Валентность химических элементов. Степень окисления химических элементов. Валентность хим элементов

Таблица валентностей химических элементов. - таблицы Tehtab.ru

tehtab.ru

Валентность химических элементов | Химия. Шпаргалка, шпора, формула, закон, ГДЗ, опыты, тесты, сообщение, реферат, кратко, конспект, книга

Тема:

Химическая связь

Для того чтобы научиться составлять химические формулы необходимо выяснить закономерности, согласно которым атомы химических элементов соединяются между собой в определенных соотношениях. Для этого сравним качествен­ный и количественный состав соединений, формулы кото­рых HCl, h3O, Nh4, Ch5 (рис. 12.1)

По качественному составу эти вещества схожи:в состав каждой из молекул входят атомы водорода. Тем не менее их количественный состав неодинаков. Атомы хлора, кислорода, азота, углерода соединены соответственно с одним, двумя, тремя и четырьмя атомами водорода

Эту закономерность подметил еще в начале XI в. Дж. Дальтон. Со временем И. Я. Берцелиус обнаружил, что наиболь­шее количество атомов, соединенных с атомом химического элемента, не превышает определенной величины. В 1858 г. Э. Франкленд назвал «соединительной силой» способность атомов связывать или замещать определенное число других атомов Термин «валентность» (от лат. valentia — «сила») предложил в 1868 г. немецкий химик К. Г. Вихельхауз.

Валентность — общее свойство атомов. Она характе­ризует способность атомов химически (валентными си­лами) взаимодействовать друг с другом.

Валентность многих химических элементов определили на основе экспериментальных данных о количественном и качественном составе веществ. За единицу валентности бы­ла принята валентность атома водорода. Если атом хими­ческого элемента соединен с двумя одновалентными атома­ми, то его валентность равна двум. Если он соединен с тремя одновалентными атомами, то он — трехвалентен и т. д.

Наи­высшее значение валентности химических элементов — VIII.

Валентность обозначают римскими цифрами. Обозначим валентность в формулах рассмотренных соединений:

Также ученые обнаружили, что немало элементов в раз­ных соединениях проявляют разные значения валентности. То есть существуют химические элементы с постоянной и переменной валентностью.

Можно ли определить валентность по положению хими­ческого элемента в периодической системе? Максимальное значение валентности элемента совпадает с номером группы периодической системы, в которой он размещен. Тем не менее бывают и исключения — азот, кислород, фтор, медь и некото­рые другие элементы. Запомни: номер группы обозначен римской цифрой над соответствующим вертикальным столби­ком периодической системы.

• Химическая связь краткое сообщение

• Шпаргалка валентности химических элементов

• Составление формул бинарных соединений по валентности упражнения

• Валентность химических элементов конспект

• Химия как определить валентность химических элементов

worldofschool.ru

Валентность химических элементов

Рассматривая формулы различных соединений, нетрудно заметить, что число атомов одного и того же элемента в молекулах различных веществ не одинаково. Например, HCl, Nh5Cl, h3S, h4PO4 и т.д. Число атомов водорода в этих соединениях изменяется от 1 до 4. Это характерно не только для водорода.

Как же угадать, какой индекс поставить рядом с обозначением химического элемента? Как составляются формулы вещества? Это легко сделать, когда знаешь валентность элементов, входящих в состав молекулы данного вещества.

Валентность – это свойство атома данного элемента присоединять, удерживать или замещать  в химических реакциях определённое количество атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода. Поэтому иногда определение валентности формулируют так: валентность – это свойство атома данного элемента присоединять или замещать определённое количество атомов водорода.

Если к одному атому данного элемента прикрепляется один атом водорода, то элемент одновалентен, если два – двухвалентен и т.д. Водородные соединения известны не для всех элементов, но почти все элементы образуют соединения с кислородом О. Кислород считается постоянно двухвалентным.

