วิธีระบุวาเลนซีของธาตุในสารประกอบ วาเลนซ์คืออะไร

แนวคิดของ "ความจุ" มีคำจำกัดความอยู่หลายประการ บ่อยครั้งที่คำนี้หมายถึงความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งในการยึดอะตอมขององค์ประกอบอื่นจำนวนหนึ่ง บ่อยครั้งที่ผู้ที่เพิ่งเริ่มเรียนวิชาเคมีมีคำถาม: จะทราบความจุของธาตุได้อย่างไร นี่เป็นเรื่องง่ายหากคุณรู้กฎสองสามข้อ

วาเลนซ์คงที่และแปรผัน

พิจารณาสารประกอบ HF, H2S และ CaH2 ในแต่ละตัวอย่าง อะตอมของไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมจะเกาะติดกับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีอื่นเพียงอะตอมเดียว ซึ่งหมายความว่าความจุของอะตอมนั้นเท่ากับหนึ่ง ค่าความจุเขียนไว้เหนือสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีในเลขโรมัน

ในตัวอย่างที่ให้มา อะตอมของฟลูออรีนถูกสร้างพันธะกับอะตอม H โมโนวาเลนต์เพียงอะตอมเดียว ซึ่งหมายความว่าความจุของมันคือ 1 ด้วย อะตอมของกำมะถันใน H2S ติดอะตอม H สองตัวไว้กับตัวมันเองอยู่แล้ว ดังนั้นจึงมีวาเลนต์ต่างกันในสารประกอบนี้ แคลเซียมในไฮไดรด์ CaH2 ยังจับกับอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม ซึ่งหมายความว่าความจุของมันคือ 2

ออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่นั้นมีเวเลนต์คู่ กล่าวคือ มันสร้างพันธะเคมีสองพันธะกับอะตอมอื่น

ในกรณีแรกอะตอมของกำมะถันจะยึดอะตอมออกซิเจนสองอะตอมเข้ากับตัวเองนั่นคือมันสร้างพันธะเคมีทั้งหมด 4 พันธะ (ออกซิเจนหนึ่งตัวก่อให้เกิดพันธะสองอันซึ่งหมายถึงกำมะถัน - สองครั้ง 2) นั่นคือความจุของมันคือ 4

ในสารประกอบ SO3 ซัลเฟอร์เกาะอะตอม O สามอะตอมอยู่แล้ว ดังนั้นความจุของมันคือ 6 (สามครั้งทำให้เกิดพันธะ 2 อะตอมกับออกซิเจนแต่ละอะตอม) อะตอมแคลเซียมจะยึดอะตอมออกซิเจนเพียงอะตอมเดียว ทำให้เกิดพันธะ 2 อัน ซึ่งหมายความว่าความจุของแคลเซียมจะเท่ากับความจุของ O ซึ่งเท่ากับ 2

โปรดทราบว่าอะตอม H นั้นมีวาเลนต์เดี่ยวในสารประกอบใดๆ ความจุของออกซิเจนจะเท่ากับ 2 เสมอ (ยกเว้นไฮโดรเนียมไอออน H3O(+)) แคลเซียมสร้างพันธะเคมีสองพันธะที่มีทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจน เหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่มีเวเลนซ์คงที่ นอกเหนือจากที่กล่าวไปแล้ว สิ่งต่อไปนี้มีวาเลนซ์คงที่:

• Li, Na, K, F - โมโนวาเลนท์;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd - มีความจุ II;
• B, Al และ Ga เป็นไตรวาเลนท์

อะตอมของกำมะถันตรงกันข้ามกับกรณีที่พิจารณา เมื่อรวมกับไฮโดรเจนจะมีความจุของ II และกับออกซิเจนก็สามารถเป็นเตตร้าหรือเฮกซาวาเลนต์ได้ กล่าวกันว่าอะตอมของธาตุดังกล่าวมีวาเลนซีแปรผัน ยิ่งไปกว่านั้น ค่าสูงสุดในกรณีส่วนใหญ่จะตรงกับจำนวนหมู่ที่องค์ประกอบนั้นอยู่ในตารางธาตุ (กฎข้อ 1)

มีข้อยกเว้นหลายประการสำหรับกฎนี้ ดังนั้นองค์ประกอบที่ 1 ของกลุ่มทองแดงจึงแสดงเวเลนซ์ของทั้ง I และ II ในทางกลับกัน เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ไนโตรเจน ฟลูออรีน มีวาเลนซีสูงสุดน้อยกว่าหมายเลขกลุ่ม ดังนั้นสำหรับ Fe, Co, Ni นี่คือ II และ III สำหรับ N - IV และสำหรับฟลูออรีน - I

ค่าความจุขั้นต่ำจะสอดคล้องกับความแตกต่างระหว่างหมายเลข 8 และหมายเลขกลุ่ม (กฎ 2) เสมอ

มีความเป็นไปได้ที่จะระบุได้อย่างชัดเจนว่าความจุขององค์ประกอบที่แปรผันนั้นเป็นเพียงสูตรของสารบางชนิดเท่านั้น

