Wie man höhere und niedrigere Valenz versteht. Erstellen von Stoffformeln unter Verwendung der Valenz. Konstante und variable Wertigkeit

", "eine Droge ". Die Verwendung innerhalb der modernen Definition wurde 1884 (deutsch) aufgezeichnet. Valenz). Im Jahr 1789 veröffentlichte William Higgins eine Arbeit, in der er die Existenz von Bindungen zwischen den kleinsten Materieteilchen vermutete.

Ein genaues und später vollständig bestätigtes Verständnis des Valenzphänomens wurde jedoch 1852 vom Chemiker Edward Frankland in einem Werk vorgeschlagen, in dem er alle damals existierenden Theorien und Annahmen in dieser Hinsicht sammelte und neu interpretierte. . Frankland beobachtete die Fähigkeit, verschiedene Metalle zu sättigen und verglich die Zusammensetzung organischer Derivate von Metallen mit der Zusammensetzung anorganischer Verbindungen. Er führte das Konzept ein: „ verbindende Kraft“ und legte damit den Grundstein für die Valenzlehre. Obwohl Frankland einige besondere Gesetze aufstellte, wurden seine Ideen nicht weiterentwickelt.

Friedrich August Kekule war maßgeblich an der Entstehung der Valenztheorie beteiligt. Im Jahr 1857 zeigte er, dass Kohlenstoff ein vierbasiges (vieratomiges) Element ist und seine einfachste Verbindung Methan CH 4 ist. Im Vertrauen auf die Wahrheit seiner Vorstellungen über die Wertigkeit von Atomen führte Kekule sie in sein Lehrbuch der organischen Chemie ein: Basizität ist laut Autor eine grundlegende Eigenschaft eines Atoms, eine Eigenschaft, die so konstant und unveränderlich ist wie das Atomgewicht. Im Jahr 1858 wurden Ansichten, die fast mit den Ideen von Kekule übereinstimmten, in dem Artikel geäußert: „ Über die neue chemische Theorie» Archibald Scott Cooper.

Drei Jahre später, im September 1861, nahm A. M. Butlerov die wichtigsten Ergänzungen zur Valenztheorie vor. Er machte eine klare Unterscheidung zwischen einem freien Atom und einem Atom, das bei seiner Verwandtschaft mit einem anderen eine Verbindung eingegangen ist. bindet und verwandelt sich in eine neue Form" Butlerov führte das Konzept der vollständigen Nutzung der Affinitätskräfte und der „ Affinitätsspannung„, also die energetische Nichtäquivalenz von Bindungen, die auf die gegenseitige Beeinflussung von Atomen im Molekül zurückzuführen ist. Durch diese gegenseitige Beeinflussung erhalten Atome je nach ihrer strukturellen Umgebung unterschiedliche Eigenschaften „chemische Bedeutung" Butlerovs Theorie ermöglichte die Erklärung vieler experimenteller Fakten zur Isomerie organischer Verbindungen und ihrer Reaktivität.

Ein großer Vorteil der Valenztheorie war die Möglichkeit einer visuellen Darstellung des Moleküls. In den 1860er Jahren. die ersten molekularen Modelle erschienen. Bereits 1864 schlug A. Brown vor, Strukturformeln in Form von Kreisen mit darin platzierten Elementsymbolen zu verwenden, die durch Linien verbunden sind, die die chemische Bindung zwischen Atomen anzeigen; die Anzahl der Linien entsprach der Wertigkeit des Atoms. Im Jahr 1865 demonstrierte A. von Hoffmann die ersten Kugel-Stab-Modelle, bei denen Krocketbälle die Rolle von Atomen spielten. Im Jahr 1866 erschienen in Kekules Lehrbuch Zeichnungen stereochemischer Modelle, in denen das Kohlenstoffatom eine tetraedrische Konfiguration aufwies.

Moderne Vorstellungen von Valenz

Seit der Entstehung der Theorie der chemischen Bindung hat das Konzept der „Valenz“ eine bedeutende Entwicklung erfahren. Derzeit gibt es keine strenge wissenschaftliche Interpretation, daher ist es fast vollständig aus dem wissenschaftlichen Vokabular verdrängt und wird hauptsächlich zu methodischen Zwecken verwendet.

