Что такое валентность атома
В окружающем нас мире отдельные атомы химических элементов "сами по себе" существуют очень редко, как правило, атомы различных элементов соединяются друг с другом, образуя молекулы.
Если вместе соединяется несколько одинаковых атомов, получается простое вещество (современная наука знает порядка 500 простых веществ), но гораздо чаще вместе соединяются не одинаковые атомы, которые образуют сложные вещества (см. Атомно-молекулярная теория).
Примеры простых веществ: O2 (кислород), O3 (озон).
Примеры сложных веществ: NaCl (поваренная соль), H2SO4 (серная кислота), H2O (вода).
Состав и строение молекул описывают при помощи химических формул, которая показывает какие химические элементы входят в состав вещества, а также сколько атомов конкретного химического элемента входит в молекулу вещества. Например, в молекулу серной кислоты (H2SO4) входит водород (2 атома), сера (1 атом), кислород (4 атома).
По химической формуле очень легко определить молекулярную массу вещества, которая равна сумме атомных масс.
Молекулярная масса серной кислоты равна: H2SO4 = 1·2 + 32 + 16·4 = 98.
Еще одной весьма важной количественной характеристикой взаимодействующих между собой атомов, является валентность.
| Валентность - способность атома присоединять то или иное число других атомов с образованием химической связи. |
Валентность определяется по количеству связей, который образует атом с другими атомами. Чтобы написать правильную формулу вещества, необходимо знать валентность атомов, входящих в это вещество.
В структурных формулах химические связи между атомами обозначают чертой (см. формулы ковалентных связей), при этом каждая химическая связь образуется двумя электронами соседних атомов (каждый из атомов выделяет для этой цели по одному своему электрону, находящемуся на крайней внешней орбитали). Таким образом, валентность атома (количество связей, которое атом может образовать с соседними атомами) определяется числом его неспаренных валентных электронов.
Некоторые химические элементы всегда проявляют постоянную валентность:
валентность водорода = I
валентность калия = I
валентность натрия = I
валентность кислорода = II
валентность магния = II
валентность алюминия = III
Другие элементы имеют переменную валентность.
валентность серы = II, IV, VI
Валентность неизвестного атома вещества можно определить по другим атомам с известной валентностью, входящих в это вещество.
Например, сера может иметь валентности - 2, 4, 6.
Определим, какую валентность имеет сера в соединениях: H2S, SO2, SO3?
Известно, что валентность водорода = 1, а валентность кислорода = 2. Чтобы решить задачу необходимо известную валентность атома умножить на количество этих атомов, входящих в вещество: Н2 = 2; О2 = 4; О3 = 6. Так как во всех формулах присутствует только один атом серы, то полученные цифры и будут обозначать валентность серы в этих формулах.
Зная валентности всех элементов, входящих в вещество, можно составить правильную химическую формулу вещества. Для этого необходимо сначала найти наименьшее общее кратное, а затем, для определения числа атомов конкретного элемента наименьшее общее кратное разделить на валентность каждого атома, входящего в формулу.
Например, в оксид фосфора входят фосфор (валентность 5) и кислород (2). Наименьшее общее кратное будет 5·2 = 10. 10/5 = 2; 10/2 = 5. Получаем формулу P2O5.
Почему одни атомы могут иметь только одну валентность, а другие - несколько? Для ответа на этот вопрос см. Основное и возбужденное состояние атома...
См. также: Написание формулы по валентности и Определение валентности по готовой формуле.