การหาเวเลนซ์ในสารประกอบไบนารี่

ลองพิจารณาวิธีการหาความจุขององค์ประกอบในสารประกอบไบนารี (ของสององค์ประกอบ) มีสองตัวเลือกดังนี้: ในสารประกอบ ความจุของอะตอมของธาตุหนึ่งเป็นที่ทราบแน่ชัด หรืออนุภาคทั้งสองมีความจุแปรผัน

กรณีที่หนึ่ง:

กรณีที่ 2:

การหาวาเลนซีโดยใช้สูตรอนุภาคสามองค์ประกอบ

ไม่ใช่ทุกคน สารเคมีประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมมิก จะทราบความจุขององค์ประกอบในอนุภาคสามองค์ประกอบได้อย่างไร ลองพิจารณาคำถามนี้โดยใช้ตัวอย่างสูตรของสารประกอบ K2Cr2O7 สองตัว

แทนที่จะเป็นโพแทสเซียม ถ้าสูตรประกอบด้วยธาตุเหล็กหรือธาตุอื่นที่มีเวเลนซ์แปรผัน เราจะต้องรู้ว่าวาเลนซ์คืออะไร กรดตกค้าง- ตัวอย่างเช่น คุณต้องคำนวณความจุของอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดร่วมกับสูตร FeSO4

ควรสังเกตว่าคำว่า "ความจุ" มักใช้บ่อยกว่า เคมีอินทรีย์- เมื่อรวบรวมสูตรสำหรับสารประกอบอนินทรีย์ มักใช้แนวคิดเรื่อง "สถานะออกซิเดชัน"

การจะเรียนรู้วิธีเขียนสูตรเคมีได้นั้นจำเป็นต้องค้นหารูปแบบตามอะตอมต่างๆ องค์ประกอบทางเคมีเชื่อมต่อถึงกันในสัดส่วนที่กำหนด ในการทำเช่นนี้เราจะเปรียบเทียบองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารประกอบที่มีสูตรคือ HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 (รูปที่ 12.1)

สารเหล่านี้มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพคล้ายคลึงกัน: แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน อย่างไรก็ตามองค์ประกอบเชิงปริมาณไม่เหมือนกัน อะตอมของคลอรีน ออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนเชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจนหนึ่ง สอง สาม และสี่อะตอมตามลำดับ

รูปแบบนี้สังเกตได้เมื่อต้นศตวรรษที่ 11 เจ. ดาลตัน. เมื่อเวลาผ่านไป I. Ya. Berzelius ค้นพบว่าอะตอมจำนวนมากที่สุดที่เชื่อมต่อกับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีนั้นไม่เกินค่าที่กำหนด ในปี ค.ศ. 1858 อี. แฟรงแลนด์ เรียก "พลังเชื่อมต่อ" ว่าเป็นความสามารถของอะตอมในการจับหรือแทนที่อะตอมอื่นจำนวนหนึ่ง "วาเลนซ์"(ตั้งแต่ lat. วาเลนเซีย -"แรง") ถูกเสนอในปี พ.ศ. 2411 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน เค. จี. วิเชลเฮาส์

วาเลนซ์ — ทรัพย์สินทั่วไปอะตอม เป็นการแสดงลักษณะของอะตอมในการโต้ตอบทางเคมี (โดยแรงเวเลนซ์) ระหว่างกัน

ความจุขององค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดถูกกำหนดบนพื้นฐานของข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับองค์ประกอบเชิงปริมาณและคุณภาพของสาร ต่อหน่วยความจุความจุของอะตอมไฮโดรเจนเป็นที่ยอมรับ ถ้าอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเชื่อมต่อกับอะตอม monovalent สองอะตอม ความจุของมันจะเท่ากับสอง หากรวมกับอะตอมเดี่ยว 3 อะตอม ก็จะเป็นไตรวาเลนต์ เป็นต้น

ค่าเวเลนซ์สูงสุดขององค์ประกอบทางเคมีคือ VIII .

วาเลนซ์ระบุด้วยเลขโรมัน ให้เราแสดงความจุในสูตรของสารประกอบที่พิจารณา:

นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่ามีองค์ประกอบหลายอย่างในสารประกอบต่างๆ ที่แสดงออกมา ความหมายที่แตกต่างกันความจุ นั่นคือมีองค์ประกอบทางเคมีที่มีค่าคงที่และแปรผันได้

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะระบุความจุตามตำแหน่งขององค์ประกอบทางเคมีในตารางธาตุ? ค่าเวเลนซ์สูงสุดขององค์ประกอบเกิดขึ้นพร้อมกับหมายเลขกลุ่ม ตารางธาตุซึ่งมันตั้งอยู่ อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นอยู่ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน ทองแดง และองค์ประกอบอื่นๆ จดจำ: หมายเลขกลุ่มระบุด้วยเลขโรมันเหนือคอลัมน์แนวตั้งที่สอดคล้องกันของตารางธาตุ

โต๊ะ. องค์ประกอบทางเคมีที่มีค่าความจุคงที่

องค์ประกอบ	วาเลนซ์	องค์ประกอบ	วาเลนซ์
ไฮโดรเจน (เอช)		แคลเซียม (แคลิฟอร์เนีย)
โซเดียม (นา)		แบเรียม (BA)
		ออกซิเจน(O)
เบริลเลียม (เป็น)		อะลูมิเนียม (อัล)
แมกนีเซียม (มก.)

