Кремний⭐: химическая характеристика кремния и его основных соединений

Кремний⭐: химическая характеристика кремния и его основных соединений Кислород

10 Кремний и его важнейшие соединения

8.10. 
Кремний  и его важнейшие  соединения

 Место кремния в Периодической системе
химических элементов

Д.и. менделеева

На внешнем энергетическом уровне атома
углерода содержится 4 электрона, которые имеют электронную конфигурацию
 3s23p2. Кремний проявляет
степени окисления -4, 2, 4. Кремний – типичный неметалл, в зависимости от
типа превращения элемент может быть окислителем и восстановителем.
Распространенность в
природе
Физические свойства
кремния
Кремний
образует две аллотропные модификации – аморфный и кристаллический кремний.
Кристаллический
кремний – вещество темно-серого цвета с металлическим блеском, имеет кубическую
структуру алмаза, но значительно уступает ему по твердости, довольно хрупок.
Температура плавления 1415 °C, температура кипения 2680 °C, плотность
2,33 г/см3. Обладает полупроводниковыми свойствами, его
сопротивление понижается при повышении температуры.
Аморфный кремний
– порошок бурого цвета на основе сильно разупорядоченной алмазоподобной
структуры. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический
кремний.
Известен аморфный и кристаллический
кремний.
Поликристаллический кремний
Кристаллический – тёмно-серое вещество с
металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см3,
t°пл. =1415°C; t°кип. = 2680°C.
Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные
ковалентные связи. Инертен.
Аморфный — бурый порошок, гигроскопичен, алмазоподобная
структура, ρ = 2 г/см3, более реакционноспособен.
1) Промышленность – нагревание угля с песком:
Типичный неметалл, инертен.
2)    
С фтором (без нагревания)
(SiC — карборунд — твёрдый; используется для точки и
шлифовки)
4)    
С водородом не взаимодействует.
Силан (SiH4) получают разложением силицидов
металлов кислотой:
Mg2Si 2H2SO4 →
SiH4­ 2MgSO4
5)    
С кислотами не реагирует (только с плавиковой кислотой Si 4HF=SiF4 2H2)
Растворяется только в смеси азотной и плавиковой
кислот:
6)    
Со щелочами (при нагревании):
7)    
С металлами (образуются силициды):
Кремний широко используется в электронике как
полупроводник. Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость.
Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и
керамики, а также для строительной промышленности.
Физические свойства: Бесцветный газ, ядовит, t°пл.
= -185°C, t°кип. = -112°C.
1)    
 Окисление: SiH4  2O2 →   SiO2 
2H2O
2)    
 Разложение: SiH4 → Si 2H
Оксид кремния (IV) — (SiO2)n
Кристаллическая
решётка оксида кремния (IV) – атомная и имеет такое строение:
Al2O 2SiO2 •
2H2O — каолинит (основная часть глины)
K2O • Al2O3 •
6SiO2 — ортоклаз (полевой шпат)
Физические свойства: Твёрдое, кристаллическое,
тугоплавкое вещество, t°пл.= 1728°C, t°кип.= 2590°C
Кислотный
оксид. При сплавлении взаимодействует с основными оксидами, щелочами, а
также с карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов:
SiO
2NaOH →    Na2SiO3 
H2O
5)    
С плавиковой кислотой:
SiO2 
4HF →     SiF4­ 2H2O
SiO2 
6HF →    H2[SiF6(гексафторкремниевая
кислота)
  2H2O
 (реакции
лежат в основе процесса травления стекла).
1.
Изготовление силикатного кирпича
2.
Изготовление керамических изделий
x = 1, y = 1     H2SiO3 —
метакремниевая кислота
x = 1, y = 2     H4SiO4 —
ортокремниевая кислота и т.д.
Физические свойства: H2SiO3 —
очень слабая (слабее угольной), непрочная, в воде малорастворима (образует
коллоидный раствор), не имеет кислого вкуса.
 Действие сильных кислот на силикаты — Na2SiO3 
2HCl → 2NaCl H2SiO3
При нагревании разлагается: H2SiO3  
H2O SiO2
Соли кремниевой кислоты — силикаты.
Na2SiO3 H2O CO2=Na2CO3 H2SiO3
3) Силикаты, входящие в состав
минералов, в природных условиях разрушаются под действием воды и оксида
углерода (IV) — выветривание горных пород:
(K2O • Al2O3 •
6SiO2)(полевой шпат)   CO2 
2H2O → (Al2O3 • 2SiO2 •
2H2O)(каолинит (глина)) 4SiO2(кремнезём (песок)) K2CO3
Применение
соединений кремния
Природные соединения кремния — песок
(SiO2) и силикаты используются для производства керамики, стекла и
цемента. 
Стекло – хрупкий, прозрачный материал,
способен размягчаться и при застывании принимает любую форму. Стекло получают
варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и
известняка) в специальных стекловаренных печах. 
Основные реакции, протекающие при плавке шихты
При добавлении оксида свинца получают хрусталь.
Цемент – мелко измельчённый клинкер с
минеральными добавками.
