Краткие выводы урока:
1) Качественный и количественный состав вещества выражается с помощью
химических формул;
2) Химическая формула — это условная запись состава вещества с помощью
химических знаков и индексов;
3) Индекс показывает, сколько атомов данного элемента есть в молекуле.
22
Урок 6. Валентность
Вы уже знаете, что в химических соединениях атомы разных элементов
находятся в определенных числовых соотношениях. Например, в воде (H
2
O) на
1 атом кислорода приходится 2 атома водорода. Однако, 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 СО
2
атом углерода связан с двумя
атомами кислорода. Из этих примеров видно, что атомы обладают разной
способностью соединяться с другими атомами. Такая способность называется
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 H
2
O у атома кислорода валентность равна двум. По той
же причине в молекуле NH
3
валентность атома азота равна трем, а в молекуле
CH
4
валентность атома углерода равна четырем.
23
Если условно обозначить единицу валентности черточкой, то можно получить
такую схему:
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:
Как определять валентность?
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 H
2
O общее число единиц валентности двух атомов
водорода равно произведению валентности одного атома на соответствующий
числовой индекс в формуле:
24
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 СО
2
:
Использую правило выше, можно составить такое уравнение 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:
25
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:
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.
26
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).
Определяем индексы каждого элемента:
Записываем формулу соединения: Si
3
N
4
В дальнейшем при составлении формул веществ не обязательно указывать
цифрами значения валентностей, а необходимые несложные вычисления
можно выполнять в уме.
Достарыңызбен бөлісу: |