Valencia chemických prvkov

Definícia valencie

Valencia je definovaná ako počet väzieb, ktoré môže atóm chemického prvku vytvoriť spojením s inými atómami. Čo by sme ešte mali vedieť o mocenstve chemických prvkov?

• Valencia prvkov sa vyjadruje rímskymi číslicami;
• v prípade chemických prvkov, ktoré sa spájajú do zlúčenín vytváraním kovalentných väzieb, možno valenciu určiť na základe štruktúrneho vzorca (valencia prvku sa rovná počtu väzieb vytvorených daným atómom tohto prvku v zlúčenine);
• valencia prvkov v elementárnom stave je vždy nulová;
• pre ióny sa valencia prvku rovná počtu náboja tohto iónu (s výnimkou kladných a záporných znamienok).

Valencia a oxidačný stav chemického prvku

Pojmy mocenstvo a oxidačný stav prvku sa často používajú zameniteľne. Je to opodstatnené? Bohužiaľ, takýto prístup k týmto pojmom je nesprávny. Hlavným dôvodom, prečo sa mýlia, je ich grafické znázornenie: oba výrazy používajú rímske číslice. Oxidačný stav prvku, ktorý tvorí konkrétnu látku, je definovaný ako počet kladných alebo záporných nábojov, ktoré by bolo možné pripísať atómom tohto prvku, ak by molekuly tejto látky mali iónovú štruktúru, tj ak by boli schopné rozkladu. na ióny. Čo je dôležité, výraz „oxidačný stav“ je konvenčný, pretože podľa definície predpokladá iba prítomnosť iónových väzieb, čo nie je vždy prípad. Preto, zatiaľ čo oxidačný stav určuje náboj hypotetického iónu produkovaného rozkladom chemickej zlúčeniny, valencia definuje počet väzieb, ktoré môže prvok vytvoriť. Okrem toho má oxidačný stav kladné a záporné hodnoty, na rozdiel od valencie, ktorá je vždy kladná.

Má každý prvok iba jednu valenciu?

Rôzne chemické prvky neinteragujú rovnakým spôsobom. V dôsledku toho sa ich valencia mení v závislosti od prvku, s ktorým tvoria väzbu. Vždy musíme uviesť valenciu prvku v zlúčenine, ak má viac ako jednu hodnotu. Mnoho chemických prvkov má premenlivú mocnosť. Ktorá chemická zlúčenina je tvorená prvkom a ktoré sú ďalšie zložky, určuje valenciu prvku. Jedným z takýchto prvkov je napríklad dusík . Jeho maximálna valencia je V. Môže mať aj nižšie hodnoty. Napríklad v kyseline trioxonitrovej (V) je valencia dusíka V, zatiaľ čo v kyseline dioxonitrovej (III) je jeho valencia nižšia a rovná sa III. Takýchto príkladov je viac. Pomôckou pri určovaní valencie chemického prvku je periodická tabuľka prvkov . Aby sme uviedli príklad, valencia prvkov skupiny I je I a valencia prvkov skupiny II je II. Chlór a ostatné kovy skupiny 17, ktoré sú vo vzorci na poslednom mieste (napr. …Cl), majú mocnosť I. Periodická tabuľka tiež umožňuje určiť maximálnu mocnosť prvkov z hlavných skupín v chemických zlúčeninách s kyslík a vodík.

Určenie vzorcov chemických zlúčenín pomocou ich valencie

V prírode môžu byť chemické prvky viac alebo menej náchylné na interakciu za vzniku chemických zlúčenín. Pomocou celosvetovo uznávaných chemických písmenových symbolov a mocnosti jednotlivých prvkov zaznamenávame chemické zlúčeniny pomocou vzorcov. Rozlišujeme štruktúrne, pološtrukturálne a molekulové vzorce.

Štrukturálny vzorec

Pomocou tohto vzorca môžeme ukázať štruktúru molekuly konkrétnej chemickej zlúčeniny. Zahŕňa typ a množstvo atómov, ako aj všetky väzby medzi nimi.

Pološtrukturálny vzorec

V tomto vzorci vytvárame akési zoskupenie prvkov: uhlík s vodíkmi zoskupujeme oddelene od funkčných skupín. Pološtrukturálne vzorce vo svojom zápise znázorňujú väzby existujúce medzi nasledujúcimi atómami uhlíka a funkčnými skupinami.

Molekulový vzorec

Najbežnejší vzorec používaný na symbolický opis chemickej zlúčeniny, napríklad molekulový vzorec chloridu sodného (bežná soľ), je NaCl. Zahŕňa typ a množstvo atómov. Keď teda poznáme niekoľko základných pravidiel týkajúcich sa valencie chemických prvkov, môžeme si ľahko zaznamenať molekulový vzorec a štruktúrny vzorec molekuly pozostávajúcej z dvoch chemických prvkov:

• prvým krokom je zapísanie chemických značiek prvkov tvoriacich zlúčeninu vedľa seba;
• ďalej v pravom hornom rohu rímskymi číslicami napíšeme ich valencie, ktoré potom zapíšeme pod prvky nižšie (krížom!);
• uvedené valencie tvoria hmotnostný pomer prvkov obsiahnutých v zlúčenine. Ak toto nie je najnižší pomer, čísla by sa mali vydeliť ich spoločnou dividendou;
• potom by mali byť čísla napísané (arabskými číslicami) v pravom dolnom rohu chemických symbolov prvkov (nepíšte číslo jedna).

Štruktúrny vzorec chemickej zlúčeniny sa vytvára podobným spôsobom:

• najprv si zapíšte písmenové symboly prvkov tvoriacich zlúčeninu (napríklad počet atómov prvku, ktorý bol určený skôr na základe molekulového vzorca);
• pri každom symbole zapíšte toľko bodiek, koľko je valencia príslušného prvku;
• spojte bodky napísané medzi atómami (nesmie zostať žiadna bodka); každý odkaz predstavuje chemickú väzbu.

Valencia chemických prvkov určená „voľným okom

Je možné definovať valenciu chemického prvku v chemickej zlúčenine „voľným okom“? Ukazuje sa, že je to možné, ale mali by sme pamätať na to, že pri používaní tejto metódy musíme byť trochu opatrní. Mnohí z nás si spájajú svet chémie s bankami obsahujúcimi roztoky s rôznymi intenzívnymi farbami. Takéto riešenia je možné získať najmä vďaka kovom, ktoré sú uvedené v bloku d periodickej tabuľky prvkov. Väčšina týchto kovov má intenzívne farby, ktoré s určitou mierou pravdepodobnosti môžu naznačovať valenciu prvku. Uvediem príklad:

• železité soli v roztokoch sú svetlozelené a železité soli sú žlté,
• soli kobaltu (II) sú ružové a soli kobaltu (III) sú modré,
• chrómové soli v roztokoch sú modré a chrómové soli majú fialovú farbu.