Клинкер — шарики тёмно-серого цвета
получают спеканием глины и известняка в специальных вращающихся печах.
Кремний реагирует с хлором при нагревании
до 400–600 °С, образуя тетрахлорид кремния:
Кремний образуется при восстановлении
тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:
Измельченный кремний при нагревании до
400–600 °С реагирует с кислородом:
При восстановлении оксида кремния (IV)
коксом в электрических печах образуется кремний:
Кремний растворяется в щелочах, образуя
силикат и водород:
________________________________________________________________
Запишем уравнения протекающих реакций:
Для определения объема гидроксида натрия, необходимого
для растворения получившегося кремния, нужно знать его количество. Для
определения количества кремния вычислим количество прореагировавшего оксида
кремния (IV):
По уравнению реакции (1) из 1 моль оксида кремния (IV)
образуется 1 моль кремния, следовательно, из 0,5 моль оксида кремния (IV)
образуется 0,5 моль кремния.
Вычислим массу 1 моль гидроксида натрия:
Массу раствора найдем из определения массовой доли
растворенного вещества:
Объем раствора связан с его массой и плотностью
соотношением:
Подставим имеющиеся значения в формулы и найдем объем
40 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимый для растворения кремния:
________________________________________________________________
вступило х моль С, тогда образовалось х моль СО2 и 2х моль SО2, всего Зх моль газов. По условию, количество газов в смеси
равно13,44/22,4 = 0,6 = Зх, откуда х = 0,2. Масса углерода равна 0,2.12 = 2,4 г.
________________________________________________________________
В результате гидролиза образуются метан и ацети­лен:
Массовые доли карбидов в исходной смеси равны:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
С раствором щелочи реагирует только кремний:
v(Н2) = 2,8/22,4 = 0,125 моль. v(Si) = 0,125/2 = 0,0625 моль. m(Si) = 0,025.28 = 1,75 г. m(С)
= 5,0-1,75 = 3,25 г. Массовая доля угле­рода равна: ω(С) =
3,25/5,0 = 0,65, или 65%.
________________________________________________________________
При сплавлении происходит реакция:
________________________________________________________________
ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО
РЕШЕНИЯ
1. Осуществите превращения по схеме:
2.               
Запишите уравнения реакций между кремнием и следующими веществами:
а) смесью
азотной и плавиковой кислот;
3.               
Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие
превращения:
Укажите
условия протекания реакций.
4.               
Запишите уравнения реакций между следующими веществами:
а)
тетрахлоридом кремния и водородом;
б) силаном и
гидроксидом натрия;
в) оксидом
кремния (IV) и плавиковой кислотой;
г) оксидом
кремния (IV) и карбонатом натрия.
5.               
При восстановлении кремнезема массой 300 г магнием образовалось 112 г кремния. Вычислите массовую долю
оксида кремния (IV) в кремнеземе.
6.               
При восстановлении смеси 68,0 г оксида кремния (IV) и 80,0 г
оксида магния коксом в электропечи получили силицид магния. Вычислите объем
соляной кислоты с массовой долей HCl 36 % (плотность раствора 1,183 г/мл),
необходимый для растворения силицида.
7.               
В трех пробирках имеются растворы силиката натрия, карбоната натрия и
сульфида калия. С помощью какого одного реактива можно определить каждый из
указанных растворов? Приведите уравнения соответствующих реакций.
10.          
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие
превращения:
2.    
С какими веществами реагирует силикат калия:
а) водным раствором углекислого газа
3.    
Степень окисления кремния 4 равна в:
4.    
Чем различаются между собой атомы кремния и атомы
углерода:
в) числом энергетических уровней
г) числом вакантных орбиталей на
внешнем энергетическом уровне
5.    
Кремний может образоваться при взаимодействии:
а) силана с избытком кислорода
г) оксида кремния с избытком кальция
6.    
Соединение содержит по массе 70 % кремния и 30 %
углерода. Укажите его простейшую формулу:
7.    
В реакциях с азотом и серой кремний проявляет
свойства:
в) восстановителя в реакции с азотом,
окислителя в реакциях с серой и углеродом
г) окислителя в реакции с углеродом,
восстановителя в реакциях с азотом и серой
б) степень окисления атомов кремния и
углерода
в) валентность атомов кремния и
углерода
г) оба оксида солеобразующие
10.                      
 Какую
суммарную массу (т) известняка, кремнезема и соды нужно взять, чтобы получить
1т обычного оконного стекла при выходе реакции 90 %:

