Валентность химических элементов в химии

Существует несколько определений понятия «валентность». Чаще всего этим термином называют способность атомов одного элемента присоединять определённое число атомов других элементов. Часто у тех, кто только начинает изучать химию, возникает вопрос: Как определить валентность элемента?. Сделать это несложно, зная несколько правил.

Валентности постоянные и переменные

В приведённом примере атом фтора связан только с одним одновалентным атомом H, значит валентность его тоже равна 1. Атом серы в H2S присоединяет к себе уже два атома H, поэтому она в данном соединении двухвалентна. С двумя водородными атомами связан и кальций в его гидриде CaH2, а значит, и его валентность равна двум.

Атом серы в первом случае присоединяет к себе два кислородных атома, то есть всего образует 4 химические связи (один кислород образует две связи, значит сера — два раза по 2), то есть валентность ее равна 4.

Обратите внимание на то, что атом H одновалентен в любом соединении. Всегда (кроме иона гидроксония H3O(+)) равна 2 валентность кислорода. По две химические связи как с водородом, так и с кислородом образует кальций. Это элементы с постоянной валентностью. Кроме уже указанных, постоянную валентность имеют:

• Li, Na, K, F — одновалентны;
• Be, Mg, Ca, Zn, Cd — обладают валентностью, равной II;
• B, Al и Ga — трехвалентны.

Атом серы, в отличие от рассмотренных случаев, в соединении с водородом имеет валентность, равную II, а с кислородом может быть и четырех- и шестивалентна. Про атомы таких элементов говорят, что они имеют переменную валентность. При этом максимальное ее значение в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится элемент в Периодической системе (правило 1).

Из этого правила есть много исключений. Так, элемент 1 группы медь, проявляет валентности и I, и II. Железо, кобальт, никель, азот, фтор, напротив, имеют максимальную валентность, меньшую, чем номер группы. Так, для Fe, Co, Ni это II и III,  для N — IV, а для фтора — I.

Однозначно определить, какова же валентность элементов, у которых она переменная, можно только по формуле определенного вещества.

Определение валентности в бинарном соединении

Рассмотрим, как определить валентность элемента в бинарном (из двух элементов) соединении. Здесь возможны два варианта: в соединении валентность атомов одного элемента известна точно или же обе частицы с переменной валентностью.

Случай первый:

• Fe2O3 — валентность кислорода постоянна и равна II. Три атома О имеют 2 × 3 = 6 единиц валентности.
• Далее работаем по правилу: суммарное число единиц валентности для атомов одного элемента совпадает с числом единиц валентности для атомов другого вида (правило 3).
• Согласно этому правилу, общее число единиц валентности для железа тоже равно 6.
• Разделим общее число валентных единиц на количество атомов железа, то есть на 2, и получим валентность железа, равную III.

Случай второй:

• SnCI4 — оба атома с переменной валентностью. Применяем ещё одно правило: в бинарном соединении элемент, стоящий на втором месте, имеет минимальную валентность. В соединениях металлов с неметаллами на втором месте записывают неметалл. В формуле вещества, состоящего только из неметаллов, на втором месте пишут символ того элемента, который в ПСХЭ находится правее или выше.
• В приведённом примере Sn (олово) — металл, CI — неметалл, соответственно он и будет иметь минимальную валентность. Её определим, исходя из правила 2: 8 — 7 = 1
• Далее определим суммарное число единиц валентности у хлора: 4 × 1= 4
• Воспользуемся правилом 3. Суммарное количество валентных единиц олова тоже будет равно 4. Все они приходятся на один атом Sn, значит, это и есть его валентность.

Определение валентности по формуле трехэлементной частицы

Далеко не все химические вещества состоят из двухатомных молекул. Как определить валентность элемента в трёхэлементной частице? Рассмотрим этот вопрос на примере формул двух соединения  K2Cr2O7.

• Cr здесь называют центральным атомом. Необходимо помнить, что все остальные атомы связаны с ним через кислородные мостики. Исходя из этого, и будем производить вычисления.
• Кислород — элемент с постоянной валентностью, равной двум. Калий всегда одновалентен.
• Всего атомы O образуют 7 × 2 = 14 единиц валентности, а атомы калия 1 × 2 = 2.
• Из 14 валентных единиц атом серы два расходует на присоединение калия, следовательно, на хром их остаётся 14 — 2 = 12.
• Это число единиц валентности приходится на 2 атома Cr, значит, на один атом приходится 12÷2=6.

Если же вместо калия в формуле будет присутствовать железо, или другой элемент с переменной валентностью, нам потребуется знать, какова же валентность кислотного остатка. Например, нужно вычислить валентности атомов всех элементов в соединении с формулой FeSO4.