Постоянная валентность:

I – H, Na, Li, K, Rb, CsII – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, CdIII – B, Al, Ga, In

Но как поступить в том случае, если элемент не соединяется с водородом? Тогда валентность необходимого элемента определяют  по валентности известного элемента. Чаще всего её находят, используя валентность кислорода,  потому что в соединениях его валентность всегда равно 2. Например, не составит труда найти валентность элементов в следующих соединениях: Na2O (валентность Na – 1, O – 2), Al2O3 (валентность Al – 3, O – 2).

Химическую формулу данного вещества можно составить, только зная валентность элементов. Например, составить формулы таких соединений, как CaO, BaO, CO, просто, потому что число атомов в молекулах одинаково, так  как валентности элементов равны.

А если валентности разные? Когда мы действуем в таком случае? Необходимо запомнить следующее правило: в формуле любого химического  соединения произведение валентности одного элемента на число его атомов в молекуле равно произведению валентности на число атомов другого элемента. Например, если  известно, что валентность Mn  в соединении равна 7, а O – 2, тогда формула соединения будет выглядеть так  Mn2O7.

Как же мы получили формулу?

Рассмотрим алгоритм составления формул по валентности для состоящих из двух химических элементов.

Существует правило, что число валентностей у одного химического элемента равно числу валентностей у другого. Рассмотрим на примере образования молекулы, состоящей из марганца и кислорода.Будем составлять в соответствии с алгоритмом:

1. Записываем рядом символы химических элементов:

Mn O

2. Ставим над химическими элементами цифрами их валентности (валентность химического элемента можно найти в таблице периодической системы Менделева, у марганца – 7, у кислорода  – 2.

3. Находим наименьшее общее кратное (наименьшее число, которое делится без остатка на 7 и на 2). Это число 14. Делим его на валентности элементов 14 : 7 = 2, 14 : 2 = 7, 2 и 7 будут индексами, соответственно у фосфора и кислорода. Подставляем индексы.

Зная валентность одного химического элемента, следуя правилу: валентность одного элемента × число его атомов в молекуле = валентность другого элемента × число атомов этого (другого) элемента,  можно определить валентность другого.

Mn2O7 (7 · 2 = 2 · 7).

2х = 14,

х = 7.

Понятие о валентности было введено в химию до того, как стало известно строение атома. Сейчас установлено, что это свойство элемента связано с числом внешних электронов. Для многих элементов максимальная валентность вытекает из положения этих элементов в периодической системе.

Остались вопросы? Хотите знать больше о валентности?Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Таблица валентности химических элементов

Понятие валентности химических элементов

Мерой валентности поэтому может быть число химических связей, образуемых данным атомом с другими атомами. Таким образом, в настоящее время под валентностью химического элемента обычно понимается его способность (в более узком смысле – мера его способности) к образованию химических связей (рис. 1). В представлении метода валентных связей числовое значение валентности соответствует числу ковалентных связей, которые образует атом.

Рис. 1. Схематическое образование молекул воды и аммиака.

Таблица валентности химических элементов

Первоначально за единицу валентности принимали валентность водорода. Валентность другого элемента при этом выражали числом атомов водорода, которые присоединяет к себе или замещает один атом этого элемента (т.н. валентность по водороду). Например, в соединениях состава HCl, h3O, Nh4, Ch5 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трем, углерода – четырем.

Потом было решено, что определить валентность искомого элемента можно и по кислороду, валентность которого, как правило, равна двум. В этом случае валентность химического элемента рассчитывается как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединить один атом данного элемента (т.н. валентность по кислороду). Например, в соединениях составаN2O, CO, SiO2, SO3валентность по кислороду азота равна единице, углерода – двум, кремния – четырем, серы – шести.

На деле оказалось, что у большинства химических элементов значения валентности в водородных и в кислородных соединениях различны: например, валентность серы по водороду равна двум (h3S), а по кислороду – шести (SO3). Кроме того, большинство элементов проявляют в своих соединениях различную валентность. Например, углерод образует два оксида: монооксид CO и диоксид CO2. В первом из которых валентность углерода равна II, а во втором – четырем. Откуда следует, что охарактеризовать валентность элемента каким-нибудь одним числом, как правило, нельзя.