Д.и. менделеева

На внешнем энергетическом уровне атома
углерода содержится 4 электрона, которые имеют электронную конфигурацию
 3s23p2. Кремний проявляет
степени окисления -4, 2, 4. Кремний – типичный неметалл, в зависимости от
типа превращения элемент может быть окислителем и восстановителем.
Распространенность в
природе
Физические свойства
кремния
Кремний
образует две аллотропные модификации – аморфный и кристаллический кремний.
Кристаллический
кремний – вещество темно-серого цвета с металлическим блеском, имеет кубическую
структуру алмаза, но значительно уступает ему по твердости, довольно хрупок.
Температура плавления 1415 °C, температура кипения 2680 °C, плотность
2,33 г/см3. Обладает полупроводниковыми свойствами, его
сопротивление понижается при повышении температуры.
Аморфный кремний
– порошок бурого цвета на основе сильно разупорядоченной алмазоподобной
структуры. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический
кремний.
Известен аморфный и кристаллический
кремний.
Поликристаллический кремний
Кристаллический – тёмно-серое вещество с
металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см3,
t°пл. =1415°C; t°кип. = 2680°C.
Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные
ковалентные связи. Инертен.
Аморфный — бурый порошок, гигроскопичен, алмазоподобная
структура, ρ = 2 г/см3, более реакционноспособен.
1) Промышленность – нагревание угля с песком:
Типичный неметалл, инертен.
2)    
С фтором (без нагревания)
(SiC — карборунд — твёрдый; используется для точки и
шлифовки)
4)    
С водородом не взаимодействует.
Силан (SiH4) получают разложением силицидов
металлов кислотой:
Mg2Si 2H2SO4 →
SiH4­ 2MgSO4
5)    
С кислотами не реагирует (только с плавиковой кислотой Si 4HF=SiF4 2H2)
Растворяется только в смеси азотной и плавиковой
кислот:
6)    
Со щелочами (при нагревании):
7)    
С металлами (образуются силициды):
Кремний широко используется в электронике как
полупроводник. Добавки кремния к сплавам повышают их коррозионную стойкость.
Силикаты, алюмосиликаты и кремнезем – основное сырье для производства стекла и
керамики, а также для строительной промышленности.
Физические свойства: Бесцветный газ, ядовит, t°пл.
= -185°C, t°кип. = -112°C.
1)    
 Окисление: SiH4  2O2 →   SiO2 
2H2O
2)    
 Разложение: SiH4 → Si 2H
Оксид кремния (IV) — (SiO2)n
Кристаллическая
решётка оксида кремния (IV) – атомная и имеет такое строение:
Al2O 2SiO2 •
2H2O — каолинит (основная часть глины)
K2O • Al2O3 •
6SiO2 — ортоклаз (полевой шпат)
Физические свойства: Твёрдое, кристаллическое,
тугоплавкое вещество, t°пл.= 1728°C, t°кип.= 2590°C
Кислотный
оксид. При сплавлении взаимодействует с основными оксидами, щелочами, а
также с карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов:
SiO
2NaOH →    Na2SiO3 
H2O
5)    
С плавиковой кислотой:
SiO2 
4HF →     SiF4­ 2H2O
SiO2 
6HF →    H2[SiF6(гексафторкремниевая
кислота)
  2H2O
 (реакции
лежат в основе процесса травления стекла).
1.
Изготовление силикатного кирпича
2.
Изготовление керамических изделий
x = 1, y = 1     H2SiO3 —
метакремниевая кислота
x = 1, y = 2     H4SiO4 —
ортокремниевая кислота и т.д.
Физические свойства: H2SiO3 —
очень слабая (слабее угольной), непрочная, в воде малорастворима (образует
коллоидный раствор), не имеет кислого вкуса.
 Действие сильных кислот на силикаты — Na2SiO3 
2HCl → 2NaCl H2SiO3
При нагревании разлагается: H2SiO3  
H2O SiO2
Соли кремниевой кислоты — силикаты.
Na2SiO3 H2O CO2=Na2CO3 H2SiO3
3) Силикаты, входящие в состав
минералов, в природных условиях разрушаются под действием воды и оксида
углерода (IV) — выветривание горных пород:
(K2O • Al2O3 •
6SiO2)(полевой шпат)   CO2 
2H2O → (Al2O3 • 2SiO2 •
2H2O)(каолинит (глина)) 4SiO2(кремнезём (песок)) K2CO3
Применение
соединений кремния
Природные соединения кремния — песок
(SiO2) и силикаты используются для производства керамики, стекла и
цемента. 
Стекло – хрупкий, прозрачный материал,
способен размягчаться и при застывании принимает любую форму. Стекло получают
варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и
известняка) в специальных стекловаренных печах. 
Основные реакции, протекающие при плавке шихты
При добавлении оксида свинца получают хрусталь.
Цемент – мелко измельчённый клинкер с
минеральными добавками.
Клинкер — шарики тёмно-серого цвета
получают спеканием глины и известняка в специальных вращающихся печах.
Кремний реагирует с хлором при нагревании