Grundsätzlich wird unter der Wertigkeit chemischer Elemente verstanden die Fähigkeit seiner freien Atome, eine bestimmte Anzahl kovalenter Bindungen zu bilden. In Verbindungen mit kovalenten Bindungen wird die Wertigkeit von Atomen durch die Anzahl der gebildeten Zwei-Elektronen-Zwei-Zentren-Bindungen bestimmt. Dies ist genau der Ansatz, der in der Theorie der lokalisierten Valenzbindungen verfolgt wird, die 1927 von W. Heitler und F. London im Jahr 1927 vorgeschlagen wurde. Offensichtlich, wenn ein Atom dies getan hat N ungepaarte Elektronen und M einzelne Elektronenpaare, dann kann sich dieses Atom bilden n+m kovalente Bindungen mit anderen Atomen. Bei der Beurteilung der maximalen Wertigkeit sollte man von der elektronischen Konfiguration des Hypothetischen, der sogenannten, ausgehen. „erregter“ (Valenz-)Zustand. Beispielsweise beträgt die maximale Wertigkeit eines Beryllium-, Bor- und Stickstoffatoms 4 (z. B. in Be(OH) 4 2-, BF 4 - und NH 4 +), Phosphor - 5 (PCl 5), Schwefel - 6 ( H 2 SO 4) , Chlor - 7 (Cl 2 O 7).

In einigen Fällen werden Eigenschaften eines molekularen Systems wie der Oxidationszustand eines Elements, die effektive Ladung eines Atoms, die Koordinationszahl eines Atoms usw. mit der Wertigkeit identifiziert. Diese Eigenschaften können nahe beieinander liegen und sogar quantitativ übereinstimmen, aber sind in keiner Weise miteinander identisch. Beispielsweise wird in den isoelektronischen Molekülen Stickstoff N 2, Kohlenmonoxid CO und Cyanidion CN eine Dreifachbindung realisiert (d. h. die Wertigkeit jedes Atoms beträgt 3), aber die Oxidationsstufe der Elemente ist jeweils 0 , +2, −2, +2 und −3. Im Ethanmolekül (siehe Abbildung) ist Kohlenstoff wie in den meisten organischen Verbindungen vierwertig, während die Oxidationsstufe formal gleich −3 ist.

Dies gilt insbesondere für Moleküle mit delokalisierten chemischen Bindungen, zum Beispiel beträgt in Salpetersäure die Oxidationsstufe von Stickstoff +5, während Stickstoff keine Wertigkeit höher als 4 haben kann. Die aus vielen Schulbüchern bekannte Regel lautet „Maximum.“ Wertigkeit„Element ist numerisch gleich der Gruppennummer im Periodensystem“ – bezieht sich ausschließlich auf die Oxidationsstufe. Auch die Begriffe „konstante Wertigkeit“ und „variable Wertigkeit“ beziehen sich in erster Linie auf die Oxidationsstufe.

siehe auch

Anmerkungen

Links

• Ugay Ya. A. Wertigkeit, chemische Bindung und Oxidationsstufe sind die wichtigsten Konzepte der Chemie // Soros Educational Journal. - 1997. - Nr. 3. - S. 53-57.
• / Levchenkov S.I. Kurzer Abriss der Geschichte der Chemie

Literatur

• L. Pawling Die Art der chemischen Bindung. M., L.: Staat. NTI chem. Literatur, 1947.
• Cartmell, Foles. Wertigkeit und Struktur von Molekülen. M.: Chemie, 1979. 360 S.]
• Coulson Ch. Wertigkeit. M.: Mir, 1965.
• Murrell J., Kettle S., Tedder J. Valenztheorie. Pro. aus dem Englischen M.: Mir. 1968.
• Entwicklung der Valenzlehre. Ed. Kuznetsova V.I. M.: Khimiya, 1977. 248 S.
• Wertigkeit von Atomen in Molekülen / Korolkov D.V. Grundlagen der anorganischen Chemie. - M.: Bildung, 1982. - S. 126.