โต๊ะ. องค์ประกอบทางเคมีที่มีความจุแปรผัน

องค์ประกอบ	วาเลนซ์	องค์ประกอบ	วาเลนซ์
		เหล็ก (เฟ)
		แมงกานีส (มก.)
			II, III, VI วัสดุจากเว็บไซต์
เงิน (Ag)		ฟอสฟอรัส (P)
ทอง (ออสเตรเลีย)		สารหนู (As)
		คาร์บอน (ซี)
ตะกั่ว (Pb)		ซิลิคอน (ศรี)

ในหน้านี้จะมีเนื้อหาในหัวข้อต่อไปนี้:

คำนิยาม

ภายใต้ ความจุหมายถึงคุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดในการแนบหรือแทนที่อะตอมขององค์ประกอบอื่นจำนวนหนึ่ง

การวัดความจุอาจเป็นจำนวนพันธะเคมีที่เกิดจากอะตอมที่กำหนดกับอะตอมอื่น ดังนั้น ในปัจจุบัน ความจุขององค์ประกอบทางเคมีมักจะเข้าใจว่าเป็นความสามารถ (ในความหมายที่แคบกว่า ซึ่งเป็นการวัดความสามารถของมัน) ในการสร้างพันธะเคมี (รูปที่ 1) ในการแทนค่าวิธีพันธะเวเลนซ์ ค่าตัวเลขของเวเลนซ์จะสอดคล้องกับจำนวนพันธะโควาเลนต์ที่อะตอมก่อตัว

ข้าว. 1. แผนผังการสร้างโมเลกุลของน้ำและแอมโมเนีย

ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมี

เริ่มแรก ความจุของไฮโดรเจนถูกใช้เป็นหน่วยของความจุ ความจุขององค์ประกอบอื่นแสดงโดยจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่อะตอมหนึ่งขององค์ประกอบนี้เพิ่มเข้ากับตัวเองหรือแทนที่ (ที่เรียกว่า ความจุไฮโดรเจน) ตัวอย่างเช่นในสารประกอบขององค์ประกอบ HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 ความจุไฮโดรเจนของคลอรีนคือหนึ่งออกซิเจน - สองไนโตรเจน - สามคาร์บอน - สี่

จากนั้นจึงตัดสินใจว่าความจุขององค์ประกอบที่ต้องการนั้นสามารถกำหนดได้ด้วยออกซิเจนซึ่งตามกฎแล้วจะมีความจุเท่ากับสอง ในกรณีนี้ ความจุขององค์ประกอบทางเคมีจะคำนวณเป็นสองเท่าของจำนวนอะตอมออกซิเจนที่สามารถเกาะติดหนึ่งอะตอมขององค์ประกอบนี้ได้ (ที่เรียกว่า ความจุออกซิเจน) ตัวอย่างเช่นในสารประกอบขององค์ประกอบ N 2 O, CO, SiO 2, SO 3 ความจุออกซิเจนของไนโตรเจนคือหนึ่งคาร์บอน - สองซิลิคอน - สี่กำมะถัน - หก

ในความเป็นจริงปรากฎว่าองค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่มีค่าความจุที่แตกต่างกันในสารประกอบไฮโดรเจนและออกซิเจน: ตัวอย่างเช่นความจุของกำมะถันในไฮโดรเจนคือสอง (H 2 S) และในออกซิเจน - หก (SO 3) นอกจากนี้องค์ประกอบส่วนใหญ่ยังมีวาเลนซีต่างกันในสารประกอบ ตัวอย่างเช่น คาร์บอนก่อตัวเป็นออกไซด์ 2 ชนิด ได้แก่ CO มอนนอกไซด์และ CO 2 ไดออกไซด์ ในตอนแรกความจุของคาร์บอนคือ II และในช่วงที่สอง - สี่ ตามกฎแล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุลักษณะความจุขององค์ประกอบด้วยตัวเลขตัวใดตัวหนึ่ง

ค่าความจุสูงสุดและต่ำสุดขององค์ประกอบทางเคมี

ค่าของความจุสูงสุดและต่ำสุดขององค์ประกอบทางเคมีสามารถกำหนดได้โดยใช้ตารางธาตุ D.I เมนเดเลเยฟ. ความจุสูงสุดของธาตุหนึ่งๆ เกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนหมู่ที่ธาตุนั้นตั้งอยู่ และค่าต่ำสุดคือความแตกต่างระหว่างเลข 8 กับเลขหมู่ ตัวอย่างเช่น โบรมีนอยู่ในกลุ่ม VIIA ซึ่งหมายความว่าความจุสูงสุดของมันคือ VII และต่ำสุดคือ I

มีองค์ประกอบที่เรียกว่า ความจุคงที่ (โลหะของกลุ่ม IA และ IIA, อลูมิเนียม, ไฮโดรเจน, ฟลูออรีน, ออกซิเจน) ซึ่งในสารประกอบของพวกเขาแสดงสถานะออกซิเดชันเดียวซึ่งส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นพร้อมกับหมายเลขกลุ่มของตารางธาตุ D.I Mendeleev ซึ่งพวกเขาอยู่)