до 400–600 °С, образуя тетрахлорид кремния:
Кремний образуется при восстановлении
тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:
Измельченный кремний при нагревании до
400–600 °С реагирует с кислородом:
При восстановлении оксида кремния (IV)
коксом в электрических печах образуется кремний:
Кремний растворяется в щелочах, образуя
силикат и водород:
________________________________________________________________
Запишем уравнения протекающих реакций:
Для определения объема гидроксида натрия, необходимого
для растворения получившегося кремния, нужно знать его количество. Для
определения количества кремния вычислим количество прореагировавшего оксида
кремния (IV):
По уравнению реакции (1) из 1 моль оксида кремния (IV)
образуется 1 моль кремния, следовательно, из 0,5 моль оксида кремния (IV)
образуется 0,5 моль кремния.
Вычислим массу 1 моль гидроксида натрия:
Массу раствора найдем из определения массовой доли
растворенного вещества:
Объем раствора связан с его массой и плотностью
соотношением:
Подставим имеющиеся значения в формулы и найдем объем
40 %-ного раствора гидроксида натрия, необходимый для растворения кремния:
________________________________________________________________
вступило х моль С, тогда образовалось х моль СО2 и 2х моль SО2, всего Зх моль газов. По условию, количество газов в смеси
равно13,44/22,4 = 0,6 = Зх, откуда х = 0,2. Масса углерода равна 0,2.12 = 2,4 г.
________________________________________________________________
В результате гидролиза образуются метан и ацети­лен:
Массовые доли карбидов в исходной смеси равны:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
С раствором щелочи реагирует только кремний:
v(Н2) = 2,8/22,4 = 0,125 моль. v(Si) = 0,125/2 = 0,0625 моль. m(Si) = 0,025.28 = 1,75 г. m(С)
= 5,0-1,75 = 3,25 г. Массовая доля угле­рода равна: ω(С) =
3,25/5,0 = 0,65, или 65%.
________________________________________________________________
При сплавлении происходит реакция:
________________________________________________________________
ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО
РЕШЕНИЯ
1. Осуществите превращения по схеме:
2.               
Запишите уравнения реакций между кремнием и следующими веществами:
а) смесью
азотной и плавиковой кислот;
3.               
Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие
превращения:
Укажите
условия протекания реакций.
4.               
Запишите уравнения реакций между следующими веществами:
а)
тетрахлоридом кремния и водородом;
б) силаном и
гидроксидом натрия;
в) оксидом
кремния (IV) и плавиковой кислотой;
г) оксидом
кремния (IV) и карбонатом натрия.
5.               
При восстановлении кремнезема массой 300 г магнием образовалось 112 г кремния. Вычислите массовую долю
оксида кремния (IV) в кремнеземе.
6.               
При восстановлении смеси 68,0 г оксида кремния (IV) и 80,0 г
оксида магния коксом в электропечи получили силицид магния. Вычислите объем
соляной кислоты с массовой долей HCl 36 % (плотность раствора 1,183 г/мл),
необходимый для растворения силицида.
7.               
В трех пробирках имеются растворы силиката натрия, карбоната натрия и
сульфида калия. С помощью какого одного реактива можно определить каждый из
указанных растворов? Приведите уравнения соответствующих реакций.
10.          
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие
превращения:
2.    
С какими веществами реагирует силикат калия:
а) водным раствором углекислого газа
3.    
Степень окисления кремния 4 равна в:
4.    
Чем различаются между собой атомы кремния и атомы
углерода:
в) числом энергетических уровней
г) числом вакантных орбиталей на
внешнем энергетическом уровне
5.    
Кремний может образоваться при взаимодействии:
а) силана с избытком кислорода
г) оксида кремния с избытком кальция
6.    
Соединение содержит по массе 70 % кремния и 30 %
углерода. Укажите его простейшую формулу:
7.    
В реакциях с азотом и серой кремний проявляет
свойства:
в) восстановителя в реакции с азотом,
окислителя в реакциях с серой и углеродом
г) окислителя в реакции с углеродом,
восстановителя в реакциях с азотом и серой
б) степень окисления атомов кремния и
углерода
в) валентность атомов кремния и
углерода
г) оба оксида солеобразующие
10.                      
 Какую
суммарную массу (т) известняка, кремнезема и соды нужно взять, чтобы получить
1т обычного оконного стекла при выходе реакции 90 %:

Соли серной кислоты

Серная кислота, будучи двухосновной, образует два ряда солей: средние, называемые сульфатами, и кислые, называемые гидросульфатами. Сульфаты образуются при полной нейтрализации кислоты щелочью (на один моль кислоты приходится два моля щелочи), а гидросульфаты — при недостатке щелочи (на один моль кислоты — один моль щелочи):

Многие соли серной кислоты имеют большое практическое значение.

Качественная реакция на сульфат-ион. Большинство солей серной кислоты растворимо в воде. Соли CaSO4 и PbSO4 мало растворимы в воде, a BaSO4 практически нерастворима как в воде, так и в кислотах. Это свойство позволяет использовать любую растворимую соль бария, например ВаСl2, как реагент на серную кислоту и ее соли (точнее, на ион Подгруппа кислорода

или в ионной форме:

При этом выпадает белый нерастворимый в воде и кислотах осадок сульфата бария.

Услуги по химии:

  1. Заказать химию
  2. Заказать контрольную работу по химии
  3. Помощь по химии

Лекции по химии:

  1. Основные понятия и законы химии
  2. Атомно-молекулярное учение
  3. Периодический закон Д. И. Менделеева
  4. Химическая связь
  5. Скорость химических реакций
  6. Растворы
  7. Окислительно-восстановительные реакции
  8. Дисперсные системы
  9. Атомно-молекулярная теория
  10. Строение атома в химии
  11. Простые вещества
  12. Химические соединения
  13. Электролитическая диссоциация
  14. Химия и электрический ток
  15. Чистые вещества и смеси
  16. Изменения состояния вещества
  17. Атомы. Молекулы. Вещества
  18. Воздух
  19. Химические реакции
  20. Закономерности химических реакций
  21. Периодическая таблица химических элементов
  22. Относительная атомная масса химических элементов
  23. Химические формулы
  24. Движение электронов в атомах
  25. Формулы веществ и уравнения химических реакций
  26. Химическая активность металлов 
  27. Количество вещества
  28. Стехиометрические расчёты
  29. Энергия в химических реакциях
  30. Вода 
  31. Необратимые реакции
  32. Кинетика
  33. Химическое равновесие
  34. Разработка новых веществ и материалов
  35. Зеленая химия
  36. Термохимия
  37. Правило фаз Гиббса
  38. Диаграммы растворимости
  39. Законы Рауля
  40. Растворы электролитов
  41. Гидролиз солей и нейтрализация
  42. Растворимость электролитов
  43. Электрохимические процессы
  44. Электрохимия
  45. Кинетика химических реакций
  46. Катализ
  47. Строение вещества в химии
  48. Строение твердого тела и жидкости
  49. Протекание химических реакций
  50. Комплексные соединения

Лекции по неорганической химии:

  1. Важнейшие классы неорганических соединений
  2. Водород и галогены
  3. Подгруппа азота
  4. Подгруппа углерода
  5. Общие свойства металлов
  6. Металлы главных подгрупп
  7. Металлы побочных подгрупп
  8. Свойства элементов первых трёх периодов периодической системы
  9. Классификация неорганических веществ
  10. Углерод
  11. Качественный анализ неорганических соединений
  12. Металлы и сплавы
  13. Металлы и неметаллы
  14. Производство металлов
  15. Переходные металлы
  16. Элементы 1 (1А), 2 IIA и 13 IIIA групп и соединения
  17. Элементы 17(VIIA), 16(VIA) 15(VA), 14(IVA) групп и их соединения
  18. Важнейшие S -элементы и их соединения
  19. Важнейшие d элементы и их соединения
  20. Важнейшие р-элементы и их соединения
  21. Производство неорганических соединений и сплавов
  22. Главная подгруппа шестой группы
  23. Главная подгруппа пятой группы
  24. Главная подгруппа четвертой группы
  25. Первая группа периодической системы
  26. Вторая группа периодической системы
  27. Третья группа периодической системы
  28. Побочные подгруппы четвертой, пятой, шестой и седьмой групп
  29. Восьмая группа периодической системы
  30. Водород
  31. Кислород
  32. Озон
  33. Водород
  34. Галогены
  35. Естественные семейства химических элементов и их свойства
  36. Химические элементы и соединения в организме человека
  37. Геологические химические соединения