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie, was „Valenz“ in anderen Wörterbüchern ist:

VALENCE, ein Maß für die „Verbindungskraft“ eines chemischen Elements, gleich der Anzahl einzelner CHEMISCHER BINDUNGEN, die ein ATOM bilden kann. Die Wertigkeit eines Atoms wird durch die Anzahl der ELEKTRONEN auf der höchsten (Valenz-)Ebene (extern...) bestimmt. Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

WERTIGKEIT- (vom lateinischen valere, was bedeutet) oder Atomizität, die Anzahl der Wasserstoffatome oder gleichwertigen Atome oder Radikale, die ein bestimmtes Atom oder Radikal dem Schwarm beitreten kann. V. ist eine der Grundlagen für die Verteilung der Elemente im Periodensystem D.I.... ... Große medizinische Enzyklopädie

Wertigkeit- *Valenz *Valenz Der Begriff kommt von lat. Macht haben. 1. In der Chemie ist dies die Fähigkeit von Atomen chemischer Elemente, eine bestimmte Anzahl chemischer Bindungen mit Atomen anderer Elemente einzugehen. Im Lichte der Struktur des Atoms ist V. die Fähigkeit von Atomen... ... Genetik. Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von lat. valentia force) in der Physik eine Zahl, die angibt, wie viele Wasserstoffatome ein bestimmtes Atom mit ihnen verbinden oder ersetzen kann. Valenz ist in der Psychologie eine aus England stammende Bezeichnung für motivierende Fähigkeit. Philosophisch... ... Philosophische Enzyklopädie

Atomaritätswörterbuch der russischen Synonyme. Wertigkeit Substantiv, Anzahl der Synonyme: 1 Atomizität (1) ASIS Wörterbuch der Synonyme. V.N. Trishin... Synonymwörterbuch

WERTIGKEIT- (von lateinisch valentia – stark, langlebig, einflussreich). Die Fähigkeit eines Wortes, sich grammatikalisch mit anderen Wörtern in einem Satz zu verbinden (bei Verben bestimmt die Wertigkeit beispielsweise die Fähigkeit, sich mit dem Subjekt, dem direkten oder indirekten Objekt zu verbinden) ... Neues Wörterbuch methodischer Begriffe und Konzepte (Theorie und Praxis des Sprachunterrichts)

- (von lat. valentia Kraft), die Fähigkeit eines Atoms eines chemischen Elements, eine bestimmte Anzahl anderer Atome oder Atomgruppen zu verbinden oder zu ersetzen, um eine chemische Bindung einzugehen... Moderne Enzyklopädie

- (von lateinisch valentia force) die Fähigkeit eines Atoms eines chemischen Elements (oder einer Atomgruppe), eine bestimmte Anzahl chemischer Bindungen mit anderen Atomen (oder Atomgruppen) einzugehen. Anstelle von Valenz werden oft engere Begriffe verwendet, zum Beispiel... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Um zu lernen, wie man chemische Formeln zusammenstellt, ist es notwendig, die Muster herauszufinden, nach denen Atome chemischer Elemente in bestimmten Verhältnissen miteinander verbunden sind. Vergleichen wir dazu die qualitative und quantitative Zusammensetzung von Verbindungen mit den Formeln HCl, H 2 O, NH 3, CH 4 (Abb. 12.1).

Diese Stoffe ähneln sich in ihrer qualitativen Zusammensetzung: Jedes Molekül enthält Wasserstoffatome. Allerdings ist ihre quantitative Zusammensetzung nicht gleich. Die Chlor-, Sauerstoff-, Stickstoff- und Kohlenstoffatome sind mit einem, zwei, drei bzw. vier Wasserstoffatomen verbunden.

Dieses Muster wurde zu Beginn des 11. Jahrhunderts bemerkt. J. Dalton. Im Laufe der Zeit entdeckte I. Ya. Berzelius, dass die größte Anzahl von Atomen, die mit einem Atom eines chemischen Elements verbunden sind, einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Im Jahr 1858 bezeichnete E. Frankland die „Kopplungskraft“ als die Fähigkeit von Atomen, eine bestimmte Anzahl anderer Atome zu binden oder zu ersetzen. Begriff "Wertigkeit"(von lat. Valentina -„Kraft“) wurde 1868 vom deutschen Chemiker K. G. Wichelhaus vorgeschlagen.

Wertigkeit - eine allgemeine Eigenschaft von Atomen. Es charakterisiert die Fähigkeit von Atomen, chemisch (durch Valenzkräfte) miteinander zu interagieren.

Die Wertigkeit vieler chemischer Elemente wurde anhand experimenteller Daten zur quantitativen und qualitativen Zusammensetzung von Stoffen bestimmt. Pro Wertigkeitseinheit die Wertigkeit des Wasserstoffatoms wurde akzeptiert. Wenn ein Atom eines chemischen Elements mit zwei einwertigen Atomen verbunden ist, ist seine Wertigkeit gleich zwei. Wenn es mit drei einwertigen Atomen kombiniert ist, ist es dreiwertig usw.