Высшая и низшая валентности химических элементов

Значения высшей и низшей валентностей химического элемента можно определить при помощи Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Высшая валентность элемента совпадает с номером группы, в которой он расположен, а низшая представляет собой разность между числом 8 и номером группы. Например, бром расположен в VIIA группе, значит его высшая валентность равна VII, а низшая – I.

Существуют элементы с т.н. постоянной валентностью (металлы IA и IIA групп, алюминий водород, фтор, кислород), которые в своих соединениях проявляют единственную степень окисления, которая чаще всего совпадает с номером группы Периодической таблицы Д.И. Менделеева, где они расположены).

Элементы, для которых характерны несколько значений валентности (причем не всегда это высшая и низшая валентность) называются переменновалентными. Например, для серы характерны валентности II, IV и VI.

Для того, чтобы легче было запомнить сколько и какие валентности характерны для конкретного химического элемента используют таблицы валентности химических элементов, которые выглядят следующим образом:

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Таблица валентностей химических элементов. Максимальная и минимальная валентность.

www.dpva.ru

Валентность химических элементов

Валентность химических элементов. Определение валентности элементов по формулам бинарных соединений. Составление формул бинарных соединений по валентности элемента

Валентность — это свойство атома химического элемента образовывать определенное число химических связей. Валентность всегда равен определенному целому числу (от одного до восьми) и записывается римскими цифрами. Атомы химических элементов могут иметь как стали валентности, так и переменные. Атомы таких химических элементов водорода, натрия, калия, фтора проявляют постоянную валентность один. Атомы кислорода, Бериллия, магния, кальция, бария, цинка проявляют постоянную валентность два. Атомы алюминия и Бора проявляют постоянную валентность три. Атомы других химических элементов проявляют переменную валентность.

Валентность химических элементов можно определить по таблице Д. И. Менделеева. Максимальная валентность химического элемента совпадает с номером группы, в которой расположен химический элемент. Номер группы обозначается римской цифрой над соответствующим вертикальным столбиком периодической системы. Например, химический элемент Карбон находится в четвертой группе, а хлор — в седьмой группе. Итак, высшая валентность углерода четыре, а хлора — семь. Но для некоторых элементов это правило не выполняется. Например, несмотря на номер группы, высшая валентность азота — четыре, кислород имеет постоянную валентность два, Фтор — один.

Валентность неметаллического элемента в соединении с водородом или металлическим элементом равен разности между числом восемь и номер группы, в которой расположен этот неметаллический элемент. Например, в составе пе-аш-три Фосфор, который находится в пятой группе, проявляет валентность три (восемь минус пять равняется три).

По известным значениям валентности одного химического элемента в бинарной составе можно определить валентность другого химического элемента. Для этого надо помнить, что суммарная валентность атомов одного химического элемента равна суммарной валентности атомов другого химического элемента. Есть произведение валентности химического элемента на индекс в формуле для каждого элемента, входящего в нее, имеет одинаковое значение. Например, определим валентность углерода в составе это-о-два. Помня, что кислород двухвалентный, находим суммарную валентность атомов кислорода, умножив его валентность на индекс: два умножить на два равно четыре. Делим суммарное валентность кислорода на число атомов углерода: четыре разделить на один равняется четыре. Полученное число четыре и является значением валентности углерода. Помним, что валентность сказывается римской цифрой над символом элемента.

При составлении формул бинарных соединений по валентности элемента необходимо последовательно придерживаться определенных правил:

1. Записать составляющие формулы химическими символами.

2. Отметить валентности химических элементов римскими цифрами над их символами.

3. Найти наименьшее общее кратное для значений валентностей заданных химических элементов. Записать его значение арабской цифрой сверху между значениями валентностей.

4. Разделить наименьшее общее кратное на валентности каждого из элементов и записать полученные численные значения нижними индексами у символов элементов справа.

5. Проверить правильность составления формулы соединения, пользуясь тем, что суммарная валентность атомов одного химического элемента равна суммарной валентности атомов другого химического элемента.

Например, составим формулу железа с кислорода, в которой Ферум проявляет валентность три.