องค์ประกอบที่มีลักษณะเฉพาะด้วยค่าวาเลนซ์หลายค่า (และไม่ใช่ค่าความจุสูงสุดและต่ำสุดเสมอไป) เรียกว่า วาเลนซ์แบบแปรผัน ตัวอย่างเช่น ซัลเฟอร์มีลักษณะเฉพาะคือวาเลนซ์ II, IV และ VI

เพื่อให้จำได้ง่ายขึ้นว่าองค์ประกอบทางเคมีนั้นมีความจุเท่าใดและเท่าใด ให้ใช้ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีลักษณะดังนี้:

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	Valence III เป็นลักษณะของ: a) Ca; ข) ป; ค) โอ้; ง) ศรี?
สารละลาย	ก) แคลเซียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะคือค่าวาเลนซีที่เป็นไปได้เพียงค่าเดียว ซึ่งตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุ D.I Mendeleev ซึ่งเป็นที่ตั้งของนั่นคือ ความจุของแคลเซียมคือ II คำตอบไม่ถูกต้อง b) ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะ หมายถึงกลุ่มขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเวเลนซ์แปรผัน โดยค่าสูงสุดจะถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุ D.I. Mendeleev ซึ่งเป็นที่ตั้งของนั่นคือ เท่ากับ V และค่าต่ำสุดคือความแตกต่างระหว่างหมายเลข 8 และหมายเลขกลุ่มนั่นคือ เท่ากับ III นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง
คำตอบ	ตัวเลือก (ข)

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย	Valence III เป็นคุณลักษณะของ: ก) เป็น; ข) ฉ; ค) อัล; กระแสตรง?
สารละลาย	เพื่อให้คำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามที่ถูกถาม เราจะพิจารณาแต่ละตัวเลือกที่เสนอแยกกัน ก) เบริลเลียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะคือค่าวาเลนซีที่เป็นไปได้เพียงค่าเดียว ซึ่งตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุ D.I Mendeleev ซึ่งเป็นที่ตั้งของนั่นคือ ความจุของเบริลเลียมคือ II คำตอบไม่ถูกต้อง b) ฟลูออรีนเป็นอโลหะ มีคุณลักษณะเฉพาะคือค่าวาเลนซีที่เป็นไปได้เพียงค่าเดียวเท่านั้น คำตอบคือไม่ถูกต้อง c) อลูมิเนียมเป็นโลหะ มีลักษณะเฉพาะคือค่าวาเลนซีที่เป็นไปได้เพียงค่าเดียว ซึ่งตรงกับหมายเลขกลุ่มในตารางธาตุ D.I Mendeleev ซึ่งเป็นที่ตั้งของนั่นคือ ความจุของอะลูมิเนียมคือ III นี่คือคำตอบที่ถูกต้อง
คำตอบ	ตัวเลือก (ค)

ในบทเรียนเคมี คุณได้คุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องความจุขององค์ประกอบทางเคมีแล้ว เรารวบรวมมาไว้ในที่เดียว ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับคำถามนี้ ใช้เมื่อคุณเตรียมตัวสำหรับการสอบของรัฐและการสอบ Unified State

การวิเคราะห์วาเลนซีและเคมี

วาเลนซ์– ความสามารถของอะตอมของธาตุเคมีในการเข้าไปในสารประกอบเคมีกับอะตอมของธาตุอื่น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความสามารถของอะตอมในการสร้างพันธะเคมีจำนวนหนึ่งกับอะตอมอื่น

จากภาษาละตินคำว่า "ความจุ" แปลว่า "ความแข็งแกร่งความสามารถ" มาก ชื่อที่ถูกต้อง, ความจริง?

แนวคิดเรื่อง "วาเลนซ์" เป็นหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานทางเคมี มีการแนะนำก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะรู้โครงสร้างของอะตอมเสียอีก (ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2396) ดังนั้นเมื่อเราศึกษาโครงสร้างของอะตอมก็มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง

ดังนั้น จากมุมมองของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ เวเลนซ์จึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมของธาตุ ซึ่งหมายความว่าโดย "เวเลนซ์" เราหมายถึงจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่อะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมอื่น

เมื่อทราบสิ่งนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถอธิบายธรรมชาติของพันธะเคมีได้ มันอยู่ในความจริงที่ว่าอะตอมคู่ของสสารใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่หนึ่งร่วมกัน

คุณอาจถามว่านักเคมีในศตวรรษที่ 19 สามารถอธิบายเวเลนซ์ได้อย่างไร ทั้งๆ ที่พวกเขาเชื่อว่าไม่มีอนุภาคใดเล็กกว่าอะตอมเลย นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่ามันง่ายมาก - พวกเขาอาศัยการวิเคราะห์ทางเคมี

ด้วยการวิเคราะห์ทางเคมี นักวิทยาศาสตร์ในอดีตได้กำหนดองค์ประกอบของสารประกอบเคมี: มีอะตอมของธาตุต่าง ๆ จำนวนเท่าใดที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารที่เป็นปัญหา ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องพิจารณาว่ามวลที่แน่นอนของแต่ละองค์ประกอบในตัวอย่างของสารบริสุทธิ์ (ไม่มีสิ่งเจือปน) คือเท่าใด

