sıradan değerlik sayıları, karakteristik özellikler, çok sayıda karmaşık bileşikte birçok atomla kendini gösterir. Atomların veya iyonların karmaşık bileşikler oluşturma yeteneğini açıklamak için, atomlar ve iyonlar için alışılagelmiş değerlik sayılarından farklı yeni bir özel sayı dizisi tanıtıldı. Karmaşık gümüş iyonlarında çoğu doğrudan merkezi metal atomuna bağlıdır. iki atom veya iki atom grubu, örneğin Ag(NH 3) 2 +, Ag(CN) 2 –, Ag(S 2 O 3) 2 –... Bu bağı tanımlamak için kavram koordinasyon numarası Ag + iyonlarına 2 koordinasyon numarası atayın. Verilen örneklerden de görülebileceği gibi, Ag + iyonlarıyla ilişkili gruplar merkezi atom, nötr moleküller (NH3) ve iyonlar (CN –, S 2 O 3 –) olabilir. İki değerlikli bakır iyonu Cu ++ ve üç değerlikli altın iyonu Au +++ çoğu durumda 4'lük bir koordinasyon numarasına sahiptir. Bir atomun koordinasyon numarası, elbette, henüz merkez atom ile arasında ne tür bir bağın bulunduğunu göstermez. onunla ilişkili diğer atomlar veya atom grupları; ancak karmaşık bileşiklerin sistematiği için mükemmel bir araç olduğu ortaya çıktı.”

A. Smith ders kitabında karmaşık bileşiklerin "özel özelliklerine" ilişkin çok net örnekler vermektedir:

“Aşağıdaki “moleküler” platin bileşiklerini göz önünde bulundurun: PtCl 4 2NH3, PtCl 4 4NH3, PtCl 4 6NH3 ve PtCl 4 2KCl. Bu bileşiklerin daha yakından incelenmesi, bir dizi dikkate değer özelliği ortaya çıkarmaktadır. Çözeltideki ilk bileşik pratikte iyonlara parçalanmaz; çözümlerinin elektriksel iletkenliği son derece düşüktür; gümüş nitrat kendisiyle birlikte AgCl çökeltisi üretmez. Werner, klor atomlarının platin atomuna sıradan değerlerle bağlandığını kabul etti; Werner bunları ana moleküller olarak adlandırdı ve amonyak molekülleri platin atomuna ek ikincil değerliklerle bağlandı. Werner'e göre bu bileşik aşağıdaki yapıya sahiptir:

Büyük parantezler, bileşik çözündüğünde parçalanmayan bir kompleks olan bir grup atomun bütünlüğünü gösterir.

İkinci bileşik birinciden farklı özelliklere sahiptir; bu bir elektrolittir, çözeltilerinin elektriksel iletkenliği, üç iyona (K2S04, BaCl2, MgCl2) ayrışan tuz çözeltilerinin elektriksel iletkenliğiyle aynı düzendedir; gümüş nitrat dört atomdan ikisini çökertir. Werner'e göre bu, şu yapıya sahip bir bileşiktir: 2– + 2Cl–. Burada karmaşık bir iyonumuz var; içindeki klor atomları gümüş nitrat tarafından çökeltilmez ve bu kompleks, çekirdeğin etrafında atomlardan oluşan bir iç küre (Pt atomu) oluşturur. Bileşikte iyon şeklinde ayrılan klor atomları atomların dış küresini oluşturur, bu yüzden onları büyük parantezlerin dışına yazıyoruz. Pt'nin dört ana değere sahip olduğunu varsayarsak, bu komplekste yalnızca ikisi kullanılır, diğer ikisi ise iki dış klor atomu tarafından tutulur. İlk bileşikte, kompleksin kendisinde platinin dört değerinin tamamı kullanılır, bunun sonucunda bu bileşik bir elektrolit değildir.

Üçüncü bileşikte dört klor atomunun tümü gümüş nitrat tarafından çökeltilir; Bu tuzun yüksek elektrik iletkenliği, beş iyon ürettiğini gösterir; yapısının şu şekilde olduğu açıktır: 4– + 4Cl – ... Kompleks iyonda, tüm amonyak molekülleri Pt'ye ikincil değerliklerle bağlanır; Platinin dört ana değerine karşılık gelen dış kürede dört klor atomu vardır.

Dördüncü bileşikte, gümüş nitrat kloru hiç çökeltmez, çözeltilerinin elektriksel iletkenliği üç iyona ayrışmayı gösterir ve değişim reaksiyonları potasyum iyonlarını ortaya çıkarır. Bu bileşiğe aşağıdaki yapıyı atfediyoruz: 2– + 2K +. Kompleks iyonda Pt'nin dört ana değeri kullanılır, ancak iki klor atomunun ana değerleri kullanılmadığından, dış kürede iki pozitif tek değerlikli iyon (2K +, 2NH 4 +, vb.) tutulabilir. ”

Dışa doğru benzer platin komplekslerinin özelliklerindeki çarpıcı farklılıklara ilişkin verilen örnekler, kimyagerlerin değerliliği kesin olarak belirlemeye çalışırken karşılaştığı zorluklar hakkında bir fikir vermektedir.

