Как определить валентность по формуле?
Если у вас перед глазами нет таблицы валентности, но есть формула химического соединения, то возможно определение валентности по формуле. Возьмем для примера формулу оксид марганца – Mn2O7

Как известно, кислород является двухвалентным. Чтобы выяснить, какой валентностью обладает марганец, необходимо валентность кислорода умножить на число атомов газа в этом соединении:
2*7=14
Получившееся число делим на количество атомов марганца в соединении. Получается:
14:2=7
7 (VII) – валентность марганца в данном соединении
Степень окисления и валентность
Вы познакомитесь с понятием «степень окисления», научитесь определять степени окисления химических элементов по формуле вещества.
I. Понятие «степень окисления»
Рассмотрим понятие «степень окисления» на примере молекулы воды.
Рис. 1. Электронная формула молекулы воды
Общие электронные пары в молекуле воды смещены в сторону атома кислорода (Рис. 1), т.к. он более электроотрицательный элемент, чем водород. Если представить, что электронные пары не смещаются, а электроны полностью переходят от атома водорода к атому кислорода, то на атомах водорода будет не частичный, а полный положительный заряд 1, а на атоме кислорода -2. Такой условный заряд назвали степенью окисления (Рис. 2).
Рис. 2. Степени окисления атомов в молекуле воды
(Обратите внимание, степень окисления обозначают, как правило, арабской цифрой со знаком, причем знак заряда ставится перед цифрой).
Степень окисления – это условный заряд, который будет иметь атом в веществе, если все химические связи считать ионными.
II. Определение степеней окисления
Для электронейтральной частицы (молекулы) алгебраическая сумма произведений степени окисления атома каждого элемента на число таких атомов в молекуле равна нулю. Это правило называют правилом электронейтральности.
Покажем, как это правило выполняется в молекуле воды:
1*2 (-2)*1 = 0
В большинстве соединений и во всех оксидах кислород проявляет степень окисления -2. Атом водорода в большинстве соединений имеет степень окисления 1. Степень окисления металлов в солях равна заряду иона. Степень окисления атомов в простом веществе равна нулю.
? Как определить степень окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева?
Правила определения степени окисления атома в ПСХЭ Д.И. Менделеева
1. Водород обычно проявляет степень окисления (СО) 1 (исключение, соединения с металлами (гидриды) – у водорода СО равна (-1) Me nHn-1)
2. Кислород обычно проявляет СО -2 (исключения: О 2F2, H2O2-1 – перекись водорода)
3. Металлы проявляют только n положительную СО
4. Фтор проявляет всегда СО равную -1 (F-1)
5. Для элементов главных подгрупп:
Высшая СО ( ) = номеру группы Nгруппы
Низшая СО (-) = Nгруппы–8
Зная степень окисления некоторых элементов и используя правило электронейтральности, можно определять степени окисления других элементов в соединении.
Правила определения степени окисления атома в соединении
I. Степень окисления свободных атомов и атомов в молекулах простых веществ равнанулю — Na0, P40, O20
II. В сложном веществе алгебраическая сумма СО всех атомов с учётом их индексов равна нулю = 0, а в сложном ионе его заряду.
Например, H 1N 5O3-2 : ( 1)*1 ( 5)*1 (-2)*3 = 0
[S 6O4 -2]2-: ( 6)*1 (-2)*4 = -2
Задание 1 Определите степени окисления всех атомов в формуле серной кислоты H2SO4?
1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО серы примем за «х»
H 1SxO4-2
2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):
( 1)*1 (х)*1 (-2)*4=0
Х=6 или ( 6), следовательно, у серы CО 6, т.е. S 6
Задание 2 Определите степени окисления всех атомов в формуле фосфорной кислоты H3PO4?
1. Проставим известные степени окисления у водорода и кислорода, а СО фосфора примем за «х»
H3 1PxO4-2
2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):
( 1)*3 (х)*1 (-2)*4=0
Х=5 или ( 5), следовательно, у фосфора CО 5, т.е. P 5
Задание 3 Определите степени окисления всех атомов в формуле иона аммония (NH4) ?
1. Проставим известную степень окисления у водорода, а СО азота примем за «х»
(NхH4 1)
2. Составим и решим уравнение, согласно правилу (II):
(х)*1 ( 1)*4= 1
Х=-3, следовательно, у азота CО -3, т.е. N-3
Алгоритм составления формулыпо степени окисления
Сравним понятия «валентность» и «степень окисления»
III. Закрепление
Задание: Определите степени окисления атомов в формулах веществ:
Br2, CaO , SiO2, H2CO3 , CuO , Cu2O , Н2, KNO3 , FeO , Fe , Fe2O3, Fe(OH)2, Fe2(SO4)3, N2, HClO4
Тренажер: Составление названий бинарных соединений
Выполните тест
ЦОРы
Анимация: Алгоритм составления формулыпо степени окисления
Тренажер: Составление названий бинарных соединений
Интерактивное задание LearningApps.org по теме: “Степень окисления и валентность”
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 5 729