1. Записываем химические символы железа и кислорода.

2. Обозначаем над Ферум валентность три, над кислорода — значение постоянной валентности два.

3. Находим наименьшее общее кратное для чисел три и два. Получаем число шесть и записываем его арабской цифрой сверху между значениями валентностей элементов.

4. Делим шесть на три (валентность железа) и получим число два. Запишем его нижним индексом у символа феррум. Делим шесть на два (валентность кислорода) и получим число три. Запишем его нижним индексом у символа А

5. Проверим правильность составления формулы соединения, умножив индексы на валентности соответствующих элементов. Сравним полученные произведения: два умножить на три равно шесть (для железа) и три умножить на два равно шесть (для кислорода). Следовательно, формулу феррум-два-о-три составлено правильно.

xn----7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

Валентность химических элементов. Степень окисления химических элементов – HIMI4KA

Валентность является сложным понятием. Этот термин претерпел значительную трансформацию одновременно с развитием теории химической связи. Первоначально валентностью называли способность атома присоединять или замещать определённое число других атомов или атомных групп с образованием химической связи.

Количественной мерой валентности атома элемента считали число атомов водорода или кислорода (данные элементы считали соответственно одно- и двухвалентными), которые элемент присоединяет, образуя гидрид формулы ЭHx или оксид формулы ЭnOm.

Так, валентность атома азота в молекуле аммиака Nh4 равна трём, а атома серы в молекуле h3S равна двум, поскольку валентность атома водорода равна одному.

В соединениях Na2O, BaO, Al2O3, SiO2 валентности натрия, бария и кремния соответственно равны 1, 2, 3 и 4.

Понятие о валентности было введено в химию до того, как стало известно строение атома, а именно в 1853 году английским химиком Франклендом. В настоящее время установлено, что валентность элемента тесно связана с числом внешних электронов атомов, поскольку электроны внутренних оболочек атомов не участвуют в образовании химических связей.

В электронной теории ковалентной связи считают, что валентность атома определяется числом его неспаренных электронов в основном или возбуждённом состоянии, участвующих в образовании общих электронных пар с электронами других атомов.

Для некоторых элементов валентность является величиной постоянной. Так, натрий или калий во всех соединениях одновалентны, кальций, магний и цинк — двухвалентны, алюминий — трёхвалентен и т. д. Но большинство химических элементов проявляют переменную валентность, которая зависит от природы элемента — партнёра и условий протекания процесса. Так, железо может образовывать с хлором два соединения — FeCl2 и FeCl3, в которых валентность железа равна соответственно 2 и 3.

Степень окисления — понятие, характеризующее состояние элемента в химическом соединении и его поведение в окислительно-восстановительных реакциях; численно степень окисления равна формальному заряду, который можно приписать элементу, исходя из предположения, что все электроны каждой его связи перешли к более электроотрицательному атому.

Электроотрицательность — мера способности атома к приобретению отрицательного заряда при образовании химической связи или способность атома в молекуле притягивать к себе валентные электроны, участвующие в образовании химической связи. Электроотрицательность не является абсолютной величиной и рассчитывается различными методами. Поэтому приводимые в разных учебниках и справочниках значения электроотрицательности могут отличаться.

В таблице 2 приведена электроотрицательность некоторых химических элементов по шкале Сандерсона, а в таблице 3 — электроотрицательность элементов по шкале Полинга.

Значение электроотрицательности приведено под символом соответствующего элемента. Чем больше численное значение электроотрицательности атома, тем более электроотрицательным является элемент. Наиболее электроотрицательным является атом фтора, наименее электроотрицательным — атом рубидия. В молекуле, образованной атомами двух разных химических элементов, формальный отрицательный заряд будет у атома, численное значение электроотрицательности у которого будет выше. Так, в молекуле диоксида серы SO2 электроотрицательность атома серы равна 2,5, а значение электроотрицательности атома кислорода больше — 3,5. Следовательно, отрицательный заряд будет на атоме кислорода, а положительный — на атоме серы.