Atom ve moleküllerin yapısına ilişkin elektronik fikirlerin ortaya çıkmasından sonra “elektrovalans” kavramı yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Atomlar elektronları hem verebildikleri hem de alabildikleri için, elektrovalans pozitif ya da negatif olabilir (günümüzde elektrovalans yerine oksidasyon durumu kavramı kullanılmaktadır). Değerlik hakkındaki yeni elektronik fikirler öncekilerle ne kadar tutarlıydı? N. Bjerrum, daha önce alıntı yapılan ders kitabında bunun hakkında şöyle yazıyor: “Olağan değerlik sayıları ile tanıtılan yeni sayılar (elektrovalans ve koordinasyon sayısı) arasında bir miktar bağımlılık var, ancak bunlar hiçbir şekilde aynı değil. Eski değerlik kavramı iki yeni kavrama ayrıldı.” Bu vesileyle Bjerrum önemli bir notta bulundu: “Karbonun koordinasyon sayısı çoğu durumda 4'tür ve elektrovalansı ya +4 ya da –4'tür. Her iki sayı da genellikle bir karbon atomu için çakıştığından, karbon bileşikleri bu iki kavram arasındaki farkı incelemek için uygun değildir."

Amerikalı fiziksel kimyager G. Lewis ve Alman fizikçi W. Kossel'in çalışmalarında geliştirilen elektronik kimyasal bağlanma teorisi çerçevesinde, donör-alıcı (koordinasyon) bağlanması ve kovalans gibi kavramlar ortaya çıktı. Bu teoriye göre, bir atomun değeri, diğer atomlarla ortak elektron çiftlerinin oluşumuna katılan elektronların sayısına göre belirleniyordu. Bu durumda, bir elementin maksimum değerliliğinin, atomun dış elektron kabuğundaki elektron sayısına eşit olduğu kabul edildi (belirli bir elementin ait olduğu periyodik tablonun grup numarasına denk gelir). Kuantum kimyası yasalarına dayanan diğer fikirlere göre (bunlar Alman fizikçiler W. Heitler ve F. London tarafından geliştirildi), tüm dış elektronlar sayılmamalı, yalnızca eşleşmemiş olanlar (atomun temel veya uyarılmış durumunda) sayılmalıdır. ; Bu tam olarak bazı kimya ansiklopedilerinde verilen tanımdır.

Ancak buna uymayan gerçekler bilinmektedir. basit diyagram. Böylece, bir dizi bileşikte (örneğin ozonda), bir çift elektron iki değil üç çekirdek tutabilir; diğer moleküllerde kimyasal bağ tek bir elektron tarafından gerçekleştirilebilir. Bu tür bağlantıları kuantum kimyasının aygıtlarını kullanmadan tanımlamak imkansızdır. Örneğin, pentaboran B5H9 ve bir hidrojen atomunun aynı anda iki bor atomuna bağlandığı "köprü" bağlarına sahip diğer boranlar gibi bileşiklerdeki atomların değerini nasıl belirleyebiliriz; ferrosen Fe(C5H5)2 (+2 oksidasyon durumuna sahip bir demir atomu aynı anda 10 karbon atomuna bağlanır); demir pentakarbonil Fe(CO) 5 (sıfır oksidasyon durumundaki demir atomu beş karbon atomuna bağlıdır); Sodyum pentakarbonil kromat Na 2 Cr(CO) 5 (krom-2'nin oksidasyon durumu)? Bu tür “klasik olmayan” durumlar hiç de istisnai değildir. Kimya geliştikçe, bu tür "değerlik ihlalleri" ve çeşitli "egzotik değerliklere" sahip bileşiklerin sayısı giderek arttı.

Bazı zorlukların üstesinden gelmek için, bir atomun değerliliğini belirlerken, kimyasal bağların oluşumunda rol oynayan eşleşmemiş elektronların, yalnız elektron çiftlerinin ve boş yörüngelerin toplam sayısını hesaba katmak gerektiğine göre bir tanım verilmiştir. Boş yörüngeler, çeşitli karmaşık bileşiklerde verici-alıcı bağlarının oluşumunda doğrudan rol oynar.

Sonuçlardan biri, teorinin geliştirilmesi ve yeni deneysel verilerin elde edilmesinin, değerliliğin doğasının net bir şekilde anlaşılmasına yönelik girişimlerin, bu kavramı ana ve ikincil değerlik gibi bir dizi yeni kavrama bölmesine yol açtığıdır. iyonik değerlik ve kovalans, koordinasyon numarası ve oksidasyon derecesi vb. Yani “değerlik” kavramı, her biri belirli bir alanda faaliyet gösteren çok sayıda bağımsız kavrama “bölünmüştür”. Görünüşe göre, geleneksel değerlik kavramı, yalnızca tüm kimyasal bağların iki merkezli olduğu (yani yalnızca iki atomu birbirine bağlayan) ve her bağın, iki komşu atom arasında bulunan bir elektron çifti tarafından gerçekleştirildiği bileşikler için açık ve net bir anlama sahiptir. başka bir deyişle - HCl, CO2, C5H12 vb. gibi kovalent bileşikler için.

İkinci sonuç pek de olağan değildir: "değerlik" terimi, modern kimyada kullanılmasına rağmen, çok sınırlı bir uygulamaya sahiptir; ona "tüm durumlar için" açık bir tanım verme girişimleri çok verimli değildir ve pek de gerekli değildir. Pek çok ders kitabının yazarlarının, özellikle de yurt dışında basılanların, bu kavramı hiç kullanmamaları veya kendilerini "değerlik" kavramının esas olarak tarihsel bir öneme sahip olduğuna işaret etmekle sınırlamaları boşuna değildir; oysa şimdi kimyagerler çoğunlukla daha yaygın olanını kullanıyor, Her ne kadar biraz yapay olsa da, "derece" oksidasyon kavramı."

Ilya Leenson