Лекции по органической химии:

  1. Органическая химия
  2. Углеводороды
  3. Кислородсодержащие органические соединения
  4. Азотсодержащие органические соединения
  5. Теория А. М. Бутлерова
  6. Соединения ароматического ряда
  7. Циклические соединения
  8. Карбонильные соединения
  9. Амины и аминокислоты
  10. Химия живого вещества
  11. Синтетические полимеры
  12. Органический синтез
  13. Элементы 14(IVA) группы
  14. Азот и сера
  15. Растворы кислот и оснований

Таблица валентности химических элементов (1 часть):

Атомный номерХимический элементСимволВалентностьПримеры соединенийПримечание
1ВодородHIHCl, H2O2
2ГелийHeотсутствует
3ЛитийLiILiOH, Li2O
4БериллийBeI, II
5БорBIIIB2O3
6УглеродCII, IV
7АзотNI, II, III, IV
  • N2O;
  • NO;
  • N2O3, Ca(NO2)2,(NO)F, HNO2 NH2OH, NH3;
  • NO2, N2O4, HNO3, NH4NO3,  Ca(NO3)2, N2O5
В азотной кислоте (HNO3) и своем высшем оксиде (N2O5) атом азота образует только четыре ковалентные связи, являясь четырехвалентным
8КислородOII(NO)F, CaO, O2, H2O2,Cl2O, H2O
9ФторFIHF, (NO)F
10НеонNeотсутствует
11НатрийNaINa2S, Na2O
12МагнийMgIIMg(NO3)2
13АлюминийAlIIIAl2O3, Al2S3, AlCl3
14КремнийSiII, IV
15ФосфорPIII, V
  • P2O3, PH3,  H3PO3, H3PO4;
  • P2O5
16СераSII, IV, VI
  • H2S, K2S, PbS, Al2S3, Fe2S3, FeS2;
  • SO2;
  • SF6, SO3, H2SO4
17ХлорClI, III, IV, V, VI, VII
  • Cl2O, NaCl,  Cl2, HCl, NH4Cl;
  • NaClO2;
  • NaClO2;
  • KClO3, Cl2O5;
  • Cl2O6;
  • Cl2O7
18АргонArотсутствует
19КалийKIKOH, K2O, K2S
20КальцийCaIICa(OH)2
21СкандийScIIISc2O3
22ТитанTiII, III, IV
23ВанадийVII, III, IV, V
24ХромCrII, III, VI
25МарганецMnII, III, IV, VI, VII
  • Mn(OH)2;
  • Mn2O3;
  • MnO2;
  • MnO3;
  • Mn2O7
26ЖелезоFeII, III
  • Fe(OH)2, FeS2, FeO;
  • Fe2O3, Fe(OH)3, Fe2Cl3, Fe2S3
27КобальтCoII, III
28НикельNiII, III
29МедьCuI, II
30ЦинкZnIIZnSO4, ZnO, ZnS

Таблица валентности химических элементов (2 часть):

31ГаллийGaI, II, III
32ГерманийGeII, IV
33МышьякAsIII, V
34СеленSeII, IV, VI
35БромBrI, III, V, VII
36КриптонKrотсутствует
37РубидийRbIRbOH
38СтронцийSrIISrO
39ИттрийYIIIY(NO3)3
40ЦирконийZrII, III, IV
41НиобийNbI, II, III, IV, V
42МолибденMoII, III, IV, V, VI
  • MoCl2;
  • Mo(OH)3;
  • MoO2;
  • MoCl5;
  • MoF6
43ТехнецийTcII, III, IV, V, VI, VII
  • TcCl2;
  • TcBr3;
  • TcBr4;
  • TcF5;
  • TcCl6;
  • Tc2O7
44РутенийRuII, III, IV, V, VI, VII, VIII
  • Ru(OH)2;
  • RuCl3;
  • Ru(OH)4;
  • Ru2O5;
  • RuB2;
  • NaRuO4;
  • RuO4
45РодийRhII, III, IV, V, VI
  • RhO;
  • Rh2(SO4)3;
  • Rh(OH)4;
  • RhF5;
  • RhF6
46ПалладийPdII, IV
47СереброAgI, II, III
48КадмийCdI, II
49ИндийInI, II, III
50ОловоSnII, IV
51СурьмаSbIII, V
52ТеллурTeII, IV, VI
53ЙодII, III, V, VII
54КсенонXeотсутствует
55ЦезийCsICs2O
56БарийBaIIBa(OH)2
57ЛантанLaIIILa2(SO4)3
58ЦерийCeIII, IV
59ПразеодимPrII, III, IV
60НеодимNdII, III