• Атом кислорода двухвалентен, всего на кислород приходится II × 4 = 8 единиц валентности.
• Валентность кислотного остатка SO4 равна II (как ее определить, написано в статье «Формулы кислот»).
• По правилу 3 валентность железа в этом случае тоже равна II.
• Центральный атом здесь S. Кислород присоединяет один атом железа, расходуя на него две валентные единицы, следовательно, на серу их остаётся 8 — 2 = 6 единиц валентности. Так как в формуле FeSO4 один атом серы, то это и есть ее валентность.

Следует отметить, что термин «валентность» чаще использую в органической химии. При составлении формул неорганических соединений чаще используют понятие «степень окисления».

Источник: https://life-students.ru/kak-opredelit-valentnost-elementa/

Урок 6. Валентность – HIMI4KA

Архив уроков › Химия 8 класс

В уроке 6 «Валентность» из курса «Химия для чайников» дадим определение валентности, научимся ее определять; рассмотрим элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научимся составлять химические формулы по валентности. Напоминаю, что в прошлом уроке «Химическая формула» мы дали определение химическим формулам и их индексам, а также выяснили различия химических формул веществ молекулярного и немолекулярного строения.

Вы уже знаете, что в химических соединениях атомы разных элементов находятся в определенных числовых соотношениях. От чего зависят эти соотношения?

Рассмотрим химические формулы нескольких соединений водорода с атомами других элементов:

Нетрудно заметить, что атом хлора связан с одним атомом водорода, атом кислорода — с двумя, атом азота — с тремя, а атом углерода — с четырьмя атомами водорода.

В то же время в молекуле углекислого газа СО2 атом углерода связан с двумя атомами кислорода. Из этих примеров видно, что атомы обладают разной способностью соединяться с другими атомами.

Такая способность атомов выражается с помощью численной характеристики, называемой валентностью.

Валентность — численная характеристика способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами.

Поскольку один атом водорода может соединиться только с одним атомом другого элемента, валентность атома водорода принята равной единице. Иначе говорят, что атом водорода обладает одной единицей валентности, т. е. он одновалентен.

Валентность атома какого-либо другого элемента равна числу соединившихся с ним атомов водорода. Поэтому в молекуле HCl у атома хлора валентность равна единице, а в молекуле H2O у атома кислорода валентность равна двум.

По той же причине в молекуле NH3 валентность атома азота равна трем, а в молекуле CH4 валентность атома углерода равна четырем.

Если условно обозначить единицу валентности черточкой |, вышесказанное можно изобразить схематически:

• 
• Следовательно, валентность атома любого элемента есть число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента связан данный атом в химическом соединении.
• Численные значения валентности обозначают римскими цифрами над символами химических элементов:

Определение валентности

Однако водород образует соединения далеко не со всеми элементами, а вот кислородные соединения есть почти у всех элементов. И во всех таких соединениях атомы кислорода проявляют валентность, равную двум. Зная это, можно определять валентности атомов других элементов в их бинарных соединениях с кислородом. (Бинарными называются соединения, состоящие из атомов двух химических элементов.)

Чтобы это сделать, необходимо соблюдать простое правило: в химической формуле вещества суммарные числа единиц валентности атомов каждого элемента должны быть одинаковыми.

Так, в молекуле воды H2O общее число единиц валентности двух атомов водорода равно произведению валентности одного атома на соответствующий числовой индекс в формуле:

Так же определяют число единиц валентности атома кислорода:

По величине валентности атомов одного элемента можно определить валентность атомов другого элемента. Например, определим валентность атома углерода в молекуле углекислого газа СО2:

Согласно вышеприведенному правилу х·1 = II·2, откуда х = IV.

Существует и другое соединение углерода с кислородом — угарный газ СО, в молекуле которого атом углерода соединен только с одним атомом кислорода:

В этом веществе валентность углерода равна II, так как х·1 = II·1, откуда х = II:

Постоянная и переменная валентность

Как видим, углерод соединяется с разным числом атомов кислорода, т. е. имеет переменную валентность. У большинства элементов валентность — величина переменная. Только у водорода, кислорода и еще нескольких элементов она постоянна (см. таблицу).

Составление химических формул по валентности

Зная валентность элементов, можно составлять формулы их бинарных соединений. Например, необходимо записать формулу кислородного соединения хлора, в котором валентность хлора равна семи. Порядок действий здесь таков.

Еще один пример. Составим формулу соединения кремния с азотом, если валентность кремния равна IV, а азота — III.

Записываем рядом символы элементов в следующем виде:

Затем находим НОК валентностей обоих элементов. Оно равно 12 (IV·III).

