Валентность лития (li), формулы и примеры

Валентность лития (li), формулы и примерыВалентность лития (li), формулы и примеры
Валентность лития (li), формулы и примеры

История открытия элемента

В 1817 году шведский химик Иоганн Арфведсон открыл вещество в минерале петалите, а затем — в пероксине сподуме и слюде лепидолите.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

А в 1818 году Гемфри Дэви получил его в виде металла в процессе разложения расплава гидроксида лития.

Когда Леопольд Гмелин экспериментировал с солями, содержащими это вещество, он увидел, что при горении соединений пламя было окрашено в карминово-красный цвет.

Валентность лития (li), формулы и примеры

Впервые литий был найден среди твёрдых горных пород, поэтому он получил наименование литион, что в переводе с греческого означает «камень». Современное название металлу дал Берцелиус.

Крупные месторождения лития были найдены в США, Боливии, Чили, Бразилии, Конго и Китае. В России почти 50% запасов природного ископаемого можно найти в Мурманской области. Вещество обнаружили в составе онгонитов и в сильносолёных озёрах, которые назвали рассолами.

Читайте также:  Линейные неравенства и их решение

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Физические свойства

В периодической системе литий (Li) имеет атомный номер 3. Химический элемент расположен во втором периоде первой подгруппы. Он относится к классу щелочных металлов и характеризуется светло-серебристым оттенком. Его свойства обусловлены электронным строением атома.

Литий относится к семейству s-элементов. Его валентность равна +1. Атом характеризуется наличием двух оболочек. На внешнем слое расположены валентные электроны, участвующие в формировании химических связей. Ядро атома имеет положительный заряд. В нём находятся 3 протона и 4 нейтрона.

Вокруг ядра по орбитам движутся 3 электрона.

Валентность лития (li), формулы и примеры

Основные характеристики лития:

  • температура плавления — 180 °C;
  • температура кипения — 1340 °C;
  • плотность при комнатной температуре — 0,533 г/см³;
  • атомная и молекулярная масса вещества — 6,941;
  • удельный вес — 0,539;
  • твёрдость по Моосу — 0,6.
Читайте также:  Формула щавелевой кислоты в химии

Литий — самый лёгкий металл. Он способен воспламеняться при температуре выше 200 °C. На воздухе он покрывается оксидно-нитридной плёнкой. При комнатной температуре вещество обладает кубической объёмноцентрированной кристаллической решёткой. Пластичный металл мягче свинца и твёрже натрия. Он хорошо обрабатывается прокаткой и прессованием.

Особые физические свойства лития обусловлены небольшим размером его атома. С натрием он соединяется при температуре не выше 380 °C. С ним не смешиваются расплавленный калий, рубидий или цезий.

Химические особенности

Вещество реагирует с водой, аммиаком, кислотами и неметаллами, в чём проявляются типичные химические свойства лития. В металлической форме он обжигает слизистые оболочки и увлажнённую поверхность кожного покрова.

Валентность лития (li), формулы и примеры

В соединениях степень окисления лития равна +1. Этот металл нельзя хранить в керосине, что нехарактерно для щелочных видов. При комнатной температуре он не взаимодействует с сухим воздухом или кислородом.

Элемент вступает в медленные реакции с другими газами во влажном воздухе, образуя гидроксид, нитрид и карбонат. Поэтому вещество хранят в газолине, парафине или минеральном масле.

Для этого используют герметично закрытые жестяные банки.

При нагревании в кислороде литий горит, превращаясь в оксид. Протекающая химическая реакция с уравнением и формулой:

4Li+O2 → 2Li2O

Одна из главных особенностей металла в том, что при 100−300°C на нём образуется плотная оксидная плёнка, после чего он не окисляется.

Основным признаком для определения химического элемента служит тёмно-красное пламя во время горения его солей.

При взаимодействии с водой, при котором не происходит взрыва или возгорания, образует гидроксид и простое вещество водород. Также реагирует с этиловым спиртом.

Происхождение в природе

Существует 2 природных стабильных и 7 искусственных изотопов лития. Кроме того, металл имеет два возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклеидов. Основная часть изотопов возникла при первичном нуклеосинтезе, а другая — в звёздном.

Вещество относится к группе крупноионных литофильных элементов. Он содержится в верхней материковой коре и морской воде. Литий образует такие самостоятельные минералы, как лепидолит и сподумен. Он выступает изоморфным заместителем калия в распространённых породообразующих ископаемых.