จริงอยู่ที่วิธีนี้ไม่ได้ไร้ข้อบกพร่อง เนื่องจากความจุขององค์ประกอบสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีนี้เท่านั้นในองค์ประกอบนั้น การเชื่อมต่อที่เรียบง่ายที่มีไฮโดรเจนโมโนวาเลนต์ (ไฮไดรด์) เสมอ หรือออกซิเจนไดวาเลนต์ (ออกไซด์) เสมอ ตัวอย่างเช่น ความจุของไนโตรเจนใน NH 3 คือ III เนื่องจากอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมถูกพันธะกับอะตอมไนโตรเจนสามอะตอม และความจุของคาร์บอนในมีเทน (CH 4) ตามหลักการเดียวกันคือ IV

วิธีการหาวาเลนซีนี้เหมาะสำหรับสารธรรมดาเท่านั้น แต่ในกรด ด้วยวิธีนี้ เราสามารถระบุความจุของสารประกอบ เช่น สารตกค้างที่เป็นกรดได้เท่านั้น แต่ไม่ใช่องค์ประกอบทั้งหมด (ยกเว้นความจุที่ทราบของไฮโดรเจน) แยกจากกัน

ดังที่คุณสังเกตเห็นแล้ว วาเลนซ์จะถูกระบุด้วยเลขโรมัน

วาเลนซีและกรด

เนื่องจากความจุของไฮโดรเจนยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับคุณ คุณจึงสามารถระบุความจุของกรดที่ตกค้างได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่นใน H 2 SO 3 ความจุของ SO 3 คือ I ใน HСlO 3 ความจุของ СlO 3 คือ I

ในทำนองเดียวกัน หากทราบความจุของกรดที่ตกค้าง ก็จะง่ายต่อการเขียนสูตรที่ถูกต้องของกรด: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

ความจุและสูตร

แนวคิดเรื่องวาเลนซีเหมาะสมสำหรับสสารที่มีลักษณะเป็นโมเลกุลเท่านั้น และไม่เหมาะเป็นอย่างยิ่งสำหรับการอธิบายพันธะเคมีในสารประกอบของคลัสเตอร์ อิออนิก ลักษณะผลึก ฯลฯ

ดัชนีในสูตรโมเลกุลของสารสะท้อนถึงจำนวนอะตอมขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นสารเหล่านั้น การรู้ความจุขององค์ประกอบจะช่วยให้วางดัชนีได้อย่างถูกต้อง ในทำนองเดียวกันการมองดู สูตรโมเลกุลและดัชนี คุณสามารถตั้งชื่อเวเลนซ์ขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบได้

คุณทำงานแบบนี้ในบทเรียนเคมีที่โรงเรียน เช่น มี สูตรเคมีสารที่ทราบความจุขององค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่ง สามารถกำหนดความจุขององค์ประกอบอื่นได้อย่างง่ายดาย

ในการทำเช่นนี้ คุณเพียงแค่ต้องจำไว้ว่าในสารที่มีลักษณะเป็นโมเลกุล จำนวนเวเลนซ์ขององค์ประกอบทั้งสองจะเท่ากัน ดังนั้น ให้ใช้ตัวคูณร่วมน้อยที่สุด (ซึ่งสอดคล้องกับจำนวนเวเลนซีอิสระที่จำเป็นสำหรับสารประกอบ) เพื่อกำหนดความจุขององค์ประกอบที่คุณไม่รู้จัก

เพื่อให้ชัดเจน ลองใช้สูตรของเหล็กออกไซด์ Fe 2 O 3 ที่นี่อะตอมเหล็กสองอะตอมที่มีความจุ III และอะตอมออกซิเจน 3 อะตอมที่มีความจุ II มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี ตัวคูณร่วมน้อยคือ 6

• ตัวอย่าง: คุณมีสูตร Mn 2 O 7 คุณทราบความจุของออกซิเจน จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าตัวคูณร่วมน้อยคือ 14 ดังนั้นความจุของ Mn คือ VII

ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถทำสิ่งที่ตรงกันข้ามได้: เขียนสูตรทางเคมีที่ถูกต้องของสาร โดยรู้ค่าความจุของธาตุ

• ตัวอย่าง: ในการเขียนสูตรฟอสฟอรัสออกไซด์อย่างถูกต้อง เราจะคำนึงถึงความจุของออกซิเจน (II) และฟอสฟอรัส (V) ซึ่งหมายความว่าตัวคูณร่วมน้อยสำหรับ P และ O คือ 10 ดังนั้นสูตรจึงมีรูปแบบดังนี้: P 2 O 5

รู้คุณสมบัติของธาตุต่างๆ ที่แสดงออกมาเป็นอย่างดี การเชื่อมต่อต่างๆความจุของพวกมันสามารถกำหนดได้โดย รูปร่างการเชื่อมต่อดังกล่าว

ตัวอย่างเช่น: คอปเปอร์ออกไซด์มีสีแดง (Cu 2 O) และสีดำ (CuO) คอปเปอร์ไฮดรอกไซด์มีสีเหลือง (CuOH) และสีน้ำเงิน (Cu(OH) 2)