Der höchste Wertigkeitswert chemischer Elemente ist VIII .

Die Wertigkeit wird durch römische Ziffern angegeben. Bezeichnen wir die Wertigkeit in den Formeln der betrachteten Verbindungen:

Wissenschaftler entdeckten außerdem, dass viele Elemente in verschiedenen Verbindungen unterschiedliche Wertigkeitswerte aufweisen. Das heißt, es gibt chemische Elemente mit konstanter und variabler Wertigkeit.

Ist es möglich, die Wertigkeit anhand der Position eines chemischen Elements im Periodensystem zu bestimmen? Der maximale Wertigkeitswert eines Elements stimmt mit der Nummer der Gruppe des Periodensystems überein, in der es steht. Dennoch gibt es Ausnahmen – Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Kupfer und einige andere Elemente. Erinnern: Die Gruppennummer wird durch eine römische Ziffer über der entsprechenden vertikalen Spalte des Periodensystems angegeben.

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Wenn man sich die Formeln verschiedener Verbindungen ansieht, kann man das leicht erkennen Anzahl der Atome des gleichen Elements in den Molekülen verschiedener Stoffe ist nicht identisch. Zum Beispiel HCl, NH 4 Cl, H 2 S, H 3 PO 4 usw. Die Anzahl der Wasserstoffatome in diesen Verbindungen variiert zwischen 1 und 4. Dies ist nicht nur für Wasserstoff charakteristisch.

Wie können Sie erraten, welchen Index Sie neben die Bezeichnung eines chemischen Elements setzen müssen? Wie entstehen die Formeln einer Substanz? Dies ist einfach, wenn Sie die Wertigkeit der Elemente kennen, aus denen das Molekül einer bestimmten Substanz besteht.

– Dies ist die Eigenschaft eines Atoms eines bestimmten Elements, bei chemischen Reaktionen eine bestimmte Anzahl von Atomen eines anderen Elements zu binden, zu behalten oder zu ersetzen. Die Wertigkeitseinheit ist die Wertigkeit eines Wasserstoffatoms. Daher wird die Definition der Valenz manchmal wie folgt formuliert: Wertigkeit – Dies ist die Eigenschaft eines Atoms eines bestimmten Elements, eine bestimmte Anzahl von Wasserstoffatomen anzulagern oder zu ersetzen.

Wenn ein Wasserstoffatom an ein Atom eines bestimmten Elements gebunden ist, ist das Element einwertig, wenn zwei vorhanden sind – zweiwertig und usw. Wasserstoffverbindungen sind nicht für alle Elemente bekannt, aber fast alle Elemente bilden Verbindungen mit Sauerstoff O. Sauerstoff gilt als stets zweiwertig.

Konstante Wertigkeit:

ICH – H, Na, Li, K, Rb, Cs
II – O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd
III – B, Al, Ga, In

Was aber tun, wenn sich das Element nicht mit Wasserstoff verbindet? Dann wird die Wertigkeit des erforderlichen Elements durch die Wertigkeit des bekannten Elements bestimmt. Am häufigsten wird es mit der Wertigkeit von Sauerstoff gefunden, da seine Wertigkeit in Verbindungen immer 2 ist. Zum Beispiel, Es ist nicht schwer, die Wertigkeit von Elementen in den folgenden Verbindungen zu finden: Na 2 O (Wertigkeit von Na – 1, O – 2), Al 2 O 3 (Wertigkeit von Al – 3, O – 2).

Die chemische Formel eines bestimmten Stoffes kann nur erstellt werden, wenn die Wertigkeit der Elemente bekannt ist. Es ist beispielsweise einfach, Formeln für Verbindungen wie CaO, BaO, CO zu erstellen, da die Anzahl der Atome in den Molekülen gleich ist, da die Wertigkeiten der Elemente gleich sind.

Was ist, wenn die Valenzen unterschiedlich sind? Wann handeln wir in einem solchen Fall? Es ist notwendig, sich an die folgende Regel zu erinnern: In der Formel einer chemischen Verbindung ist das Produkt der Wertigkeit eines Elements mit der Anzahl seiner Atome im Molekül gleich dem Produkt der Wertigkeit mit der Anzahl der Atome eines anderen Elements . Wenn beispielsweise bekannt ist, dass die Wertigkeit von Mn in einer Verbindung 7 ist und O – 2, dann sieht die Formel der Verbindung so aus: Mn 2 O 7.