1. Определяем индексы каждого элемента:
2. Записываем формулу соединения: Si3N4.
3. В дальнейшем при составлении формул веществ не обязательно указывать цифрами значения валентностей, а необходимые несложные вычисления можно выполнять в уме.
4. Краткие выводы урока:

1. Численной характеристикой способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами является валентность.
2. Валентность водорода постоянна и равна единице. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
3. Валентность большинства остальных элементов не является постоянной. Ее можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Надеюсь урок 6 «Валентность» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник: https://himi4ka.ru/arhiv-urokov/urok-6-valentnost.html

Как определить валентность по таблице Менделеева и как она изменяется

Различные химические элементы отличаются по своей способности создавать химические связи, то есть соединяться с другими атомами. Поэтому в сложных веществах они могут находиться только в определенных соотношениях. Разберемся, как определить валентность по таблице Менделеева.

Что такое валентность?

Существует такое определение валентности: это способность атома к образованию определенного числа химических связей. В отличие от степени окисления, эта величина всегда только положительная и обозначается римскими цифрами.

В качестве единицы используется эта характеристика для водорода, которая принята равной I. Это свойство показывает, с каким числом одновалентных атомов может соединиться данный элемент. Для кислорода эта величина всегда равна II.

Знать эту характеристику необходимо, чтобы верно записывать химические формулы веществ и уравнения реакций. Знание этой величины поможет установить соотношение между числом атомов различных типов в молекуле.

Чем поможет периодическая таблица?

Такие свойства имеют металлы главных подгрупп. Почему? Номер группы соответствует числу электронов на внешней оболочке. Эти электроны называются валентными. Именно они отвечают за возможность соединяться с другими атомами.

Группу составляют элементы с похожим устройством электронной оболочки, а сверху вниз возрастает заряд ядра. В короткопериодной форме каждая группа делится на главную и побочную подгруппы. Представители главных подгрупп — это s и p-элементы, представители побочных подгрупп имеют электроны на d и f-орбиталях.

Как определить валентность химических элементов, если она меняется? Она может совпадать с номером группы или равняться номеру группы минус восемь, а также принимать другие значения.

Важно! Чем выше и правее элемент, тем его свойство образовывать взаимосвязи меньше. Чем он более смещен вниз и влево, тем она больше.

В основном (невозбужденном) состоянии у серы два неспаренных электрона находятся на подуровне 3р. В таком состоянии она может соединиться с двумя атомами водорода и образовать сероводород. Если сера перейдет в более возбужденное состояние, то один электрон перейдет на свободный 3d-подуровень, и неспаренных электронов станет 4.

Сера станет четырехвалентной. Если сообщить ей еще больше энергии, то еще один электрон перейдет с подуровня 3s на 3d. Сера перейдет в еще более возбужденное состояние и станет шестивалентной.

Постоянная и переменная

Иногда способность к образованию химических связей может меняться. Она зависит от того, в какое соединение входит элемент. Например, сера в составе H2S двухвалентна, в составе SO2 четырехвалентна, а в SO3 — шестивалентна.

Наибольшее из этих значений называется высшим, а наименьшая — низшим. Высшую и низшую валентности по таблице Менделеева можно установить так: высшая совпадает с номером группы, а низшая равняется 8 минус номер группы.

• У металлов главных подгрупп способность к образованию химических взаимосвязей постоянная.
• У металлов побочных подгрупп — переменная.
• У неметаллов — также переменная. В большинстве случаев она принимает два значения — высшее и низшее, но иногда может быть и большее число вариантов. Примеры — сера, хлор, бром, йод, хром и другие.

Это интересно! Что такое алканы: строение и химические свойства

В соединениях низшую валентность проявляет тот элемент, который находится выше и правее в периодической таблице, соответственно, высшую — тот, который левее и ниже.

Часто способность образовывать химические связи принимает больше двух значений. Тогда по таблице узнать их не получится, а нужно будет выучить. Примеры таких веществ:

• углерод,
• сера,
• хлор,
• бром.

Как определить валентность элемента в формуле соединения? Если она известна для других составляющих вещества, это несложно. Например, требуется рассчитать это свойство для хлора в NaCl. Натрий — элемент главной подгруппы первой группы, поэтому он одновалентен. Следовательно, хлор в этом веществе тоже может создать только одну связь и тоже одновалентен.

Важно! Однако так не всегда можно узнать это свойство для всех атомов в сложном веществе. Для примера возьмем HClO4. Зная свойства водорода, можно только установить, что ClO4 — одновалентный остаток.

Как еще узнать эту величину?

Способность образовывать определенное количество связей не всегда совпадает с номером группы, и в некоторых случаях ее придется просто заучить.

Здесь на помощь придет таблица валентности химических элементов, где приведены значения этой величины.

В учебнике химии за 8 класс приведены значения способности соединяться с другими атомами наиболее распространенных видов атомов.