เพื่อให้พันธะโควาเลนต์ในสารต่างๆ มองเห็นและเข้าใจได้ง่ายขึ้น ให้จดบันทึกไว้ สูตรโครงสร้าง- เส้นแบ่งระหว่างองค์ประกอบแสดงถึงพันธะ (ความจุ) ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม:

ลักษณะความจุ

ทุกวันนี้ การกำหนดความจุของธาตุขึ้นอยู่กับความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอกของอะตอม

ความจุสามารถเป็น:

• ค่าคงที่ (โลหะของกลุ่มย่อยหลัก);
• ตัวแปร (อโลหะและโลหะของกลุ่มทุติยภูมิ):
• วาเลนซ์ที่สูงขึ้น
• ความจุต่ำสุด

สิ่งต่อไปนี้คงที่ในสารประกอบเคมีต่างๆ:

• ความจุของไฮโดรเจน โซเดียม โพแทสเซียม ฟลูออรีน (I);
• ความจุของออกซิเจน, แมกนีเซียม, แคลเซียม, สังกะสี (II);
• ความจุของอลูมิเนียม (III)

แต่ความจุของเหล็กและทองแดง โบรมีนและคลอรีน รวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ อีกมากมายจะเปลี่ยนไปเมื่อก่อตัวเป็นสารประกอบทางเคมีต่างๆ

ทฤษฎีวาเลนซ์และอิเล็กตรอน

ภายในกรอบของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ ความจุของอะตอมจะถูกกำหนดโดยขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ซึ่งมีส่วนร่วมในการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนของอะตอมอื่น

มีเพียงอิเล็กตรอนที่อยู่ในเปลือกนอกของอะตอมเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี ดังนั้นความจุสูงสุดขององค์ประกอบทางเคมีคือจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอม

แนวคิดของความจุมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ กฎหมายเป็นระยะค้นพบโดย D.I. Mendeleev หากคุณดูตารางธาตุอย่างละเอียด คุณจะสังเกตได้ง่ายว่าตำแหน่งของธาตุในระบบธาตุและความจุของธาตุนั้นเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก ความจุสูงสุดขององค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันนั้นสอดคล้องกัน หมายเลขซีเรียลกลุ่มในระบบเป็นระยะ

คุณจะพบความจุต่ำสุดเมื่อคุณลบหมายเลขกลุ่มขององค์ประกอบที่คุณสนใจออกจากจำนวนกลุ่มในตารางธาตุ (มีแปดกลุ่ม)

ตัวอย่างเช่น ความจุของโลหะหลายชนิดเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนหมู่ในตารางธาตุที่เป็นธาตุนั้น

ตารางความจุขององค์ประกอบทางเคมี

หมายเลขซีเรียล เคมี องค์ประกอบ (เลขอะตอม)	ชื่อ	สัญลักษณ์ทางเคมี	วาเลนซ์
1	ไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเธียม เบริลเลียม คาร์บอน ไนโตรเจน / ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน / นีออน โซเดียม/โซเดียม แมกนีเซียม / แมกนีเซียม อลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส / ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์/ซัลเฟอร์ คลอรีน อาร์กอน / อาร์กอน โพแทสเซียม/โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม / โครเมียม แมงกานีส / แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี แกลเลียม เจอร์เมเนียม สารหนู/สารหนู ซีลีเนียม โบรมีน คริปตัน / คริปตัน รูบิเดียม / รูบิเดียม ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง / ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง อิตเทรียม / อิตเทรียม เซอร์โคเนียม / เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม / ไนโอเบียม โมลิบดีนัม เทคนีเชียม / เทคนีเชียม รูทีเนียม / รูทีเนียม โรเดียม แพลเลเดียม เงิน แคดเมียม อินเดียม ดีบุก/ดีบุก พลวง / พลวง เทลลูเรียม / เทลลูเรียม ไอโอดีน / ไอโอดีน ซีนอน / ซีนอน ซีเซียม แบเรียม / แบเรียม แลนทานัม / แลนทานัม ซีเรียม พราซีโอดิเมียม / พราซีโอดิเมียม นีโอไดเมียม / นีโอไดเมียม โพรมีเธียม / โพรมีเธียม ซาแมเรียม / ซาแมเรียม ยูโรเปียม แกโดลิเนียม / แกโดลิเนียม เทอร์เบียม / เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม / ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม ทูเลียม อิตเทอร์เบียม / อิตเทอร์เบียม ลูเทเทียม / ลูเทเทียม แฮฟเนียม / แฮฟเนียม แทนทาลัม / แทนทาลัม ทังสเตน/ทังสเตน รีเนียม / รีเนียม ออสเมียม / ออสเมียม อิริเดียม / อิริเดียม แพลตตินัม ทอง ปรอท แทลเลียม / แทลเลียม ตะกั่ว/ตะกั่ว บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน / เรดอน แฟรนเซียม เรเดียม แอกทิเนียม ทอเรียม โปรแอคติเนียม / โปรแทกติเนียม ยูเรเนียม / ยูเรเนียม	ชม	ฉัน (I), II, III, IV, V ฉัน (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) ฉัน, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) ฉัน (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) ไม่มีข้อมูล ไม่มีข้อมูล (II), III, IV, (V), VI