В молекуле аммиака Nh4 значение электроотрицательности атома азота равно 3,0, а водорода — 2,1. Поэтому отрицательный заряд будет у атома азота, а положительный — у атома водорода.

Следует чётко знать общие тенденции изменения электроотрицательности. Поскольку атом любого химического элемента стремится приобрести устойчивую конфигурацию внешнего электронного слоя — октетную оболочку инертного газа, то электроотрицательность элементов в периоде увеличивается, а в группе электроотрицательность в общем случае уменьшается с увеличением атомного номера элемента. Поэтому, например, сера более электроотрицательна по сравнению с фосфором и кремнием, а углерод более электроотрицателен по сравнению с кремнием.

При составлении формул соединений, состоящих из двух неметаллов, более электроотрицательный из них всегда ставят правее: PCl3, NO2. Из этого правила есть некоторые исторически сложившиеся исключения, например Nh4, Ph4 и т.д.

Степень окисления обычно обозначают арабской цифрой (со знаком перед цифрой), расположенной над символом элемента, например:

Для определения степени окисления атомов в химических соединениях руководствуются следующими правилами:

1. Степень окисления элементов в простых веществах равна нулю.
2. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю.
3. Кислород в соединениях проявляет главным образом степень окисления, равную –2 (во фториде кислорода OF2 + 2, в пероксидах металлов типа M2O2 –1).
4. Водород в соединениях проявляет степень окисления + 1, за исключением гидридов активных металлов, например, щелочных или щёлочноземельных, в которых степень окисления водорода равна – 1.
5. У одноатомных ионов степень окисления равна заряду иона, например: K+ — +1, Ba2+ — +2, Br– — –1, S2– — –2 и т. д.
6. В соединениях с ковалентной полярной связью степень окисления более электроотрицательного атома имеет знак минус, а менее электроотрицательного — знак плюс.
7. В органических соединениях степень окисления водорода равна +1.

Проиллюстрируем вышеприведённые правила несколькими примерами.

Пример 1. Определить степень окисления элементов в оксидах калия K2O, селена SeO3 и железа Fe3O4.

Оксид калия K2O. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю. Степень окисления кислорода в оксидах равна –2. Обозначим степень окисления калия в его оксиде за n, тогда 2n + (–2) = 0 или 2n = 2, отсюда n = +1, т. е. степень окисления калия равна +1.

Оксид селена SeO3. Молекула SeO3 электронейтральна. Суммарный отрицательный заряд трёх атомов кислорода составляет –2 × 3 = –6. Следовательно, чтобы уравнять этот отрицательный заряд до ноля, степень окисления селена должна быть равна +6.

Молекула Fe3O4 электронейтральна. Суммарный отрицательный заряд четырёх атомов кислорода составляет –2 × 4 = –8. Чтобы уравнять этот отрицательный заряд, суммарный положительный заряд на трёх атомах железа должен быть равен +8. Следовательно, на одном атоме железа должен быть заряд 8/3 = +8/3.

Следует подчеркнуть, что степень окисления элемента в соединении может быть дробным числом. Такие дробные степени окисления не имеют смысла при объяснении связи в химическом соединении, но могут быть использованы для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Пример 2. Определить степень окисления элементов в соединениях NaClO3, K2Cr2O7.

Молекула NaClO3 электронейтральна. Степень окисления натрия равна +1, степень окисления кислорода равна –2. Обозначим степень окисления хлора за n, тогда +1 + n + 3 × (–2) = 0, или +1 + n – 6 = 0, или n – 5 = 0, отсюда n = +5. Таким образом, степень окисления хлора равна +5.

Молекула K2Cr2O7 электронейтральна. Степень окисления калия равна +1, степень окисления кислорода равна –2. Обозначим степень окисления хрома за n, тогда 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, или +2 + 2n – 14 = 0, или 2n – 12 = 0, 2n = 12, отсюда n = +6. Таким образом, степень окисления хрома равна +6.

Пример 3. Определим степени окисления серы в сульфат-ионе SO42–. Ион SO42– имеет заряд –2. Степень окисления кислорода равна –2. Обозначим степень окисления серы за n, тогда n + 4 × (–2) = –2, или n – 8 = –2, или n = –2 – (–8), отсюда n = +6. Таким образом, степень окисления серы равна +6.

Следует помнить, что степень окисления иногда не равна валентности данного элемента.

Например, степени окисления атома азота в молекуле аммиака Nh4 или в молекуле гидразина N2h5 равны –3 и –2 соответственно, тогда как валентность азота в этих соединениях равна трём.

Максимальная положительная степень окисления для элементов главных подгрупп, как правило, равна номеру группы (исключения: кислород, фтор и некоторые другие элементы).

Максимальная отрицательная степень окисления равна 8 — номер группы.

Тренировочные задания

1. В каком соединении степень окисления фосфора равна +5?

1) HPO32) h4PO33) Li3P4) AlP

2. В каком соединении степень окисления фосфора равна –3?

1) HPO32) h4PO33) Li3PO44) AlP

3. В каком соединении степень окисления азота равна +4?

1) HNO22) N2O43) N2O4) HNO3

4. В каком соединении степень окисления азота равна –2?

1) Nh42) N2h53) N2O54) HNO2

5. В каком соединении степень окисления серы равна +2?

1) Na2SO32) SO23) SCl24) h3SO4

6. В каком соединении степень окисления серы равна +6?

1) Na2SO32) SO33) SCl24) h3SO3

7. В веществах, формулы которых CrBr2, K2Cr2O7, Na2CrO4, степень окисления хрома соответственно равна

1) +2, +3, +62) +3, +6, +63) +2, +6, +54) +2, +6, +6

8. Минимальная отрицательная степень окисления химического элемента, как правило, равна

1) номеру периода2) порядковому номеру химического элемента3) числу электронов, недостающих до завершения внешнего электронного слоя4) общему числу электронов в элементе

9. Максимальная положительная степень окисления химических элементов, расположенных в главных подгруппах, как правило, равна

1) номеру периода2) порядковому номеру химического элемента3) номеру группы4) общему числу электронов в элементе

10. Фосфор проявляет максимальную положительную степень окисления в соединении

1) HPO32) h4PO33) Na3P4) Ca3P2

11. Фосфор проявляет минимальную степень окисления в соединении

1) HPO32) h4PO33) Na3PO44) Ca3P2

12. Атомы азота в нитрите аммония, находящиеся в составе катиона и аниона, проявляют степени окисления соответственно

1) –3, +32) –3, +53) +3, –34) +3, +5

13. Валентность и степень окисления кислорода в перекиси водорода соответственно равны

1) II, –22) II, –13) I, +44) III, –2

14. Валентность и степень окисления серы в пирите FeS2 соответственно равны

1) IV, +52) II, –13) II, +64) III, +4

15. Валентность и степень окисления атома азота в бромиде аммония соответственно равны

1) IV, –32) III, +33) IV, –24) III, +4

16. Атом углерода проявляет отрицательную степень окисления в соединении с

1) кислородом2) натрием3) фтором4) хлором

17. Постоянную степень окисления в своих соединениях проявляет

1) стронций2) железо3) сера4) хлор

18. Степень окисления +3 в своих соединениях могут проявлять

1) хлор и фтор2) фосфор и хлор3) углерод и сера4) кислород и водород

19. Степень окисления +4 в своих соединениях могут проявлять

1) углерод и водород2) углерод и фосфор3) углерод и кальций4) азот и сера

20. Степень окисления, равную номеру группы, в своих соединениях проявляет

1) хлор2) железо3) кислород4) фтор

Ответы

himi4ka.ru

• 
  Что делать если подарили зеркало
• 
  Регистрация онлайн сбербанка
• 
  Как в домашних условиях промыть глаз
• 
  Кортикостероидные мази при фимозе
• 
  Как навсегда избавиться от нежелательных волос на лице в домашних условиях
• 
  Определение антисептика
• 
  Стекло и металл
• 
  Температура космоса по цельсию
• 
  Как выбрать пиджак для мужчин
• 
  Пройти курсы повышения квалификации
• 
  Опущенные уголки глаз