Валентность

Изучая химию в 8 классе, школьники сталкиваются с таким понятием, как валентность. Расскажем, что это такое, какой она бывает и как определить валентность химического элемента.

Валентность – что такое, понятие

В химии валентностью называют способность атома определенного химического элемента формировать определенное число связей с другими атомами.

К примеру, так выглядит структура молекулы серной кислоты.

Здесь:

• у атома водорода всего 1 химическая связь, поэтому этот элемент одновалентный;
• у атома кислорода таких связей 2, следовательно, это двухвалентный элемент;
• у серы их целых 6, поэтому элемент является шестивалентным.

Валентность в химии принято изображать римскими цифрами. Их пишут сверху над знаком элемента.

Молекула оксида натрия состоит из 1 атома кислорода с валентностью – 2 и 2 атома одновалентного натрия.

Постоянная валентность

Валентность бывает постоянной и переменной. Особенностью элементов, у которых валентность постоянная, является то, что независимо от их соединения с другими веществами, этот показатель всегда будет одним и тем же.

Переменная валентность

В отличие от постоянной валентности, переменная может меняться, исходя из того, с атомом какого химического элемента произошло соединение. В таблице Менделеева элементов, у которых валентность может меняться значительно больше. Для них характерны следующие виды валентности:

1. Высшая – характерна для элементов, расположенных в главной подгруппе. Для них валентность равна номеру группы.
2. Низшая. Для ее определения необходимо от 8 отнять номер группы.
3. Промежуточная. Как правило, они соответствуют четности группы.

Как определить валентность

Существует несколько способов, как определить валентность химического элемента. Рассмотрим самый простой из них – определение валентности серы по таблице Менделеева:

• высшая валентность этого элемента равняется VI, так как элемента расположен в VI группе периодической системы;
• низшая валентность серы равна II (8-6=2);
• промежуточные валентности – все четные числа между высшей и низшей валентностью (для серы это 4), так как элемент находится в VI группе, а это четное число.

Рассмотрим пример определения валентности элемента в соединении, если известно, что его валентность переменная. Сделаем это на примере азота в оксиде азота N₂O₃:

1. Вначале подписываем валентности тех элементов, у которых она постоянная. В нашем примере это кислород.
   
   
2. Известно, что в соединении общее число валентностей для каждого из элементов совпадает. Чтобы найти общее число валентностей, необходимо известную валентность умножить на количество атомов этого элемента в соединении. В нашем примере это 2*3. Следовательно, для азота это значение будет х*2. Остается решить простое уравнение: х*2=2*3
   
   
3. Проведя вычисления, получаем х=3. Значит валентность азота в оксиде азота – 3.
   
   

Данный пример справедлив для соединений, в котором один из элементов имеет постоянную валентность, которую мы можем узнать из таблицы Менделеева. Но, как это сделать для бинарных соединений, в которых 2 атома с неизвестной валентностью? Для этого нужно запомнить правило: неметаллы в таких соединениях всегда имеют свою низшую валентность. К примеру, в сульфиде железа (FeS) валентность серы будет равна 2. Это низшая валентность этого элемента. Используя приведенный выше алгоритм, рассчитываем валентность железа, которая также будет равняться 2.

Как составить формулу по значению валентности

Рассмотрим, как составить формулу по значению валентности элемента на примере оксида фосфора, если известно, что валентность фосфора равна V:

1. Для начала записываем формулу вещества, обозначая валентности химических элементов. Из условия известно, что валентность фосфора равна V, а у кислорода она постоянная и равна II.
   
   
2. Следующим шагом следует найти наименьшее общее кратное валентностей. Для нашего примера это будет 5*2=10. Это значение также записываем над формулой.
   
   
3. Полученное наименьшее общее кратное нужно разделить на валентность каждого из элементов вещества. Так мы получим индекс. Для фосфора это 10/5=2, для кислорода – 10/2=5.
   
   

В итоге получаем формулу Р₂О₅.

Разберем пример – задачи и решение

На примерах подробнее рассмотрим составление формул соединений.

FAQ

Справедливо ли утверждение, что валентность и степень окисления химического элемента это одно и то же?

Валентность и степень окисления химического элемента – это разные понятия. Даже несмотря на то, что они часто совпадают численно. Но, валентность – это способность атома каждого химического элемента формировать связи. Ее значение всегда положительное. Степень окисления же может иметь отрицательное значение. Это понятие означает условный заряд атома химического элемента.

Справедливо ли утверждение, что в таблице Менделеева по периоду слева направо увеличивается значение высшей валентности химических элементов?

Да, максимальная валентность химических элементов в таблице Менделеева увеличивается слева направо по периоду.

Вывод

Валентность химического элемента указывает на его способность образовывать различные химические связи с атомами других элементов. Ее количественной мерой является количество совместных связей, которые есть между атомами.