เวเลนซ์เหล่านั้นซึ่งองค์ประกอบที่ครอบครองอยู่นั้นไม่ค่อยแสดงออกมาในวงเล็บ

วาเลนซีและสถานะออกซิเดชัน

ดังนั้นเมื่อพูดถึงระดับของการเกิดออกซิเดชันก็หมายความว่าอะตอมในสารที่มีไอออนิก (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ) มีประจุตามปกติ และถ้าวาเลนซีเป็นคุณลักษณะที่เป็นกลาง สถานะออกซิเดชันอาจเป็นลบ บวก หรือเท่ากับศูนย์

สิ่งที่น่าสนใจคือสำหรับอะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน ขึ้นอยู่กับธาตุที่อะตอมก่อตัว สารประกอบเคมีวาเลนซีและสถานะออกซิเดชันสามารถเหมือนกัน (H 2 O, CH 4 เป็นต้น) หรือต่างกัน (H 2 O 2, HNO 3)

บทสรุป

เมื่อเพิ่มพูนความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม คุณจะได้เรียนรู้อย่างลึกซึ้งและละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับความจุ คำอธิบายองค์ประกอบทางเคมีนี้ไม่ได้ครอบคลุมทั้งหมด แต่มันมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมาก คุณมั่นใจอะไรมากกว่าหนึ่งครั้งในขณะที่แก้ไขปัญหาและดำเนินการ การทดลองทางเคมีในบทเรียน

บทความนี้ออกแบบมาเพื่อช่วยคุณจัดระเบียบความรู้เกี่ยวกับวาเลนซ์ และยังเตือนให้คุณทราบด้วยว่าสามารถกำหนดได้อย่างไรและจะใช้วาเลนซีที่ไหน

เราหวังว่าคุณจะพบว่าเนื้อหานี้มีประโยชน์ในการเตรียมการบ้านและการเตรียมตนเองสำหรับการทดสอบและการสอบ

เว็บไซต์ เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา

สิ่งกีดขวางแรกสำหรับนักศึกษาวิชาเคมี ข้อผิดพลาดใหญ่คือแนวทางเมื่อนักเรียนไม่พยายามเข้าใจวาเลนซ์ โดยคาดหวังว่าความรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้จะนำไปใช้เอง แต่แนวทางนี้ไม่ถูกต้อง เนื่องจากหากไม่เข้าใจสิ่งนี้ เราจะพบทางตันของการไม่สามารถเขียนแม้แต่สูตรที่ง่ายที่สุดได้

“เวเลนซ์” ของธาตุคืออะไร?

Valence เป็นคำที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในภาษาละติน ซึ่งแปลว่าความแข็งแกร่งและโอกาส แน่นอนว่าชื่อนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญและสามารถช่วยให้เราเข้าใจสาระสำคัญของคำนี้ได้อย่างมาก ท้ายที่สุดแล้ว ความจุเป็นลักษณะของอะตอมจากมุมมองของความสามารถในการสร้างพันธะกับอะตอมอื่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง วาเลนซ์ถือได้ว่าเป็นความสามารถของอะตอมในการสร้างพันธะที่โมเลกุลปรากฏ

กำหนด ความจุขององค์ประกอบจะเป็นเลขโรมันเท่านั้น คุณสามารถดูค่าของอะตอมต่างๆ ได้ในตารางพิเศษ

ความจุขององค์ประกอบมีลักษณะอย่างไร?

สารทั้งหมดที่มีเวเลนซีมีลักษณะเฉพาะคือค่าคงที่ (ในทุกจุดเชื่อมต่อ) หรือตัวแปร ความจุคงตัวเป็นลักษณะของสารกลุ่มเล็กๆ (ไฮโดรเจน ฟลูออรีน โซเดียม โพแทสเซียม ออกซิเจน ฯลฯ มีอะตอมอีกมากมายในโลกที่มีความจุแปรผัน ในปฏิกิริยาที่ต่างกัน การทำปฏิกิริยากับอะตอมที่ต่างกัน อะตอมจะแตกต่างกันออกไป วาเลนต์ ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนในสารประกอบ NH3 มีเวเลนซ์ที่ III เนื่องจากมันถูกพันธะกับอะตอม 3 อะตอม และโดยธรรมชาติแล้วจะมีความจุที่ 1 ถึง 4 อีกครั้ง

อิทธิพลของความจุขององค์ประกอบในปฏิกิริยาเคมี

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะได้เรียนรู้ว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่เล็กที่สุดในโลก พวกเขาก็ดำเนินการตามแนวคิดนี้แล้ว พวกเขาเข้าใจว่ามีปัจจัยภายในที่มีอิทธิพลต่อแนวทางของ ปฏิกิริยาเคมี สารต่างๆ- เนื่องจากการที่นักวิทยาศาสตร์มองเห็นโครงสร้างของโมเลกุลแตกต่างออกไป แนวความคิดของ “ ความจุขององค์ประกอบ"มีประสบการณ์การเปลี่ยนแปลงหลายครั้ง

ความจุของสารถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนภายนอกของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมมี จำนวนการเชื่อมต่อสูงสุดที่อะตอมสามารถทำได้ ดังนั้น "วาเลนซี" จึงหมายถึงจำนวนคู่อิเล็กตรอนของอะตอม

แม้ว่าทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์จะปรากฏในเวลาต่อมามาก แต่หลังจากการ "แยก" ของอะตอมออกเป็นอนุภาคขนาดเล็กแล้ว นักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงประสบความสำเร็จในการพิจารณาความจุในกรณีส่วนใหญ่ พวกเขาประสบความสำเร็จในเรื่องนี้ด้วยการวิเคราะห์ทางเคมีของสาร

มันเป็นงานหนัก ก่อนอื่น จำเป็นต้องกำหนดมวลขององค์ประกอบในรูปแบบที่บริสุทธิ์ ต่อไป นักวิทยาศาสตร์พิจารณาว่าองค์ประกอบของสารประกอบนั้นคืออะไร โดยใช้การวิเคราะห์ทางเคมี จากนั้นจึงคำนวณได้ว่าโมเลกุลของสารนั้นมีอะตอมอยู่กี่อะตอม

วิธีการนี้ยังคงใช้อยู่แต่ไม่เป็นสากล ทำให้สะดวกในการระบุองค์ประกอบในสารประกอบอย่างง่ายของสาร ตัวอย่างเช่น ด้วยไฮโดรเจนโมโนวาเลนต์ หรือออกซิเจนไดเวเลนต์

แต่ถึงแม้จะทำงานกับกรด แต่วิธีนี้ก็ไม่ประสบผลสำเร็จมากนัก ไม่ เราสามารถใช้มันได้บางส่วน เช่น เมื่อพิจารณาความจุของสารประกอบของสารตกค้างที่เป็นกรด

มีลักษณะดังนี้: จากความรู้ที่ว่าความจุของออกซิเจนมีค่าเท่ากับ 2 เสมอ เราสามารถคำนวณความจุของกรดที่ตกค้างทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น ใน H 2 SO 3 ความจุของ SO 3 คือ I ใน HСlO 3 ความจุของ ClO 3 คือ I

ความจุขององค์ประกอบในสูตร

ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้นว่าแนวคิด “ ความจุขององค์ประกอบ“เกี่ยวข้องกับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม แต่นี่ไม่ใช่การเชื่อมต่อแบบเดียวที่มีอยู่ในธรรมชาติ นักเคมียังคุ้นเคยกับโครงสร้างของไอออนิก ผลึก และรูปแบบอื่นๆ ของสสารอีกด้วย สำหรับโครงสร้างดังกล่าว วาเลนซ์ไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป แต่เมื่อทำงานกับสูตรปฏิกิริยาโมเลกุล เราต้องคำนึงถึงมันด้วยอย่างแน่นอน

ในการสร้างสูตร เราต้องจัดเรียงดัชนีทั้งหมดที่สมดุลจำนวนอะตอมที่เข้าสู่ปฏิกิริยา เพียงทราบความจุของสารเท่านั้นจึงจะสามารถวางดัชนีได้อย่างถูกต้อง และในทางกลับกัน เมื่อทราบสูตรโมเลกุลและมีดัชนี คุณจะสามารถทราบความจุขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นสารได้

ในการคำนวณดังกล่าว สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าความจุขององค์ประกอบทั้งสองที่เข้าสู่ปฏิกิริยาจะเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าสำหรับการค้นหา จำเป็นต้องค้นหาตัวคูณร่วมน้อย

ตัวอย่างเช่น ลองใช้เหล็กออกไซด์ พันธะเคมีของเราเกี่ยวข้องกับเหล็กและออกซิเจน ในปฏิกิริยานี้ เหล็กมีความจุเท่ากับ III และออกซิเจนมีความจุเท่ากับ II จากการคำนวณอย่างง่าย เราจะหาได้ว่าตัวคูณร่วมน้อยคือ 6 ซึ่งหมายความว่าสูตรจะดูเหมือน Fe 2 O 3

วิธีที่ผิดปกติในการกำหนดความจุขององค์ประกอบ

มีอันที่ไม่ได้มาตรฐานมากกว่า แต่ วิธีที่น่าสนใจการกำหนดความจุของสาร หากคุณทราบคุณสมบัติขององค์ประกอบเป็นอย่างดี คุณก็จะสามารถกำหนดเวเลนซ์ได้ด้วยตาเปล่า ตัวอย่างเช่นทองแดง ออกไซด์ของมันจะเป็นสีแดงและสีดำ และไฮดรอกไซด์ของมันจะเป็นสีเหลืองและสีน้ำเงิน

ทัศนวิสัย.

เพื่อที่จะ ความจุขององค์ประกอบมีความชัดเจนมากขึ้น แนะนำให้เขียนสูตรโครงสร้าง โดยการสร้างพวกมันเราเขียน สัญลักษณ์อะตอม แล้วลากเส้นตามเวเลนซ์ ที่นั่นแต่ละบรรทัดบ่งบอกถึงการเชื่อมต่อของแต่ละองค์ประกอบและปรากฏได้ชัดเจนมาก

กลับ