Що таке валентність
У навколишньому світі зазвичай атоми різних елементів з’єднуються один з одним, утворюючи молекули.
З’єднанні однакові атоми утворюють прості речовини (сучасна наука знає близько 500 простих речовин). Якщо разом з’єднуються різні атоми (так буває набагато частіше) тоді утворюються складні речовини.
- Приклади простих речовин: O2 (кисень), O3 (озон).
- Приклади складних речовин: NaCl (кухонна сіль), H2SO4 (сірчана кислота), H2O (вода).
Склад і будову молекул описують за допомогою хімічних формул, котрі показують, які хімічні елементи входять до складу речовини, а також скільки атомів конкретного хімічного елемента входить до молекули речовини. Наприклад, до молекули сірчаної кислоти (H2SO4) входить водень (2 атоми), сірка (1 атом), кисень (4 атоми).
За хімічною формулою дуже легко визначити молекулярну масу речовини, яка дорівнює сумі атомних мас.
Молекулярна маса сірчаної кислоти дорівнює: H2SO4 = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98.
Ще однією дуже важливою кількісною характеристикою атомів, що взаємодіють між собою, є валентність.
Валентність – здатність атома приєднувати те чи інше число інших атомів з утворенням хімічного зв’язку.
Валентність визначається за кількістю зв’язків, що утворює атом з іншими атомами. Щоб написати правильну формулу речовини, необхідно знати валентність атомів, що входять до цієї речовини.
У структурних формулах хімічні зв’язки між атомами позначають рисою, при цьому кожен хімічний зв’язок утворюється двома електронами сусідніх атомів (кожен з атомів виділяє для цього по одному своєму електрону, що знаходиться на крайній зовнішній орбіталі). Таким чином, валентність атома (кількість зв’язків, яку атом може утворити із сусідніми атомами) визначається числом його неспарених валентних електронів.
Постійна та змінна валентність
Хімічні елементи можуть виявляти як постійну валентність, так і змінну.
Приклади хімічних елементів з постійною валентністю = I:
Приклади хімічних елементів з постійною валентністю = II:
Приклади хімічних елементів з постійною валентністю = III:
Приклади хімічних елементів зі змінною валентністю:
Як визначити валентість
Валентність невідомого атома речовини можна визначити за іншими атомами з відомою валентністю, що входять до цієї речовини.
Наприклад, сірка може мати валентність – 2, 4, 6.
Визначимо, яку валентність має сірка у сполуках: H2S, SO2, SO3?
Відомо, що валентність водню = 1, а валентність кисню = 2. Щоб розв’язати задачу, необхідно відому валентність атома помножити на кількість цих атомів, що входять у речовину: Н2 = 2; О2 = 4; О3 = 6. Оскільки у всіх формулах є лише один атом сірки, то отримані цифри і позначатимуть валентність сірки у цих формулах.
Знаючи валентності всіх елементів, що входять до речовини, можна скласти правильну хімічну формулу речовини. Для цього необхідно спочатку знайти найменше загальне кратне, а потім для визначення числа атомів конкретного елемента найменше загальне кратне розділити на валентність кожного атома, що входить у формулу.
Наприклад, до оксиду фосфору (PO) входять фосфор (валентність 5) і кисень (2). Найменше загальне кратне буде:
- 5 · 2 = 10
- 10/5 = 2
- 10/2 = 5
Отримуємо формулу P2O5.