Wie sind wir auf die Formel gekommen?

Betrachten wir einen Algorithmus zum Zusammenstellen von Formeln nach Wertigkeit für Verbindungen, die aus zwei chemischen Elementen bestehen.

Es gibt eine Regel, dass die Anzahl der Wertigkeiten eines chemischen Elements gleich der Anzahl der Wertigkeiten eines anderen ist. Betrachten wir das Beispiel der Bildung eines Moleküls bestehend aus Mangan und Sauerstoff.
Wir werden gemäß dem Algorithmus komponieren:

1. Wir schreiben die Symbole der chemischen Elemente nebeneinander auf:

2. Wir tragen die Zahlen ihrer Wertigkeit über die chemischen Elemente auf (die Wertigkeit eines chemischen Elements finden Sie in der Tabelle des Periodensystems von Mendelev für Mangan). – 7, bei Sauerstoff – 2.

3. Finden Sie das kleinste gemeinsame Vielfache (die kleinste Zahl, die ohne Rest durch 7 und 2 teilbar ist). Diese Zahl ist 14. Wir teilen sie durch die Wertigkeiten der Elemente 14: 7 = 2, 14: 2 = 7, 2 und 7 sind die Indizes für Phosphor bzw. Sauerstoff. Wir ersetzen Indizes.

Wenn Sie die Wertigkeit eines chemischen Elements kennen und der Regel folgen: Wertigkeit eines Elements × Anzahl seiner Atome im Molekül = Wertigkeit eines anderen Elements × Anzahl der Atome dieses (anderen) Elements, können Sie die Wertigkeit eines anderen Elements bestimmen.

Mn 2 O 7 (7 2 = 2 7).

Der Begriff der Valenz wurde in die Chemie eingeführt, bevor die Struktur des Atoms bekannt wurde. Es wurde nun festgestellt, dass diese Eigenschaft eines Elements mit der Anzahl der externen Elektronen zusammenhängt. Für viele Elemente ergibt sich die maximale Wertigkeit aus der Position dieser Elemente im Periodensystem.

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Der Begriff „Valenz“ hat sich in der Chemie seit Beginn des 19. Jahrhunderts gebildet. Der englische Wissenschaftler E. Frankland stellte fest, dass alle Elemente nur eine bestimmte Anzahl von Bindungen mit Atomen anderer Elemente eingehen können. Er nannte es „Verbindungskraft“. Später untersuchte der deutsche Wissenschaftler F.A. Kekule Methan und kam zu dem Schluss, dass ein Kohlenstoffatom unter normalen Bedingungen nur vier Wasserstoffatome anbinden kann.

Er nannte es Basizität. Die Basizität von Kohlenstoff ist vier. Das heißt, Kohlenstoff kann mit anderen Elementen vier Bindungen eingehen.

Das Konzept wurde in den Werken von D. I. Mendeleev weiterentwickelt. Dmitri Iwanowitsch entwickelte die Lehre von periodischen Veränderungen der Eigenschaften einfacher Stoffe. Er definierte Verbindungskraft als die Fähigkeit eines Elements, eine bestimmte Anzahl von Atomen eines anderen Elements zu verbinden.

Bestimmung aus dem Periodensystem

Das Periodensystem erleichtert die Bestimmung der Basizität von Elementen. Dafür benötigen Sie das Periodensystem lesen können. Die Tabelle besteht aus acht vertikalen Gruppen und horizontal angeordneten Punkten. Besteht die Periode aus zwei Zeilen, heißt sie groß, besteht sie aus einer, heißt sie klein. Elemente sind in Spalten und Gruppen vertikal ungleichmäßig verteilt. Die Wertigkeit wird immer durch römische Ziffern angegeben.

Um die Wertigkeit zu bestimmen, müssen Sie wissen, was sie ist. Für Metalle der Hauptnebengruppen ist er immer konstant, für Nichtmetalle und Metalle der Nebennebengruppen kann er jedoch variabel sein.

Die Konstante ist gleich der Gruppennummer. Eine Variable kann höher oder niedriger sein. Die höchste Variable ist gleich der Gruppennummer und die niedrigste wird nach der Formel berechnet: acht minus Gruppennummer . Bei der Bestimmung müssen Sie Folgendes beachten:

• für Wasserstoff ist es gleich I;
• für Sauerstoff - II.