Валентность лития (li), формулы и примеры

Большой объём элемента обнаружен в красном гиганте, который был открыт астрономами в 1982 году. Также высокое содержание металла отмечено в некоторых других крупных звёздах.

Специалисты используют минеральные формы или солевые растворы из соляных озёр для получения необходимого вещества. Из каждого вида сырья сначала извлекают карбонат металла.

Сподумен перерабатывают путём спекания его с сульфатом калия. В результате реакции получается раствор сульфата лития, а затем при взаимодействии с карбонатом натрия получается карбонат лития.

Металлическая форма вещества образуется путём электролиза расплава солей.

Элемент был обнаружен в числе постоянных компонентов в живых организмах. У растений он повышает стойкость к различным заболеваниям. Вещество усиливает фотохимическую активность хлоропластов в листве томатов и синтез никотина в табаке.

В человеческом организме литий образуется преимущественно в почках, но также находится в щитовидной железе, печени, сердце, лёгких и кишечнике. Этот элемент участвует в важных процессах жизнедеятельности организма человека:

Валентность лития (li), формулы и примеры

  • нормализует обмены жиров и углеводов;
  • укрепляет иммунную систему;
  • не даёт развиться аллергическим реакциям;
  • снижает нервную возбудимость.

В большом количестве вещество снижает уровень серотонина в мозге. При высоком содержании натрия в организме препараты с литием назначают с осторожностью, поскольку лекарства могут быть опасны для здоровья и ухудшить состояние почек.

Сферы применения

Литий обладает уникальными свойствами и имеет много преимуществ перед другими металлами. Люди используют его в разных областях:

Валентность лития (li), формулы и примеры

  • Сульфид лития и меди выступает отличным полупроводником, предназначенным для создания термоэлектрических материалов.
  • Металл, который даёт возможность получить тёмно-красное пламя, применяется при производстве пиротехники.
  • Фторид вещества широко используется в изготовлении лазеров и оптики.
  • В современной электронике применяют щелочные аккумуляторы с гидроксидом лития для получения максимальной мощности и продления срока службы средств.
  • Вещество используется в качестве наполнителя для металлогалогенных ламп.
  • Сплавы лития применяют в авиации и космонавтике.
  • В металлургии материал используют как вспомогательное средство при выплавке алюминия. Полезное ископаемое повышает степень прочности и пластичности у разных сплавов.
  • Из-за высокой удельной теплоёмкости металл распространён в производстве ядерных реакторов.
  • В силикатной промышленности он необходим при создании определённых видов стекла и для покрытия изделий из фарфора.
  • Гидроксид лития применяется для очистки помещений от углекислого газа.
  • Соединения с этим веществом используют в текстильной промышленности для отбеливания тканей.

Валентность лития (li), формулы и примеры

Различные соединения лития находят применение и в других областях. Поскольку его соли характеризуются целебными свойствами, вещество широко используется в сфере медицины. Лекарственные препараты с этим компонентом помогают в лечении аффективных расстройств и дерматологических заболеваний.

Источник: https://nauka.club/khimiya/litii.html

Валентность

Понятие о валентности было введено в химию английским ученым Эдуардом Франклендом в 1852 году.

Валентность- это способность атомов присоединять определенное число атомов других химических элементов.

За единицу валентности было принято валентность атома водорода. Валентность элемента в водородных соединениях определяется числом атомов водорода, которое присоединяет к себе один атом данного элемента. Валентность элемента обозначается римскими цифрами над химическим элементом.

  •                                 I                  II        III                IV
  • Пример:    HCl, H2O, NH3, CH4
  • Валентность хлора по водороду равна единице, кислорода-двум, азота-трем, углерода-четырем.
  • Среди элементов есть элементы с постоянной валентностью:
  • I           водород (H), фтор (F), металлы I группы главной подгруппы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).
  • II         кислород (O), металлы II группы главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), цинк (Zn).
  • III        алюминий (Al), бор (B).

У большества элементов значение валентности в соединениях различны. Понятие о переменной валентности ввел Д.И. Менделеев. Например, валентность серы по водороду равна двум (H2S), по кислороду – четырем(SO2) и шести(SO3).

Для элементов с переменной валентностью можно найти низшую и высшую валентность. Низшая валентность неметаллов можно найти, отняв от восьми номер группы элемента (8 — № группы).

Высшая валентность равна номеру группы элемента. Исключение медь и золото: находятся в I группе, а валентность больше единицы – Cu (I), (II); Au (I), (III).