Таблица валентности химических элементов (3 часть):

61ПрометийPmIIIPmBr3
62СамарийSmII, III
63ЕвропийEuII, III
64ГадолинийGdII, III
65ТербийTbII, III, IV
66ДиспрозийDyII, III
67ГольмийHoIIIHo2(SO4)3
68ЭрбийErIIIEr2O3
69ТулийTmII, III
70ИттербийYbII, III
71ЛютецийLuIIILuBr3
72ГафнийHfI, II, III, IV
73ТанталTaI, II, III, IV, V
  • Ta2O;
  • TaO;
  • TaCl3;
  • TaO2;
  • Ta2O5
74ВольфрамWII, III, IV, V, VI
  • W6Cl12;
  • WO3;
  • WO2;
  • W2Cl10;
  • WF6
75РенийReI, II, III, IV, V, VI, VII
  • Re2O;
  • ReO;
  • Re2O3;
  • ReO2;
  • ReF5;
  • ReCl6;
  • ReF7
76ОсмийOsI, II, III, IV, V, VI, VII, VIII
  • OsI;
  • OsI2;
  • OsBr3;
  • OsO2;
  • OsCl4;
  • OsF5;
  • OsF6;
  • OsOF5; 
  • OsO4
77ИридийIrI, II, III, IV, V, VI
  • IrCl;
  • IrCl2;
  • IrCl3;
  • IrO2;
  • Ir4F20;
  • IrF6
78ПлатинаPtII, III, IV, V, VI
79ЗолотоAuI, II, III, V
80РтутьHgI, II
81ТаллийTlI, II, III
82СвинецPbII, IV
83ВисмутBiIII, V
84ПолонийPoII, IV, VI
85АстатAtнет данных
86РадонRnотсутствует
87ФранцийFrIFrOH
88РадийRaIIRa(OH)2
89АктинийAcIIIAc2O3
90ТорийThII, III, IV
91ПротактинийPaII, III, IV, V
92УранUIII, IV, V, VI
93НептунийNpIII, IV, V, VI, VII
94ПлутонийPuIII, IV, V, VI, VII
95АмерицийAmII, III, IV, V, VI
96КюрийCmII, III, IV
97БерклийBkIII, IV
98КалифорнийCfII, III, IV
99ЭйнштейнийEsII, III
100ФермийFmII, 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 5 686

Таблица валентности химических элементов.

Порядковый номер химического элемента, он же: атомный номер, он же: зарядовое число атомного ядра, он же: атомное число

Русское / Английское наименование

Химический символ

Валентность

1

Водород / Hydrogen

H

(-1), 1

2

Гелий / Helium

He

0

3

Литий / Lithium

Li

1

4

Бериллий / Beryllium

Be

2

5

Бор / Boron

B

-3, 3

6

Углерод / Carbon

C

( 2), 4

7

Азот / Nitrogen

N

-3, -2, -1, ( 1), 2, 3, 4, 5

8

Кислород / Oxygen

O

-2

9

Фтор / Fluorine

F

-1, ( 1)

10

Неон / Neon

Ne

0

11

Натрий / Sodium

Na

1

12

Магний / Magnesium

Mg

2

13

Алюминий / Aluminum

Al

3

14

Кремний / Silicon

Si

-4, ( 2), 4

15

Фосфор / Phosphorus

P

-3, 1, 3, 5

16

Сера / Sulfur

S

-2, 2, 4, 6

17

Хлор / Chlorine

Cl

-1, 1, ( 2), 3, ( 4), 5, 7

18

Аргон / Argon

Ar

0

19

Калий / Potassium

K

1

20

Кальций / Calcium

Ca

2

21

Скандий / Scandium

Sc

3

22

Титан / Titanium

Ti

2, 3, 4

23

Ванадий / Vanadium

V

2, 3, 4, 5

24

Хром / Chromium

Cr

2, 3, 6

25

Марганец / Manganese

Mn

2, ( 3), 4, ( 6), 7

26

Железо / Iron

Fe

2, 3, ( 4), ( 6)