Wenn eine Verbindung ein Wasserstoff- oder Sauerstoffatom hat, ist die Bestimmung ihrer Wertigkeit nicht schwierig, insbesondere wenn es sich um ein Hydrid oder Oxid handelt.

Formel und Algorithmus

Die niedrigste Wertigkeit gilt für die Elemente, die sich rechts und höher in der Tabelle befinden. Und umgekehrt: Liegt das Element tiefer und links, dann ist es höher. Um es zu definieren, Sie müssen dem universellen Algorithmus folgen:

Beispiel: Nehmen wir die Ammoniakverbindung – NH3. Wir wissen, dass das Wasserstoffatom eine konstante Wertigkeit hat und gleich I ist. Wir multiplizieren I mit 3 (Anzahl der Atome) – das kleinste Vielfache ist 3. Stickstoff hat in dieser Formel den Index eins. Daher die Schlussfolgerung: Wir teilen 3 durch 1 und stellen fest, dass es für Stickstoff gleich IIII ist.

Der Wert für Wasserstoff und Sauerstoff ist immer leicht zu ermitteln. Schwieriger wird es, wenn es ohne sie ermittelt werden muss. Zum Beispiel , Verbindung SiCl4. Wie lässt sich in diesem Fall die Wertigkeit von Elementen bestimmen? Chlor gehört zur Gruppe 7. Dies bedeutet, dass seine Wertigkeit entweder 7 oder 1 ist (acht minus der Gruppennummer). Silizium gehört zur vierten Gruppe, was bedeutet, dass sein Potenzial zur Bildung von Bindungen vier beträgt. Es wird logisch, dass Chlor in dieser Situation die niedrigste Wertigkeit aufweist und gleich I ist.

Moderne Chemielehrbücher enthalten immer eine Tabelle der Wertigkeit chemischer Elemente. Dies erleichtert den Studierenden die Aufgabe erheblich. Das Thema wird in der achten Klasse studiert – im Studiengang Anorganische Chemie.

Moderne Darstellungen

Moderne Vorstellungen von Valenz basierend auf der Struktur der Atome. Ein Atom besteht aus einem Kern und in Orbitalen rotierenden Elektronen.

Der Kern selbst besteht aus Protonen und Neutronen, die das Atomgewicht bestimmen. Damit eine Substanz stabil ist, müssen ihre Energieniveaus gefüllt sein und über acht Elektronen verfügen.

Bei der Wechselwirkung streben Elemente nach Stabilität und geben ihre ungepaarten Elektronen entweder ab oder nehmen sie auf. Die Wechselwirkung erfolgt nach dem Prinzip „Was ist einfacher“ – Elektronen abgeben oder aufnehmen. Dies bestimmt auch, wie sich die Wertigkeit im Periodensystem ändert. Die Anzahl der ungepaarten Elektronen im äußeren Energieorbital ist gleich der Gruppennummer.

Als Beispiel

Alkalimetall Natrium gehört zur ersten Gruppe des Periodensystems von Mendelejew. Das bedeutet, dass es in seinem äußeren Energieniveau ein ungepaartes Elektron hat. Chlor gehört zur siebten Gruppe. Das bedeutet, dass Chlor sieben ungepaarte Elektronen hat. Chlor benötigt genau ein Elektron, um sein Energieniveau zu vervollständigen. Natrium gibt sein Elektron an dieses ab und wird in der Verbindung stabil. Chlor erhält ein zusätzliches Elektron und wird ebenfalls stabil. Dadurch entsteht eine Bindung und eine starke Verbindung – NaCl – das berühmte Speisesalz. Die Wertigkeit von Chlor und Natrium beträgt in diesem Fall 1.

Bisher haben Sie die chemischen Formeln der Stoffe verwendet, die im Lehrbuch stehen oder die Ihnen der Lehrer mitgeteilt hat. Wie stellt man chemische Formeln richtig zusammen?

Chemische Formeln von Stoffen werden auf der Grundlage der Kenntnis der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung des Stoffes erstellt. Es gibt eine Vielzahl von Substanzen, natürlich ist es unmöglich, sich alle Formeln zu merken. Dies ist nicht erforderlich! Es ist wichtig, ein bestimmtes Muster zu kennen, nach dem sich Atome zu neuen chemischen Verbindungen verbinden können. Diese Fähigkeit heißt Wertigkeit.

