Онлайн школа №1 - Энциклопедия

Валентность

План урока

Валентность
Определение валентности элементов по формулам бинарных соединений
Составление химических формул по валентности

Цели урока

сформировать понятие «валентность» и умение определять валентность атомов элементов по формулам веществ
знать валентность некоторых химических элементов
составлять химические формулы по валентности

Разминка

Что такое химическая формула?
Что такое качественный и количественный состав вещества?
Что такое индекс и коэффициент в химической формуле?
Что такое относительная атомная масса, как она обозначается и как рассчитывается?

Валентность

Каждое вещество имеет свою химическую формулу, которая выражает его качественный и количественный состав, т. е. какие элементы и в каком количестве входят в состав одной молекулы данного вещества.

А как же узнают состав каждого вещества? С помощью сложных экспериментов. Однако, зная валентность, можно составить формулу любого вещества.

Валентность — это свойство атомов удерживать определённое число других атомов в соединении.

Слово «валентность» происходит от лат. valentia — сила.

Например, валентность атома водорода принята за единицу:

$\overset{I}{H} Cl {\overset{I}{H}}_{2} O N {\overset{I}{H}}_{3} C {\overset{I}{H}}_{4}$ .

Следовательно, атом водорода не может присоединять больше одного атома другого элемента, но другие элементы могут присоединять один (НСl), два (H₂O), три (NH₃), четыре (CH₄) и более атомов водорода.

Атомы одних химических элементов имеют постоянную валентность, а других — переменную (т. е. в разных соединениях один и тот же элемент может проявлять разную валентность):

Постоянная

Переменная

Валентность этих элементов
совпадает с номерами групп,

в которых они стоят.

Исключения:

атом кислорода всегда
двухвалентен:
$H_{2} \overset{II}{O} S {\overset{II}{O}}_{3} C {\overset{II}{O}}_{2}$ ;
атом фтора одновалентен:
$H \overset{I}{F} Na \overset{I}{F}$ .

Высшая валентность у атома всегда равна

номеру группы, в которой он находится в

ПСХЭ. Чтобы определить какими

переменными валентностями может

обладать атом, необходимо от номера

группы отнять 2 и повторять это действие,

до тех пор, пока ответ имеет

положительное значение.

Например:

$\overset{VI}{S} O_{3} \overset{IV}{S} O_{2} H_{2} \overset{II}{S}$

Таблица 1. Валентности элементов

Элементы с постоянной валентностью		Элементы с переменной валентностью
Элемент	Валентность	Элемент	Валентность
H, Li, Na, K, F	I	S	II, IV, VI
O, Mg, Ca, Ba, Zn	II	N	I , II, III, IV, V
Al, B	III	P	III, V
		Fe	II, III
		Cu	I, II
		C, Si	II, IV
		Cl, Br, I	I, III, V, VII

В названии веществ, имеющих переменную валентность, в скобках пишут валентность данного элемента в этом соединении:

СuO — оксид меди (II),

Cu₂O — оксид меди (I).

Определение валентности элементов по формулам бинарных соединений

Зная формулы веществ, состоящих из двух элементов, и валентность одного из них, можно определить валентность другого элемента.

Запишем правила определения валентности по формулам их соединений.

Правила определения валентности элементов в соединениях:

Записать химическую формулу вещества и указать валентность известного элемента.

Например, оксид серы (IV) имеет формулу — SО₂, валентность кислорода постоянна и равна двум, записываем над символом кислорода II: $S {\overset{II}{O}}_{2}$ .
Найти наименьшее общее кратное (НОК) между известным значением валентности и индексом этого элемента.

Для этого умножаем валентность известного элемента на индекс при этом элементе:
2 × II = 4 — это и есть НОК.
Наименьшее общее кратное разделить на индекс другого элемента, полученное число и есть значение валентности.

