Valence chemických prvků

Definice valence

Valence je definována jako počet vazeb, které může atom chemického prvku vytvořit spojením s jinými atomy. Co dalšího bychom měli vědět o mocenství chemických prvků?

• Valence prvků je vyjádřena římskými číslicemi;
• v případě chemických prvků, které se spojují do sloučenin vytvářením kovalentních vazeb, lze valenci určit na základě strukturního vzorce (valence prvku je rovna počtu vazeb vytvořených daným atomem tohoto prvku ve sloučenině);
• valence prvků v elementárním stavu je vždy nulová;
• pro ionty je valence prvku rovna počtu nábojů tohoto iontu (s výjimkou kladných a záporných znamének).

Valence a oxidační stav chemického prvku

Termíny mocenství a oxidační stav prvku se často používají zaměnitelně. Je to oprávněné? Bohužel takový přístup k těmto konceptům je nesprávný. Hlavním důvodem, proč se mýlí, je jejich grafické znázornění: oba termíny používají římské číslice. Oxidační stav prvku, který tvoří určitou látku, je definován jako počet kladných nebo záporných nábojů, které by mohly být přisouzeny atomům tohoto prvku, pokud by molekuly této látky měly iontovou strukturu, tj. pokud by byly schopny se rozkládat. na ionty. Co je důležité, termín „oxidační stav“ je konvenční, protože podle definice předpokládá pouze přítomnost iontových vazeb, což není vždy případ. Proto, zatímco oxidační stav určuje náboj hypotetického iontu produkovaného rozkladem chemické sloučeniny, valence definuje počet vazeb, které může prvek vytvořit. Oxidační stav navíc nabývá kladných a záporných hodnot, na rozdíl od valence, která je vždy kladná.

Má každý prvek pouze jednu valenci?

Různé chemické prvky neinteragují stejným způsobem. V důsledku toho se jejich valence mění v závislosti na prvku, se kterým tvoří vazbu. Vždy musíme uvést valenci prvku ve sloučenině, pokud nabývá více hodnot. Mnoho chemických prvků má proměnnou mocnost. Která chemická sloučenina je prvkem tvořena a které jsou další složky, určuje valenci prvku. Jedním z takových prvků je například dusík . Jeho maximální valence je V. Může také nabývat nižších hodnot. Například v kyselině trioxonitric (V) je valence dusíku V, zatímco v kyselině dioxonitric (III) je jeho valence nižší a rovná se III. Takových příkladů je více. Pomůcku při určování mocenství chemického prvku poskytuje periodická tabulka prvků . Abychom uvedli příklad, valence prvků skupiny I je I a valence prvků skupiny II je II. Chlor a další kovy skupiny 17, které jsou ve vzorci poslední (např. …Cl), mají mocenství I. Periodická tabulka také umožňuje určit maximální mocenství prvků z hlavních skupin v chemických sloučeninách s kyslík a vodík.

Určení vzorců chemických sloučenin pomocí jejich mocenství

V přírodě mohou být chemické prvky více či méně náchylné k interakci za vzniku chemických sloučenin. Pomocí celosvětově uznávaných chemických písmenných symbolů a mocenství jednotlivých prvků zaznamenáváme chemické sloučeniny pomocí vzorců. Rozlišujeme strukturní, semistrukturní a molekulární vzorce.

Strukturní vzorec

Pomocí tohoto vzorce můžeme ukázat strukturu molekuly konkrétní chemické sloučeniny. Zahrnuje typ a množství atomů, jakož i všechny vazby mezi nimi.

Polostrukturální vzorec

V tomto vzorci vytváříme jakési seskupení prvků: seskupujeme uhlík s vodíky odděleně od funkčních skupin. Polostrukturní vzorce ve svém zápisu ukazují vazby existující mezi následujícími atomy uhlíku a funkčními skupinami.

Molekulární vzorec

Nejběžnější vzorec používaný pro symbolický popis chemické sloučeniny, například molekulární vzorec chloridu sodného (běžná sůl), je NaCl. Zahrnuje typ a množství atomů. Když tedy známe několik základních pravidel týkajících se mocenství chemických prvků, můžeme si snadno poznamenat molekulární vzorec a strukturní vzorec molekuly sestávající ze dvou chemických prvků:

• prvním krokem je zapsat vedle sebe chemické značky prvků tvořících sloučeninu;
• dále do pravého horního rohu římskými číslicemi napíšeme jejich valence, které pak zapíšeme pod prvky níže (křížově!);
• uvedené valence tvoří hmotnostní poměr prvků obsažených ve sloučenině. Pokud toto není nejnižší poměr, měla by být čísla vydělena jejich společnou dividendou;
• pak by měla být čísla zapsána (arabskými číslicemi) do pravého dolního rohu chemických značek prvků (nepište číslo jedna).

Strukturní vzorec chemické sloučeniny je vytvořen podobným způsobem:

• nejprve zapište písmenné symboly prvků tvořících sloučeninu (jako je počet atomů prvku, který byl určen dříve na základě molekulárního vzorce);
• u každého symbolu zapište tolik teček, kolik je valence odpovídajícího prvku;
• spojte tečky napsané mezi atomy (nesmí zůstat žádná tečka); každý odkaz představuje chemickou vazbu.

Valence chemických prvků stanovena ‘pouhým okem

Je možné definovat valenci chemického prvku v chemické sloučenině „pouhým okem“? Ukázalo se, že je to možné, ale měli bychom pamatovat na to, abychom byli při používání této metody trochu ostražití. Mnoho z nás si svět chemie spojuje s baňkami obsahujícími roztoky s různými intenzivními barvami. Taková řešení lze získat především díky kovům, které jsou uvedeny v bloku d periodické tabulky prvků. Většina těchto kovů má intenzivní barvy, které s určitou mírou pravděpodobnosti mohou naznačovat mocnost prvku. Uvedu příklad:

• železité soli v roztocích jsou světle zelené a železité soli jsou žluté,
• soli kobaltu (II) jsou růžové a soli kobaltu (III) jsou modré,
• chromité soli v roztocích jsou modré a chromité soli mají fialovou barvu.