Зміст
Валентність - це міра реактивності атома чи молекули. Ви можете визначити валентність багатьох елементів, переглянувши їх положення в періодичній таблиці, але це не відповідає дійсності для всіх. Також можна обчислити валентність атома чи молекули, зазначивши, як він поєднується з іншими атомами чи молекулами з відомими валентностями.
Правило октету
При визначенні валентності атома або молекули (тієї, для якої не можна використовувати періодичну таблицю для визначення валентності), хіміки використовують правило октету. Згідно з цим правилом, атоми та хімічні речовини поєднуються таким чином, що утворюють вісім електронів у зовнішній оболонці будь-якої сполуки, яку вони утворюють. Зовнішня оболонка з вісьмома електронами заповнена, що означає, що сполука є стабільною.
Коли атом або молекула має від однієї до чотирьох електронів у своїй зовнішній оболонці, вона має позитивну валентність, тобто він дарує свої вільні електрони. Коли кількість електронів становить чотири, п'ять, шість чи сім, ви визначаєте валентність, віднімаючи число електронів від 8. Це тому, що атому чи молекулі легше приймати електрони для досягнення стабільності. Усі благородні гази - за винятком гелію - мають вісім електронів у найвіддаленіших оболонках і хімічно інертні. Гелій - особливий випадок - він інертний, але в його зовнішній оболонці є лише два електрони.
Періодична таблиця
Вчені організували всі елементи, які в даний час відомі у графіку, що називається періодичною таблицею, і в багатьох випадках можна визначити валентність, переглянувши діаграму. Наприклад, усі метали колонки 1, включаючи водень та літій, мають валентність +1, тоді як усі, що містять колону 17, включають фтор та хлор, мають валентність -1. Благородні гази в колонці 18 мають валентність 0 і є інертними.
Ви не можете знайти валентність міді, золота чи заліза за допомогою цього методу, оскільки вони мають декілька активних оболонок електронів. Це справедливо для всіх перехідних металів у колонках 3 - 10, більш важких елементів у стовпцях 11 - 14, лантанідів (елементи 57-71) та актинідів (елементи 89-103).
Визначення Валенсії з хімічних формул
Ви можете визначити валентність перехідного елемента або радикала в певній сполуці, зазначивши, як він поєднується з елементами з відомою валентністю. Ця стратегія базується на правилі октету, яке говорить нам, що елементи і радикали поєднуються так, щоб утворювати стійку зовнішню оболонку з восьми електронів.
Як прості ілюстрації цієї стратегії, зауважте, що натрій (Na) з валентністю +1 легко поєднується з хлором (Cl), який має валентність -1, утворюючи хлорид натрію (NaCl) або кухонну сіль. Це приклад іонної реакції, при якій електрон передається одним атомом, а другим приймається. Однак потрібно два атоми натрію, щоб іонно поєднатись із сіркою (S), щоб утворити сульфід натрію (Na2S) - сильно лугуча сіль, яка використовується в целюлозній промисловості. Оскільки для утворення цієї сполуки потрібно два атоми натрію, валентність сірки повинна бути -2.
Щоб застосувати цю стратегію до більш складних молекул, важливо спочатку усвідомити, що елементи іноді поєднуються, утворюючи реактивні радикали, які ще не досягли стійкої зовнішньої оболонки з восьми електронів. Приклад - сульфатний радикал (SO4). Це тетраедрична молекула, в якій атом сірки розділяє електрони з чотирма атомами кисню у тому, що називається ковалентним зв’язком. У такому складі ви не можете визначити валентність атомів у радикалі, переглянувши формулу. Однак можна визначити валентність радикала за іонними сполуками, які він утворює. Наприклад, сульфатний радикал іонічно поєднується з воднем, утворюючи сірчану кислоту (Н2ТОМУ4). Ця молекула містить два атоми водню, кожен з відомою валентністю +1, тому в цьому випадку валентність радикала становить -2.
Визначивши валентність радикала, ви можете використовувати його для обчислення валентності інших елементів і молекул, з якими він поєднується. Наприклад, залізо (Fe) - це перехідний метал, який може проявляти кілька валентностей. Коли він поєднується з сульфатним радикалом, утворюючи сульфат заліза, FeSO4, його валентність повинна бути +2, тому що валентність сульфатного радикала, визначена за зв'язком, який він утворює з воднем, дорівнює -2.