Н, F, Li, Na, K	1
O, Mg, Ca, Ba, Sr, Zn	2
B, Al	3
C, Si	4
Cu	1, 2
Fe	2, 3
Cr	2, 3, 6
S	2, 4, 6
N	3, 4
P	3, 5
Sn, Pb	2, 4
Cl, Br, I	1, 3, 5, 7

Применение

Однако рассматриваемое понятие применяют в методических целях. С его помощью легко объяснить, почему атомы разных видов соединяются в тех соотношениях, которые мы наблюдаем, и почему эти соотношения для разных соединений различны.

На данный момент подход, согласно которому соединение элементов в новые вещества всегда объяснялось с помощью валентности по таблице Менделеева независимо от типа связи в соединении, устарел. Сейчас мы знаем, что для ионной, ковалентной, металлической связей существуют разные механизмы объединения атомов в молекулы.

Источник: https://tvercult.ru/nauka/kak-samostoyatelno-opredelit-valentnost-po-tablitse-mendeleeva

Валентность химических элементов в химии

Согласно обменному механизму метода валентных связей, валентность химических элементов определяется числом содержащихся в атоме неспаренных электронов. Для s- и p-элементов – это электроны внешнего уровня, для d-элементов – внешнего и предвнешнего уровней.

Спаренные (расположенные по два на атомных орбиталях) электроны при возбуждении могут разъединяться при наличии свободных ячеек того же уровня (разъединение электронов в какой-либо уровень невозможно). Например, валентность элементов главной подгруппы I группы равна единице, так ка на внешнем уровне атомы этих элементов имеют один электрон:

3Li 1s22s1

11Na 1s22s22p63s1

Валентность элементов главной подгруппы II группы

Валентность элементов главной подгруппы II группы в основном (невозбужденном) состоянии равна нулю, так как на внешнем энергетическом уровне нет неспаренных электронов:

4Be1s22s2

12Mg 1s22s22p63s2

При возбуждении этих атомов спаренные s-электроны разъединяются в свободные ячейки p-подуровня этого же уровня и валентность становится равной двум (II):

Be*

Mg*

Валентность кислорода и фтор в химических соединениях

Кислород и фтор во всех соединениях проявляют постоянную валентность, равную двум (II) для кислорода и единице (I) для фтора. Валентные электроны этих элементов находятся на втором энергетическом уровне, где нет более свободных ячеек:

? 1s22s22p4

9F 1s22s22p5

В то же время сера – аналог кислорода – проявляет переменную валентность II, IV, VI; хлор – аналог фтора – проявляет валентность I, III, V, VII. Это объясняется наличием свободных d-ячеек на третьем энергетическом уровне.

Для большинства d-элементов валентность в невозбужденном состоянии равна нулю, так как на внешнем уровне нет неспаренных электронов и, чтобы определить валентность в этом случае, нужно знать, возможно ли для элемента возбужденное состояние.

Кроме этого 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.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/valentnost/

Валентность химических элементов

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, H2O, NH3, CH4 (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.

Вихельхауз.

Рис. 12.1. 1. Хлороводород HCl. 2. Вода H2O. 3. Аммиак NH3. 4. Метан CH4

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 валентностьатома 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:

I    I HCl

I     II H2O

III  I   NH3

IV I   CH4

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.

Таблица. Химические элементы с постоянной валентностью

Элемент	Валентность	Элемент	Валентность
Водород (Н)	I	Кальций (Са)	II
Натрий (Na)	I	Барий (Ва)	II
Калий (К)	I	Цинк (Zn)	II
Фтор (F)	I	Кислород(O)	II
Бериллий(Be)	II	Алюминий (Al)	III
Магний (Mg)	II	Бор (В)	III

Таблица. Химические элементы с переменной валентностью

Элемент	Валентность	Элемент	Валентность
Хлор (Cl)	I, III, V, VII	Железо (Fe)	II, III, VI
Бром (Br)	I, III, V, VII	Сера (S)	II, IV, VI
Йод (I)	I, III, V, VII	Марганец (Mg)	II, IV, VII
Ртуть (Hg)	I, II	Хром (Cr)	II, III, VI Материал с сайта http://worldofschool.ru
Медь (Cu)	I,II	Азот (N)	II, I, III, IV
Серебро (Ag)	I, II	Фосфор (P)	III, V
Золото (Au)	III, I	Мышьяк (As)	III, V
Олово (Sn)	II, IV	Углерод (C)	IV, II
Свинец (Pb)	II, IV	Кремний (Si)	IV, II

На этой странице материал по темам:

Источник: http://WorldOfSchool.ru/himiya/svyaz/valentnost-himicheskih-elementov

Валентность — это просто

От слова «валентность» многие ученики, изучающие химию в 8 классе, впадают в спячку. В школьном курсе химии этому вопросу уделяется не так много времени, хотя валентность – одно их базовых понятий в этой науке.

Очень важно досконально разобраться, что такое валентность, как она определяется и какое значение она имеет.

Поняв это и научившись составлять формулы и определять валентность элементов, вы существенно облегчите себе изучение химии. Приступаем.

pixabay.com

Что же такое валентность? Ничего страшного в этом явлении нет.