Wertigkeit– die Eigenschaft von Atomen von Elementen, eine bestimmte Anzahl von Atomen anderer Elemente zu binden

Betrachten wir Modelle von Molekülen einiger Substanzen wie Wasser, Methan und Kohlendioxid.

Man erkennt, dass in einem Wassermolekül ein Sauerstoffatom zwei Wasserstoffatome verbindet. Daher ist seine Wertigkeit zwei. In einem Methanmolekül bindet ein Kohlenstoffatom vier Wasserstoffatome, seine Wertigkeit in dieser Substanz beträgt vier. Die Wertigkeit von Wasserstoff ist in beiden Fällen gleich eins. Kohlenstoff weist die gleiche Wertigkeit wie Kohlendioxid auf, aber im Gegensatz zu Methan bindet das Kohlenstoffatom zwei Sauerstoffatome, da die Wertigkeit von Sauerstoff zwei ist.

Es gibt Elemente, deren Wertigkeit sich in Verbindungen nicht ändert. Solche Elemente sollen vorhanden sein konstante Wertigkeit. Wenn die Wertigkeit eines Elements unterschiedlich sein kann, handelt es sich um Elemente mit variable Valenz. Die Wertigkeit einiger chemischer Elemente ist in Tabelle 2 angegeben. Die Wertigkeit wird normalerweise durch römische Ziffern angegeben.

Tabelle 2. Wertigkeit einiger chemischer Elemente

Es ist erwähnenswert, dass die höchste Wertigkeit eines Elements numerisch mit der Ordnungszahl der Gruppe des Periodensystems übereinstimmt, in der es sich befindet. Kohlenstoff gehört beispielsweise zur Gruppe IV, seine höchste Wertigkeit ist IV.

Es gibt drei Ausnahmen:

• Stickstoff– ist in Gruppe V, aber seine höchste Wertigkeit ist IV;
• Sauerstoff– ist in Gruppe VI, aber seine höchste Wertigkeit ist II;
• Fluor– ist in Gruppe VII, aber seine höchste Wertigkeit ist I.

Aufgrund der Tatsache, dass sich alle Elemente in acht Gruppen des Periodensystems befinden, kann die Valenz Werte annehmen von I bis VIII.

Erstellen von Stoffformeln unter Verwendung der Valenz

Um Substanzformeln mithilfe der Valenz zu erstellen, verwenden wir einen bestimmten Algorithmus:

Bestimmung der Wertigkeit anhand der Formel eines Stoffes

Um die Wertigkeit von Elementen anhand der Formel eines Stoffes zu bestimmen, ist das umgekehrte Verfahren erforderlich. Betrachten wir es auch mit dem Algorithmus:

Beim Studium dieses Abschnitts haben wir komplexe Substanzen betrachtet, die nur zwei Arten von Atomen chemischer Elemente enthalten. Formeln für komplexere Stoffe sind unterschiedlich zusammengesetzt.

Binäre Verbindungen – Verbindungen, die zwei Arten von Elementatomen enthalten

Um die Reihenfolge der Reihenfolge der Verbindungen von Atomen zu bestimmen, werden strukturelle (grafische) Formeln von Stoffen verwendet. In solchen Formeln werden die Wertigkeiten von Elementen durch Wertigkeitsstriche (Striche) angegeben. Ein Wassermolekül kann beispielsweise dargestellt werden als

N─O─N

Die grafische Formel stellt nur die Reihenfolge der Atomverbindungen dar, nicht jedoch die Struktur von Molekülen. Im Weltraum können solche Moleküle anders aussehen. Somit hat ein Wassermolekül die Winkelstrukturformel:

• Wertigkeit– die Fähigkeit von Atomen von Elementen, eine bestimmte Anzahl von Atomen anderer chemischer Elemente zu binden
• Es gibt Elemente mit konstanter und variabler Wertigkeit
• Die höchste Wertigkeit eines chemischen Elements stimmt mit seiner Gruppennummer im Periodensystem der chemischen Elemente D.I. überein. Mendelejew. Ausnahmen: Stickstoff, Sauerstoff, Fluor
• Binäre Verbindungen– Verbindungen, die zwei Arten von Atomen chemischer Elemente enthalten
• Grafische Formeln spiegeln die Reihenfolge der Bindungen von Atomen in einem Molekül mithilfe von Valenzstrichen wider
• Die Strukturformel spiegelt die tatsächliche Form des Moleküls im Raum wider