27

Кобальт / Cobalt

Co

2, 3, ( 4)

28

Никель / Nickel

Ni

( 1), 2, ( 3), ( 4)

29

Медь / Copper

Сu

1, 2, ( 3)

30

Цинк / Zinc

Zn

2

31

Галлий / Gallium

Ga

( 2). 3

32

Германий / Germanium

Ge

-4, 2, 4

33

Мышьяк / Arsenic

As

-3, ( 2), 3, 5

34

Селен / Selenium

Se

-2, ( 2), 4, 6

35

Бром / Bromine

Br

-1, 1, ( 3), ( 4), 5

36

Криптон / Krypton

Kr

0

37

Рубидий / Rubidium

Rb

1

38

Стронций / Strontium

Sr

2

39

Иттрий / Yttrium

Y

3

40

Цирконий / Zirconium

Zr

( 2), ( 3), 4

41

Ниобий / Niobium

Nb

( 2), 3, ( 4), 5

42

Молибден / Molybdenum

Mo

( 2), 3, ( 4), ( 5), 6

43

Технеций / Technetium

Tc

6

44

Рутений / Ruthenium

Ru

( 2), 3, 4, ( 6), ( 7), 8

45

Родий / Rhodium

Rh

( 2), ( 3), 4, ( 6)

46

Палладий / Palladium

Pd

2, 4, ( 6)

47

Серебро / Silver

Ag

1, ( 2), ( 3)

48

Кадмий / Cadmium

Cd

( 1), 2

49

Индий / Indium

In

( 1), ( 2), 3

50

Олово / Tin

Sn

2, 4

51

Сурьма / Antimony

Sb

-3, 3, ( 4), 5

52

Теллур / Tellurium

Te

-2, ( 2), 4, 6

53

Иод / Iodine

I

-1, 1, ( 3), ( 4), 5, 7

54

Ксенон / Xenon

Xe

0

55

Цезий / Cesium

Cs

1

56

Барий / Barium

Ba

2

57

Лантан / Lanthanum

La

3

58

Церий / Cerium

Ce

3, 4

59

Празеодим / Praseodymium

Pr

3

60

Неодим / Neodymium

Nd

3, 4

61

Прометий / Promethium

Pm

3

62

Самарий / Samarium

Sm

( 2), 3

63

Европий / Europium

Eu

( 2), 3

64

Гадолиний / Gadolinium

Gd

3

65

Тербий / Terbium

Tb

3, 4

66

Диспрозий / Dysprosium

Dy

3

67

Гольмий / Holmium

Ho

3

68

Эрбий / Erbium

Er

3

69

Тулий / Thulium

Tm

( 2), 3

70

Иттербий / Ytterbium

Yb

( 2), 3

71

Лютеций / Lutetium

Lu

3

72

Гафний / Hafnium

Hf

4

73

Тантал / Tantalum

Ta

( 3), ( 4), 5

74

Вольфрам / Tungsten

W

( 2), ( 3), ( 4), ( 5), 6

75

Рений / Rhenium

Re

(-1), ( 1), 2, ( 3), 4, ( 5), 6, 7

76

Осмий / Osmium

Os

( 2), 3, 4, 6, 8

77

Иридий / Iridium

Ir

( 1), ( 2), 3, 4, 6

78

Платина / Platinum

Pt

( 1), 2, ( 3), 4, 6

79

Золото / Gold

Au

1, ( 2), 3

80

Ртуть / Mercury

Hg

1, 2

81

Талий / Thallium

Tl

1, ( 2), 3

82

Свинец / Lead

Pb

2, 4

83

Висмут / Bismuth

Bi

(-3), ( 2), 3, ( 4), ( 5)

84

Полоний / Polonium

Po

(-2), 2, 4, ( 6)

85

Астат / Astatine

At

нет данных

86

Радон / Radon

Rn

0

87

Франций / Francium

Fr

нет данных

88

Радий / Radium

Ra

2

89

Актиний / Actinium

Ac

3

90

Торий / Thorium

Th

4

91

Проактиний / Protactinium

Pa

5

92

Уран / Uranium

U

( 2), 3, 4, ( 5), 6

Чего не указано в таблице валентности, это то, что валентность элемента может быть постоянной и переменной.

Виды валентности

Постоянная (у металлов главных подгрупп)

Переменная (у неметаллов  и металлов побочных подгрупп)

Высшая (равна номеру группы)

Низшая (равна разности между числом 8 и номером группы)

Знание валентности элементов необходимы для правильного составления химических формул соединений.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий