- Что такое валентность?
- Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов
- Радиус атома
- Окислительные и восстановительные свойства
- Высшая и низшая валентности химических элементов
- Периодический закон
- Периодичность изменения свойств атомов — урок. химия, 8 класс.
- Степень окисления
- Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)
- Таблица валентности химических элементов (1 часть):
- Таблица валентности химических элементов (2 часть):
- Таблица валентности химических элементов (3 часть):
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.
Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов
Периодически меняются не только свойства элементов и простых веществ, но и свойства сложных соединений. Рассмотрим закономерности изменения свойств высших оксидов и гидроксидов химических элементов 3 периода.
| Na2O | MgO | Al2O3 | SiO2 | P2O5 | SO3 | Cl2O7 |
основные свойства уменьшаются слева направо кислотные свойства увеличиваются слева направо | ||||||
| NaOH | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | H2SiO3 | H3PO4 | H2SO4 | HClO4 |
Легко заметить, что:
основные свойства высших оксидов и гидроксидов химических элементов увеличиваются справа налево в периоде
кислотные свойства высших оксидов и гидроксидов химических элементов увеличиваются справа налево в периоде
Аналогично изменяются свойства в главных подгруппах.
основные свойства высших оксидов и гидроксидов химических элементов увеличиваются сверху вниз в главных подгруппах
кислотные свойства высших оксидов и гидроксидов химических элементов увеличиваются снизу вверх в главных подгруппах
Проверьте себя: как меняются по синим стрелкам следующие свойства:
| Свойство | Характер изменения |
| Основные свойства высших оксидов | |
| Кислотные свойства высших оксидов | |
| Основные свойства высших гидроксидов | |
| Кислотные свойства высших гидроксидов |
| Свойство | Характер изменения |
| Основные свойства высших оксидов | увеличиваются |
| Кислотные свойства высших оксидов | уменьшаются |
| Основные свойства высших гидроксидов | увеличиваются |
| Кислотные свойства высших гидроксидов | уменьшаются |
Радиус атома
Рассмотрим, как меняется атомный радиус. Вообще, атомный радиус – понятие довольно сложное и неоднозначное. Различают радиусы атомов металлов и ковалентные радиусы неметаллов.
Радиус атома металларавен половине расстояния между центрами двух соседних атомов в металлической кристаллической решетке. Атомный радиус зависит от типа кристаллической решетки вещества, фазового состояния и многих других свойств.
Мы говорим про орбитальный радиус изолированного атома .
Орбитальный радиус– это теоретически рассчитанное расстояние от ядра до максимального скопления наружных электронов.
Орбитальный радиус завит в первую очередь от числа энергетических уровней, заполненных электронами.
Чем больше число энергетических уровней, заполненных электронами, тем больше радиус частицы.
Например, в ряду атомов: F – Cl – Br – I количество заполненных энергетических уровней увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также увеличивается.
Если количество заполняемых энергетических уровней одинаковое, то радиус определяется зарядом ядра частицы.
Чем больше заряд ядра, тем сильнее притяжение валентных электронов к ядру.
Чем больше притяжение валентных электронов к ядру, тем меньше радиус частицы. Следовательно:
Чем больше заряд ядра атома (при одинаковом количестве заполняемых энергетических уровней), тем меньше атомный радиус.
Например, в ряду Li – Be – B – C количество заполненных энергетических уровней, заряд ядра увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также уменьшается.
В группах сверху вниз увеличивается число энергетических уровней у атомов. Чем больше количество энергетических уровней у атома, тем дальше расположены электроны внешнего энергетического уровня от ядра и тем больше орбитальный радиус атома.
В главных подгруппах сверху вниз увеличивается орбитальный радиус.
В периодах же число энергетических уровней не изменяется. Зато в периодах слева направо увеличивается заряд ядра атомов. Следовательно, в периодах слева направо уменьшается орбитальный радиус атомов.
В периодах слева направо орбитальный радиус атомов уменьшается.
Окислительные и восстановительные свойства
Химические свойства простых веществ определяются не только электроотрицательностью, но и особенностями строения (химической связью, кристаллической решеткой и др.). Поэтому лишь с некоторой степенью упрощения можно сказать, что электроотрицательность определяет окислительные и восстановительные свойства простых веществ.
Окислительные свойства— это способность принимать электроны.
В главных подгруппах сверху вниз уменьшаются окислительные свойства простых веществ.
В периодах слева направо окислительные свойства простых веществ увеличиваются.
Важно отметить, что эти закономерности работают только в некоторых рядах, чаще всего для похожих по строению веществ.
Восстановительные свойства — это способность отдавать электроны.
В главных подгруппах сверху вниз увеличиваются восстановительные свойства простых веществ.
В периодах слева направо восстановительные свойства простых веществ уменьшаются.
А что насчет побочных подгрупп? В них расположены металлы. И как сравнивать восстановительные свойства металлов в главных подгруппах и в побочных подгруппах? Примерно сравнить восстановительные свойства простых веществ-металлов позволяет ряд активности металлов.
Слева направо восстановительные свойства металлов уменьшаются.
Высшая и низшая валентности химических элементов
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.
Существуют элементы с т.н. постоянной валентностью (металлы IA и IIA групп, алюминий водород, фтор, кислород), которые в своих соединениях проявляют единственную степень окисления, которая чаще всего совпадает с номером группы Периодической таблицы Д.И. Менделеева, где они расположены).
Элементы, для которых характерны несколько значений валентности (причем не всегда это высшая и низшая валентность) называются переменновалентными. Например, для серы характерны валентности II, IV и VI.
Для того, чтобы легче было запомнить сколько и какие валентности характерны для конкретного химического элемента используют таблицы валентности химических элементов, которые выглядят следующим образом:
Порядковый номер | Русское / англ. название | Химический символ | Валентность |
1 | Водород / Hydrogen | H | I |
2 | Гелий / Helium | He | 0 |
3 | Литий / Lithium | Li | I |
4 | Бериллий / Beryllium | Be | II |
5 | Бор / Boron | B | III |
6 | Углерод / Carbon | C | II, IV |
7 | Азот / Nitrogen | N | I, II, III, IV, V |
… | |||
Периодический закон
Периодический закон — это фундаментальный закон, который был сформулирован Д.И. Менделеевым в 1869 году.
В формулировке Дмитрия Ивановича Менделеева периодический закон звучал так: «Свойства элементов, формы и свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от величины их атомной массы.
» Периодическое изменение свойств элементов Менделеев связывал с атомной массой. Понимание периодичности изменения многих свойств позволило Дмитрию Ивановичу определить и описать свойства веществ, образованных еще не открытыми химическими элементами, предсказать природные рудные источники и даже места их залегания.
Более поздние исследования показали, что свойства атомов и их соединений зависят в первую очередь от электронного строения атома. А электронное строение определяется свойствами атомного ядра. В частности, зарядом ядра атома.
Поэтому современная формулировка периодического закона звучит так:
«Свойства элементов, форма и свойства образованных ими соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов«.
Следствие периодического закона – изменение свойств элементов в определенных совокупностях, а также повторение свойств по периодам, т.е. через определенное число элементов. Такие совокупности Менделеев назвал периодами.
Периоды– это горизонтальные ряды элементов с одинаковым количеством заполняемых электронных уровней. Номер периода обозначает число энергетических уровней в атоме элемента. Все периоды (кроме первого) начинаются щелочным металлом (s-элементом), а заканчиваются благородным газом.
Группы– вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов, валентные электроны которых расположены на внешних ns— и np— подуровнях.
Периодичность изменения свойств атомов — урок. химия, 8 класс.
- заряд ядра;
- число электронных слоёв;
- число электронов на внешнем уровне;
- радиус атома;
- высшая валентность в соединениях с кислородом;
- валентность в летучих водородных соединениях;
- способность отдавать электроны;
- способность принимать электроны.
Степень окисления
Степенью окисления (СО) называют условный показатель, который характеризует заряд атома в соединении и его поведение в ОВР (окислительно-восстановительной
реакции). В простых веществах СО всегда равна нулю, в сложных — ее определяют исходя из постоянных степеней окисления у некоторых элементов.
Численно степень окисления равна условному заряду, который можно приписать атому, руководствуясь предположением, что все электроны,
образующие связи, перешли к более электроотрицательному элементу.
Определяя степень окисления, одним элементам мы приписываем условный заряд » «, а другим «-«. Это связано с электроотрицательностью —
способностью атома притягивать к себе электроны. Знак » » означает недостаток электронов, а «-» — их избыток. Повторюсь, СО — условное
понятие.
Сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю — это важно помнить для самопроверки.
Кто более электроотрицательный, тот сильнее притягивает к себе электроны и «уходит в минус». Кто отдает свои электроны и испытывает их недостаток —
получает знак » «.
Самостоятельно определите степени окисления атомов в следующих веществах: RbOH, NaCl, BaO, NaClO3, SO2Cl2,
KMnO4, Li2SO3, O2, NaH2PO4. Ниже вы найдете решение этой задачи.
Сравнивайте значение электроотрицательности по таблице Менделеева, и, конечно, пользуйтесь интуицией 🙂 Однако по мере изучения химии, точное знание
степеней окисления должно заменить даже самую развитую интуицию 😉
Особо хочу выделить тему ионов. Ион — атом, или группа атомов, которые за счет потери или приобретения одного или нескольких
электронов приобрел(и) положительный или отрицательный заряд.
Определяя СО атомов в ионе, не следует стремиться привести общий заряд иона к «0», как в молекуле. Ионы даны в таблице растворимости, они имеют
разные заряды — к такому заряду и нужно в сумме привести ион. Объясню на примере.
Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)
Валентность химических элементов – это способность у атомов химических элементов образовывать некоторое число химических связей. Определяется числом электронов атома затраченых на образование химических связей с другим атомом. Справочно: Электронные формулы атомов химических элементов.
Считается, что валентность химических элементов определяется группой (колонкой) Периодической таблицы . Действительно, теоретически, это самая распространенная валентность для элемента, но на практике поведение химических элементов значительно сложнее. Причина множественности значений валентности заключается в том, что существуют различные способы (или варианты) заполнения, при которых электронные оболочки стабилизируются. Поэтому, предлагаем Вашему вниманию таблицу валентностей химических элементов.
Числовое значение положительной валентности элемента равно числу отданных атомом электронов, а отрицательной валентности – числу электронов, которые атом должен присоединить для завершения внешнего энергетического уровня. В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической химии — валентность, так как многие из неорганических веществ имеют немолекулярное строение, а органических — молекулярное..
|
Таблица валентности химических элементов (1 часть):
| Атомный номер | Химический элемент | Символ | Валентность | Примеры соединений | Примечание |
| 1 | Водород | H | I | HCl, H2O2 | |
| 2 | Гелий | He | отсутствует | ||
| 3 | Литий | Li | I | LiOH, Li2O | |
| 4 | Бериллий | Be | I, II | ||
| 5 | Бор | B | III | B2O3 | |
| 6 | Углерод | C | II, IV | ||
| 7 | Азот | N | I, II, III, IV |
| В азотной кислоте (HNO3) и своем высшем оксиде (N2O5) атом азота образует только четыре ковалентные связи, являясь четырехвалентным |
| 8 | Кислород | O | II | (NO)F, CaO, O2, H2O2,Cl2O, H2O | |
| 9 | Фтор | F | I | HF, (NO)F | |
| 10 | Неон | Ne | отсутствует | ||
| 11 | Натрий | Na | I | Na2S, Na2O | |
| 12 | Магний | Mg | II | Mg(NO3)2 | |
| 13 | Алюминий | Al | III | Al2O3, Al2S3, AlCl3 | |
| 14 | Кремний | Si | II, IV | ||
| 15 | Фосфор | P | III, V |
| |
| 16 | Сера | S | II, IV, VI |
| |
| 17 | Хлор | Cl | I, III, IV, V, VI, VII |
| |
| 18 | Аргон | Ar | отсутствует | ||
| 19 | Калий | K | I | KOH, K2O, K2S | |
| 20 | Кальций | Ca | II | Ca(OH)2 | |
| 21 | Скандий | Sc | III | Sc2O3 | |
| 22 | Титан | Ti | II, III, IV | ||
| 23 | Ванадий | V | II, III, IV, V | ||
| 24 | Хром | Cr | II, III, VI | ||
| 25 | Марганец | Mn | II, III, IV, VI, VII |
| |
| 26 | Железо | Fe | II, III |
| |
| 27 | Кобальт | Co | II, III | ||
| 28 | Никель | Ni | II, III | ||
| 29 | Медь | Cu | I, II | ||
| 30 | Цинк | Zn | II | ZnSO4, ZnO, ZnS |
Таблица валентности химических элементов (2 часть):
| 31 | Галлий | Ga | I, II, III | ||
| 32 | Германий | Ge | II, IV | ||
| 33 | Мышьяк | As | III, V | ||
| 34 | Селен | Se | II, IV, VI | ||
| 35 | Бром | Br | I, III, V, VII | ||
| 36 | Криптон | Kr | отсутствует | ||
| 37 | Рубидий | Rb | I | RbOH | |
| 38 | Стронций | Sr | II | SrO | |
| 39 | Иттрий | Y | III | Y(NO3)3 | |
| 40 | Цирконий | Zr | II, III, IV | ||
| 41 | Ниобий | Nb | I, II, III, IV, V | ||
| 42 | Молибден | Mo | II, III, IV, V, VI |
| |
| 43 | Технеций | Tc | II, III, IV, V, VI, VII |
| |
| 44 | Рутений | Ru | II, III, IV, V, VI, VII, VIII |
| |
| 45 | Родий | Rh | II, III, IV, V, VI |
| |
| 46 | Палладий | Pd | II, IV | ||
| 47 | Серебро | Ag | I, II, III | ||
| 48 | Кадмий | Cd | I, II | ||
| 49 | Индий | In | I, II, III | ||
| 50 | Олово | Sn | II, IV | ||
| 51 | Сурьма | Sb | III, V | ||
| 52 | Теллур | Te | II, IV, VI | ||
| 53 | Йод | I | I, III, V, VII | ||
| 54 | Ксенон | Xe | отсутствует | ||
| 55 | Цезий | Cs | I | Cs2O | |
| 56 | Барий | Ba | II | Ba(OH)2 | |
| 57 | Лантан | La | III | La2(SO4)3 | |
| 58 | Церий | Ce | III, IV | ||
| 59 | Празеодим | Pr | II, III, IV | ||
| 60 | Неодим | Nd | II, III |
Таблица валентности химических элементов (3 часть):
| 61 | Прометий | Pm | III | PmBr3 | |
| 62 | Самарий | Sm | II, III | ||
| 63 | Европий | Eu | II, III | ||
| 64 | Гадолиний | Gd | II, III | ||
| 65 | Тербий | Tb | II, III, IV | ||
| 66 | Диспрозий | Dy | II, III | ||
| 67 | Гольмий | Ho | III | Ho2(SO4)3 | |
| 68 | Эрбий | Er | III | Er2O3 | |
| 69 | Тулий | Tm | II, III | ||
| 70 | Иттербий | Yb | II, III | ||
| 71 | Лютеций | Lu | III | LuBr3 | |
| 72 | Гафний | Hf | I, II, III, IV | ||
| 73 | Тантал | Ta | I, II, III, IV, V |
| |
| 74 | Вольфрам | W | II, III, IV, V, VI |
| |
| 75 | Рений | Re | I, II, III, IV, V, VI, VII |
| |
| 76 | Осмий | Os | I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII |
| |
| 77 | Иридий | Ir | I, II, III, IV, V, VI |
| |
| 78 | Платина | Pt | II, III, IV, V, VI | ||
| 79 | Золото | Au | I, II, III, V | ||
| 80 | Ртуть | Hg | I, II | ||
| 81 | Таллий | Tl | I, II, III | ||
| 82 | Свинец | Pb | II, IV | ||
| 83 | Висмут | Bi | III, V | ||
| 84 | Полоний | Po | II, IV, VI | ||
| 85 | Астат | At | нет данных | ||
| 86 | Радон | Rn | отсутствует | ||
| 87 | Франций | Fr | I | FrOH | |
| 88 | Радий | Ra | II | Ra(OH)2 | |
| 89 | Актиний | Ac | III | Ac2O3 | |
| 90 | Торий | Th | II, III, IV | ||
| 91 | Протактиний | Pa | II, III, IV, V | ||
| 92 | Уран | U | III, IV, V, VI | ||
| 93 | Нептуний | Np | III, IV, V, VI, VII | ||
| 94 | Плутоний | Pu | III, IV, V, VI, VII | ||
| 95 | Америций | Am | II, III, IV, V, VI | ||
| 96 | Кюрий | Cm | II, III, IV | ||
| 97 | Берклий | Bk | III, IV | ||
| 98 | Калифорний | Cf | II, III, IV | ||
| 99 | Эйнштейний | Es | II, III | ||
| 100 | Фермий | Fm | II, III |
Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента.
Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.
Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента.
Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.
С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.
Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.
Коэффициент востребованности 5 670