Индекс при атоме серы равен 1, значит:
4 : 1 = IV — это и есть валентность атома серы $\overset{IV}{S} {\overset{II}{O}}_{2}$ .

Пример 1

Определим валентность железа в соединении ${Fe}_{2} {\overset{II}{O}}_{3}$ .

Валентность кислорода постоянна и равна II.
НОК: 3 × II = 6.
6 : 2 = III — это и есть валентность атома железа ${\overset{III}{Fe}}_{2} {\overset{II}{O}}_{3}$ .

Упражнение 1

Определите валентность химических элементов в следующих соединениях:

$CaO {ZnCl}_{2}$

$N_{2} O_{3} {Li}_{2} S$

${NH}_{3} {Mg}_{3} P_{2}$

Составление химических формул по валентности

Для составления химической формулы нужно знать валентность элементов в данном соединении.

Правила составления химических формул по валентности:

Записать химические знаки элементов, входящих в состав соединения, и указать их валентности.

Например, составим формулу оксида алюминия — соединения алюминия с кислородом. Запишем знаки химических элементов: Al..O..

Валентность кислорода равна двум, валентность алюминия постоянна, находим значение валентности по таблице 1, она равна трём. Записываем валентности:
$\overset{III}{Al} . . \overset{II}{O} . .$
Определить НОК чисел, обозначающих валентность обоих элементов.

НОК — наименьшее из целых положительных чисел, делящееся без остатка на каждое из данных целых чисел.
НОК II и III — 6.
Разделить НОК на валентность каждого элемента, полученные числа обозначают индексы соответствующих элементов.

6 : II = 3, т. е. индекс при атоме кислорода равен 3.
6 : III = 2, т. е. индекс при атоме алюминия равен 2.
Записать полученные индексы справа внизу у знаков химических элементов.
$\overset{III}{{Al}_{2}} \overset{II}{O_{3}}$

Пример 2

Разберём ещё один пример — соединение серы с водородом, при чём валентность серы указана, так как сера имеет переменную валентность.

$H . . \overset{II}{S} . .$

Записываем валентность атома водорода: $\overset{I}{H} . . \overset{II}{S} . .$
Находим НОК, оно равно двум.
Находим индексы элементов:

2 : II = 1, т. е. индекс при атоме серы равен 1.
2 : I = 2, т. е. индекс при атоме водорода равен 2.
Записываем формулу с учетом индексов: ${\overset{I}{H}}_{2} \overset{II}{S}$ .

Упражнение 2

Расставьте индексы в химических формулах следующих соединений:
$NaO, Al \overset{I}{I}, \overset{V}{P} \overset{I}{Cl},$

$\overset{VI}{S} O, \overset{III}{Fe} \overset{I}{Cl}, \overset{I}{Cu} \overset{II}{S} .$
Составьте химические формулы соединений с кислородом следующих элементов (символ кислорода в формулах ставится на второе место):
а) железа (II);
б) азота (IV).

Контрольные вопросы

Дайте определение «валентность».
Чему равна валентность атома кислорода? водорода? кислорода?
Как определить валентность атома в соединении?

Ответы

Упражнение 1

$\overset{II}{Ca} \overset{II}{O}, \overset{II}{Zn} {\overset{I}{Cl}}_{2}, {\overset{III}{N}}_{2} {\overset{II}{O}}_{3}, {\overset{I}{Li}}_{2} \overset{II}{S}, \overset{III}{N} {\overset{I}{H}}_{3}, {\overset{II}{Mg}}_{3} {\overset{III}{P}}_{2}$ .

Упражнение 2

${Na}_{2} O, {AlI}_{3}, {PCl}_{5},$
${SO}_{3}, {FeCl}_{3}, {Cu}_{2} S .$
а) $FeO;$
б) ${NO}_{2} .$

Конспект урока: Химические формулы. Валентность

Начальные понятия и законы химии

Валентность

Определение валентности элементов по формулам бинарных соединений

Составление химических формул по валентности