Валентность – это способность атома образовывать химические связи.

Вы же знаете, что бывают вещества простые, состоящие из атомов одного вида, и сложные, состоящие из атомов разных элементов? Так вот чтобы атомы как-то соединялись между собой, они должны связываться, соединяться. А соединяются они посредством химической связи.

Одни атомы могут образовать только одну связь, на большее у них способностей не хватает. Другие атомы куда мощнее, они могут и несколько связей образовать, чтобы покрепче держаться за окружение. Вот представьте, что у вас только один друг. Надёжный такой, верный друг, который с вами в огонь и в воду. Вы с ним всегда в паре ходите.

Это значит, что у вас валентность I (внимание! Читается это не «первая валентность», а «валентность один»!). А теперь представьте, что у вас три верных друга. Вы всегда за них держитесь и твёрдо уверены, что они при вас ежеминутно. Значит, у вас валентность III. В первом случае вы образовали одну крепкую связь, а во втором – три.

Вот и вся валентность.

Любой учитель и репетитор по химии скажет вам, что

есть элементы с валентностью постоянной и элементы, у которых валентность может быть разной.

И, как ни странно, они будут правы. Если мы возвратимся к примерам с друзьями, то выглядеть это будет так.

Кто-то всю жизнь дружит с одним человеком (у него всегда валентность I), кто-то всю жизнь дружит с тремя (валентность III).

Должна вас немного расстроить: элементы с постоянной валентностью придётся зазубрить. Также навсегда запоминаем, что валентность обозначается римскими цифрами (так повелось, просто смиритесь с этим. Указывается валентность НАД элементом в формуле). Итак, наизусть нужно выучить, что:

· Металлы основной подгруппы первой группы всегда имеют валентность I. Это элементы Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

· Металлы основной подгруппы второй группы всегда имеют валентность II. Это элементы Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

• · Водород всегда имеет валентность I.
• · Кислород всегда имеет валентность II.
• · Элементы Al и В (основная группа третьей подгруппы) всегда имеют валентность III.

· Элементы основной подгруппы седьмой группы чаще (но не всегда!) имеют валентность I. Это элементы F, Cl, Br, I, At. Кстати, эти элементы носят название «галогены» и будьте настороже: галогены любят подшутить и иногда имеют другую валентность. В школьной химии обычно они представляются как одновалентные, но это кокетство, потому что галогены – шалуны.

Теперь перейдём к элементам с валентностью непостоянной. Это хулиганы, которые любят загадывать загадки и разыгрывать начинающих. Особое коварство они проявляют во время ЕГЭ по химии и даже ОГЭ по химии, запутывая бедных школьников. Итак,

запомните этих головорезов с непостоянной валентностью в лицо:

C (углерод), N (азот), P (фосфор), S (сера), Сr (хром), Fe (железо), Cu (медь).

Конечно же, в таблице Менделеева элементов намного больше. Но в школьном учебнике по химии используется менее половины из них. Дело в том, что в четвёртом периоде таблицы появляются так называемые d-элементы со сложным строением и хитрыми свойствами, о которых школьникам рассказывать не полагается. Да и очень хорошо, нечего голову забивать.

Надеюсь, с понятием «валентность» вы всё-таки разобрались. В следующий раз мы попрактикуемся в определении валентности элементов, если есть формула, и правильном составлении формул веществ, если знаем валентность.

Пишите, пожалуйста, в х, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c56f90c18d56e00ae42d74c/5c57092ca7068000ad582e46

Валентность. Определение валентности. — Основы химии на Ида Тен

До сих пор вы пользовались химическими формулами веществ, приведенными в учебнике, или теми, которые вам называл учитель. Как же правильно составлять химические формулы?

Химические формулы веществ составляются на основе знания качественного и количественного состава вещества. Веществ существует гигантское количество, естественно запомнить все формулы невозможно.

Это и не нужно! Важно знать определенную закономерность, согласно которой атомы способны соединяться друг с другом с образованием новых химических соединений. Такая способность называется валентностью.

Валентность – свойство атомов элементов присоединять определенное число атомов других элементов Рассмотрим модели молекул некоторых веществ, таких, как вода, метан и углекислый газ.

Видно, что в молекуле воды атом кислорода присоединяет два атома водорода. Следовательно, его валентность равна двум. В молекуле метана атом углерода присоединяет четыре атома водорода, его валентность в данном веществе равна четырем. Валентность водорода в обоих случаях равна одному.

Такую же валентность углерод проявляет и в углекислом газе, но в отличие от метана, атом углерода присоединяет два атома кислорода, так как валентность кислорода равна двум. Существуют элементы, валентность которых не меняется в соединениях.

О таких элементах говорят, что они обладают постоянной валентностью. Если же валентность элемента может быть различной – это элементы с переменной валентностью. Валентность некоторых химических элементов приведена в таблице 2. Валентность принято обозначать римскими числами.

Таблица 2. Валентность некоторых химических элементов

Символ элемента	Валентность	Символ элемента	Валентность
H, Li, Na, K, F, Ag	I	C, Si, Sn, Pb	II, IV
Be, Mg, Ca, Ba, Zn, O	II	N	I, II, III, IV
Al, B	III	P, As, Sb	III, V
S	II, IV, VI	Cl	I, II,III, IV,V, VII
Br, I	I, III, V	Ti	II, III, IV

Стоит отметить, что высшая валентность элемента численно совпадает с порядковым номером группы Периодической Системы, в которой он находится. Например, углерод находиться в IV группе, его высшая валентность равна IV. Исключение составляют три элемента:

• азот – находится в V группе, но его высшая валентность IV;
• кислород – находится в VI группе, но его высшая валентность II;
• фтор – находится в VII группе, но его высшая валентность – I.

Исходя из того, что все элементы расположены в восьми группах Периодической Системы, валентность может принимать значения от I до VIII.

Составление формул веществ при помощи валентности

Для составления формул веществ при помощи валентности воспользуемся определенным алгоритмом:

Алгоритм	Пример
Записать химические формулы элементов
Вверху, над символами элементов записать значение их валентности. Для элементов с переменной валентностью конкретная валентность указана в условии
Найти наименьшее общее кратное (НОК) значений валентности, записать его вверху
Поделить НОК на значения валентностей элементов – это индексы, выражающие число атомов	10:V=2(P) 10:II=5(O) P2O5

Определение валентности по формуле вещества

Чтобы определить валентность элементов по формуле вещества, необходим обратный порядок действий. Рассмотрим его также при помощи алгоритма:

Алгоритм	Пример
Записать формулу вещества
Указать известную валентность элемента (для элементов с постоянной валентностью)
Найти наименьшее общее кратное (НОК) валентности и индекса элемента
Поделить значение НОК на индекс элемента, валентность которого неизвестна

При изучении данного параграфа были рассмотрены сложные вещества, в состав которых входят только два вида атомов химических элементов. Формулы более сложных веществ составляются иначе.

Бинарные соединения – соединения, в состав которых входит два вида атомов элементов

Для определения порядка последовательности соединения атомов используют структурные (графические) формулы веществ. В таких формулах валентности элементов обозначают валентными штрихами (черточками). Например, молекулу воды можно изобразить как

Н─О─Н

Графическая формула изображает только порядок соединения атомов, но не структуру молекул. В пространстве такие молекулы могут выглядеть иначе. Так, молекула воды имеет угловую структурную формулу:

• Валентность – способность атомов элементов присоединять определенное число атомов других химических элементов
• Существуют элементы с постоянной и переменной валентностью
• Высшая валентность химического элемента совпадает с его номером группы в Периодической Системе химических элементов Д.И. Менделеева. Исключения: азот, кислород, фтор
• Бинарные соединения – соединения, в состав которых входит два вида атомов химических элементов
• Графические формулы отражают порядок связей атомов в молекуле при помощи валентных штрихов
• Структурная формула отражает реальную форму молекулы в пространстве

Источник: https://idaten.ru/chemistry/valentnost-opredelenie-valentnosti

Химические формулы веществ. Валентность химических элементов

7 кл. Химия. Урок №________ ________________

Тема: Химические формулы веществ. Валентность химических элементов.

Цель урока: Познакомить учащихся с понятием валентность; сформировать понятие валентность и умение определять валентность по химическим формулам и составлять химические формулы по валентности.

Развивать умение записывать химические формулы веществ, зная валентность элементов, входящих в состав данного вещества. Приобретение навыков самостоятельной работы.

Воспитывать познавательный интерес к предмету.

• Тип урока: комбинированный.
• Оборудование: таблицы и схемы
• Ход урока:
• 1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания. Устный опрос учащихся

3. Актуализация знаний.

Сегодня мы с вами повторим материал, который изучали на прошлом уроке «Химическая формула». Относительная молекулярная масса». Потренируемся в вычислении относительной молекулярной массы. А затем перейдем к изучению новой темы.

Итак, первый вопрос: что такое химическая формула? (предполагаемый ответ – химическая формула – это запись, выражающая качественный и количественный состав данного вещества).

А что такое, качественный и количественный состав вещества? (предполагаемый ответ – качественный состав – это какие элементы входят в состав данного вещества, а количественный – в каком соотношении).

1. Что означает следующая запись:
2. 2Сl, 2Сl2, 3Сl2, 5НСl
3. Предполагаемый ответ:
4. 2Сl – два атома хлора;
5. 2Сl2 – две молекулы хлора;
6. 3Сl2 – три молекулы хлора;
7. 5НСl – пять молекул хлороводорода.
8. Следующий вопрос: Что такое относительная молекулярная масса, как она обозначается и как рассчитывается?

Предполагаемый ответ – относительная молекулярная масса – показывает во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода; обозначается Мr. Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы вещества, с учетом индексов.

• Давайте рассчитаем Мr молекулы следующего вещества:
• Мr(Al2(SO4)3) = Ar(Al)2 + Ar(S)3 + Ar(O)12 = 54 + 96 + 192 = 342
• Значит относительная молекулярная масса Al2(SO4)3 равна 342.

4. Мотивация учебной и познавательной деятельности учащихся. Итак, а теперь переходим к изучению новой темы. В конце урока мы напишем небольшую самостоятельную работу по новой теме, поэтому слушайте внимательно и переписывайте записи с доски. Запишите тему урока: «Валентность химических элементов».

5. Объяснение нового материала по теме «Валентность химических элементов»

Только что мы с вами вспомнили, что такое химическая формула. Каждое вещество имеет свою химическую формулу, которая выражает его качественный и количественный состав, т.е. какие элементы и в каком количестве входят в состав одной молекулы данного вещества.

А как же узнают состав каждого вещества. С помощью сложных экспериментов. Однако, зная валентность можно составить формулу любого вещества. Итак, запишем, что же такое валентность:

1. Валентность – это способность атомов удерживать при себе определенное число атомов других элементов.
2. Валентность атома водорода принята за единицу.
3. I I I I
4. НСl H2O NH3 CH4
5. Cледовательно, атом водорода не может присоединять больше одного атома другого элемента, но другие элементы могут присоединять один (НСl), два (H2O), три (NH3), четыре (CH4) и более атомов водорода (показать шаростержневые модели этих молекул).
6. Валентность обозначается римской цифрой, которая ставится над знаком химического элемента в формуле вещества.

А кислород? Атом кислорода всегда двухвалентен.

II II II

H2O SO3 CO2

Атомы одних химических элементов имеют постоянную валентность, а других переменную (т.е. в разных соединениях один и тот же элемент может проявлять разную валентность):

VI IV II

SO3 SO2 H2S

В учебнике на странице 25 в таблице приведены валентности химических элементов в соединениях. Жирным шрифтом обозначены те элементы, которые имеют постоянную валентность (Na, К, Н, О и др.).

Зная формулы веществ, состоящих из двух элементов, и валентность одного из них, можно определить валентность другого элемента. Например, СuO – оксид меди (II). Мы знаем, что валентность кислорода равна двум. Если на один атом кислорода приходится один атом меди, значит, валентность меди тоже равна двум.

Запишем правила определения валентности по формулам их соединений.

Правила определения валентности элементов в соединениях:

1. Записать химическую формулу вещества и указать валентность известного элемента.

• Например, оксид углерода (IV) имеет формулу – СО2, валентность кислорода постоянна и равна двум, записываем над символом кислорода II
• II
• СО2

2. Найти наименьшее общее кратное (НОК) между известным значением валентности и индексом этого элемента.

Для этого умножаем валентность известного элемента на индекс при этом элементе:

2 × II = 4 – это и есть НОК

3. Наименьшее общее кратное разделить на индекс другого элемента, полученное число и есть значение валентности.

1. Индекс при атоме углерода равен 1, значит:
2. 4 : 1 = IV – это и есть валентность атома углерода
3. IV II
4. СО2
5. Разберем еще один пример:
6. II
7. Fe2O3

1. Валентность кислорода постоянна и равна II.

• 2. НОК: 3 × II = 6
• 3. 6 : 2 = III – это и есть валентность атома железа
• III II
• Fe2O3
• Определим валентность химических элементов в следующих соединениях:
• СаО ZnCl2
• N2O3 Li2S
• NH3 Mg3P2
• Валентность атомов кислорода вы уже знаете, а валентность других элементов, имеющих постоянную валентность, находим по таблице.

Вы уже умеете определять валентность химических элементов в соединениях, формулы которых известны. А теперь рассмотрим как, зная валентность составить химические формулы.

Для составления химической формулы, нужно знать валентность элементов в данном соединении. Валентности некоторых элементов представлены в таблице учебника.

Правила составления химических формул по валентности:

1. Записать химические знаки элементов, входящих в состав соединения, и указать их валентности.

Аl..O..

Валентность кислорода равна двум, валентность алюминия постоянна, находим значение валентности по таблице учебника, она равна трем. Записываем валентности:

III II

Аl..O..

2. Определить НОК чисел, обозначающих валентность обоих элементов.

НОК – наименьшее из целых положительных чисел, делящееся без остатка на каждое из данных целых чисел.

НОК II и III – 6

3. Разделить НОК на валентность каждого элемента, полученные числа обозначают индексы соответствующих элементов.

6 : II = 3, т.е. индекс при атоме кислорода равен 2

6 : III = 2, т.е. индекс при атоме алюминия равен 3.

4. Записать полученные индексы справа внизу у знаков химических элементов.

1. III II
2. Аl2O3
3. Разберем еще один пример: соединение серы с водородом, при чем валентность серы указана, так как сера имеет переменную валентность.
4. II

Н..S..

1.Записываем валентность атома водорода:

I II

Н..S..

2. Находим НОК, оно равно двум

3. Находим индексы элементов:

2 : II = 1, т.е. индекс при атоме серы равен 1

2 : I = 2, т.е. индекс при атоме водорода равен 2

• 4. Записываем формулу с учетом индексов:
• I II
• Н2S
• В названии веществ, имеющих переменную валентность, в скобках пишут валентность данного элемента в этом соединении:
• СuO – оксид меди (II)
• Cu2O – оксид меди (I)
• Расставим индексы в формулах следующих соединений:
• II III

К..S.. Мg..N..

IV I

Мg..Si.. С..Сl..

II I I

Fe..Сl.. Са..F..

6. Закрепление материала, повторение ключевых моментов.

Итак, сегодня на уроке мы узнали, что такое валентность, как определить валентность элементов, формула которого известна, и наоборот, зная валентность составить химическую формулу. Сейчас мы проверим, как вы усвоили данную тему, для этого напишем самостоятельную работу.

1. I вариант
2. 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
3. СО, ZnS, SiН4
4. 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:

а) K..O..

I

б) Аl..I..

V I

в) Р..Cl..

• 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
• а) железа (II)
• б) азота (IV)
• 4. Составьте химические формулы соединений с хлором (I) следующих элементов (символ хлора в данных формулах ставится на второе место):
• а) бария
• б) железа (III)
• II вариант
• 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
• HBr, Ca3P2, MgCl2
• 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
• VI

а) S..O..

III I

б) Fe..Cl..

I II

в) Cu..S..

1. 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
2. а) калия
3. б) кремния(IV)
4. 4. Составьте химические формулы соединений с хлором (I) следующих элементов (символ хлора в данных формулах ставится на второе место):
5. а) алюминия
6. б) кальция
7. III вариант
8. 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
9. NO, Na2S, СaCl2
10. 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
11. I II

а) Ag..S..

II

б) Аl..S..

IV

в) Si..H..

• 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
• а) хлора (VII)
• б) бария
• 4. Составьте химические формулы соединений с серой (II) следующих элементов (символ серы в данных формулах ставится на второе место):
• а) железа (III)
• б) меди (II)
• IV вариант
• 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
• NaI, SiCl4, MgS
• 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
• I

а) N..O..

I

б) Ba..Cl..

IV

в) Si..O..

1. 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
2. а) cеры(VI)
3. б) углерода(II)
4. 4. Составьте химические формулы соединений с бромом (I) следующих элементов (символ брома в данных формулах ставится на второе место):
5. а) cеребра (I)
6. б) алюминия

7. Подведение итогов урока. Оценивание.

• 8. Домашнее задание выучить конспект, выполнить задание
• I вариант
• 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
• СО, ZnS, SiН4
• 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:

а) K..O..

I

б) Аl..I..

V I

в) Р..Cl..

1. 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
2. а) железа (II)
3. б) азота (IV)
4. 4. Составьте химические формулы соединений с хлором (I) следующих элементов (символ хлора в данных формулах ставится на второе место):
5. а) бария
6. б) железа (III)
7. II вариант
8. 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
9. HBr, Ca3P2, MgCl2
10. 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
11. VI

а) S..O..

III I

б) Fe..Cl..

I II

в) Cu..S..

• 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
• а) калия
• б) кремния(IV)
• 4. Составьте химические формулы соединений с хлором (I) следующих элементов (символ хлора в данных формулах ставится на второе место):
• а) алюминия
• б) кальция
• III вариант
• 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
• NO, Na2S, СaCl2
• 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
• I II

а) Ag..S..

II

б) Аl..S..

IV

в) Si..H..

1. 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
2. а) хлора (VII)
3. б) бария
4. 4. Составьте химические формулы соединений с серой (II) следующих элементов (символ серы в данных формулах ставится на второе место):
5. а) железа (III)
6. б) меди (II)
7. IV вариант
8. 1. Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:
9. NaI, SiCl4, MgS
10. 2. Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
11. I

а) N..O..

I

б) Ba..Cl..

IV

в) Si..O..

• 3. Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
• а) cеры(VI)
• б) углерода(II)
• 4. Составьте химические формулы соединений с бромом (I) следующих элементов (символ брома в данных формулах ставится на второе место):
• а) cеребра (I)
• б) алюминия

Источник: https://infourok.ru/himicheskie-formuli-veschestv-valentnost-himicheskih-elementov-1588251.html