  • Если соединение состоит из металла и неметалла первым записывается металл, а вторым неметалл.
  • Если соединение состоит из двух неметаллов первым записывается с высшей валентностью расположенный в периодической системе левее и ниже, а вторым с низшей валентностью расположенный правее и выше.
  • Неметаллы в соединениях с водородом и металлами проявляют низшую валентность.
  • С кислородом элементы с переменной валентностью проявляют высшую или промежуточную валентность.

Для нахождения валентность элемента в бинарном соединении по формуле необходимо знать, что сумма валентности одного элемента равна сумме валентностей второго элемента.

Например, дано соединение: P2O5 необходимо найти валентности. Для кислорода мы знаем валентность она равна двум, записываем над ним, затем находим общую сумму валентности для всех пяти атомов кислорода она равна десяти (2* 5=10), значит и для фосфора сумма валентности равна десяти, но так как атомов фосфора два на каждый приходится по пять(10/2=5).

  1. V       II
  2. P2O5
  3. Алгоритм нахождения валентности по формуле.Валентность лития (li), формулы и примеры
  1. Указать валентность тех элементов, у которых она постоянная.
  2. Указанную валентность умножить на индекс данного элемента.
  3. Полученное число при умножении разделите на индекс второго элемента. То, что получилось, — валентность второго элемента запишите над ним.

Алгоритм составления формулы бинарного соединения по валентности.

  1. Запишите химические знаки элементов.Валентность лития (li), формулы и примеры
  2. Найдите и обозначьте валентности каждого элемента согласно правилам.
  3. Найдите наименьшее общее кратное (НОК) значений валентностей и поделите его на валентность каждого элемента, полученные значения и есть индексы. Запишите их для элементов.
  4. Проверьте посчитав сумму валентностей элементов.

Валентность лития (li), формулы и примерыУпражнеие 1

Упражнение 2

Источник: https://nabi-ildar.ru/valentnost/

Li — Литий

Валентность лития (li), формулы и примеры

ЛИТИЙ (лат. Lithium), Li, химический элемент с атомным номером 3, атомная масса 6,941. Химический символ Li читается так же, как и название самого элемента.

Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов 6Li (7,52% по массе) и 7Li (92,48%). В периодической системе Д. И. Менделеева литий расположен во втором периоде, группе IA и принадлежит к числу щелочных металлов. Конфигурация электронной оболочки нейтрального атома лития 1s22s1. В соединениях литий всегда проявляет степень окисления +1.

Металлический радиус атома лития 0,152 нм, радиус иона Li+ 0,078 нм. Энергии последовательной ионизации атома лития 5,39 и 75,6 эВ. Электроотрицательность по Полингу 0,98, самая большая у щелочных металлов.

В виде простого вещества литий — мягкий, пластичный, легкий, серебристый металл.

Физические и химические свойства: из металлов литий самый легкий, его плотность 0,534 г/см3. Температура плавления 180,5°C, температура кипения 1326°C. При температурах от –193°C до температуры плавления устойчива кубическая объемно центрированная модификация лития с параметром элементарной ячейки а = 0,350 нм.

Из-за небольшого радиуса и маленького ионного заряда литий по своим свойствам больше всего напоминает не другие щелочные металлы, а элемент группы IIA магний (Mg). Литий химически очень активен. Он способен взаимодействовать с кислородом (O) и азотом (N) воздуха при обычных условиях, поэтому на воздухе он быстро окисляется с образованием темного налета продуктов взаимодействия:

  • 4Li + O2 = 2Li2O,
  • 6Li + N2 = 2Li3N
  • При контактах с галогенами литий самовоспламеняется при обычных условиях. Подобно магнию (Mg), нагретый литий способен гореть в CO2:
  • 4Li + CO2 = C + 2Li2O
  • Стандартный электродный потенциал Li/Li+ имеет наибольшее отрицательное значение (E°298 = –3,05 B) по сравнению со стандартными электродными потенциалами других металлов. Это обусловлено большой энергией гидратации маленького иона Li+, что значительно смещает равновесие в сторону ионизации металла:
  • Liтвердый Li+раствор + e
  • Для слабо сольватирующих растворителей значение электродного потенциала лития соответствует его меньшей химической активности в ряду щелочных металлов.
Читайте также:  Как убрать большие пробелы в ворде

Соединения лития — соли — как правило, бесцветные кристаллические вещества. По химическому поведению соли лития несколько напоминают аналогичные соединения магния (Mg) или кальция (Ca).

Плохо растворимы в воде фторид LiF, карбонат Li2CO3, фосфат Li2PO4, хорошо растворим хлорат лития LiClO3 — это, пожалуй, одно из самых хорошо растворимых соединения в неорганической химии (при 18°C в 100 г воды растворяется 313,5 г LiClO3).

Оксид лития Li2O — белое твердое вещество — представляет собой типичный щелочной оксид. Li2O активно реагирует с водой с образованием гидроксида лития LiOH.

Этот гидроксид получают электролизом водных растворов LiCl:

2LiCl + 2H2O = 2LiOH + Cl2 + H2

LiOH — сильное основание, но оно отличается по свойствам от гидроксидов других щелочных металлов. Гидроксид лития уступает им в растворимости. При прокаливании гидроксид лития теряет воду:

  1. 2LiOH = Li2O + H2O
  2. Большое значение в синтезе органических и неорганических соединений имеет гидрид лития LiH, который образуется при взаимодействии расплавленного лития с водородом (H):
  3. 2Li + H2 = 2LiH

LiH — ионное соединение, строение кристаллической решетки которого похоже на строение кристаллической решетки хлорида натрия NaCl. Гидрид лития можно использовать в качестве источника водорода для наполнения аэростатов и спасательного снаряжения (надувных лодок и т.п.), так как при его гидролизе образуется большое количество водорода (1 кг LiH дает 2,8 м3 H2):

  • LiH + H2O = LiOH + H2
  • Он также находит применение при синтезе различных гидридов, например, борогидрида лития:
  • BCl3 + 4LiH = Li[BH4] + 3LiCl.

Литий образует соединения с частично ковалентной связью Li—C, т. е. литийорганические соединения. Например, при реакции иодбензола C6H5I с литием в органических растворителях протекает реакция:

C6H5I + 2Li = C6H5Li + LiI.

Литийорганические соединения широко используются в органическом синтезе и в качестве катализаторов.

История открытия: литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. Свое название получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. Litos — камень).

Характерное для соединений лития красное окрашивание пламени впервые наблюдал немецкий химик Х. Г. Гмелин в 1818 году. В этом же году английский химик Г. Дэви электролизом расплава гидроксида лития получил кусочек металла.

Получить свободный металл в достаточных количествах удалось впервые только в 1855 году путем электролиза расплавленного хлорида:

2LiCl = 2Li + Cl2

в настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой.

В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси).

В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.

Нахождение в природе: литий довольно широко распространен в земной коре, его содержание в ней составляет 6,5·10–3% по массе.

Как уже упоминалось, основные минералы, содержащие литий, — это петалит (содержит 3,5-4,9 % Li2O), сподумен (6-7 % Li2O), лепидолит (4-6 % Li2O) и амблигонит LiAl[PO4] — 8-10 % Li2O.

В виде примеси литий содержится в ряде породообразующих минералов, а также присутствует в рапе некоторых озер и в минерализованных водах. В морской воде содержится около 2·10–5 % лития.

Применение: из лития изготовляют аноды химических источников тока, работающих на основе неводных твердых электролитов. Жидкий литий может служить теплоносителем в ядерных реакторах. С использованием нуклида 6Li получают радиоактивный тритий 31H (Т):

63Li + 10n = 31H + 42He.

Литий и его соединения широко применяют в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий, в черной и цветной металлургии (для раскисления, повышения пластичности и прочности сплавов), для получения пластичных смазок. Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).

Биологическая роль: литий в незначительных количествах присутствует в живых организмах, но, по-видимому, не выполняет никаких биологических функций. Установлено его стимулирующее действие на некоторые процессы в растениях, способность повышать их устойчивость к заболеваниям.

В организме среднего человека (масса 70 кг) содержится около 0,7 мг лития. Токсическая доза 90-200 мг.

Особенности обращения с литием: как и другие щелочные металлы, металлический литий способен вызывать ожоги кожи и слизистых, особенно в присутствии влаги. Поэтому работать с ним можно только в защитной одежде и очках. Хранят литий в герметичной таре под слоем минерального масла. Отходы лития нельзя выбрасывать в мусор, для уничтожения их следует обработать этиловым спиртом:

2С2Н5ОН + 2Li = 2С2Н5ОLi + Н2

Образовавшийся этилат лития затем разлагают водой до спирта и гидроксида лития LiOH.

А знаете ли Вы, что…

Источник: http://WebElements.narod.ru/elements/Li.htm

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  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

Ссылка на основную публикацию