Презентації та публікації

Валентність хімічних елементів є одним з найважливіших їх властивостей. Поняття валентності було введено в науку Е. Франкландом в 1852 році. Спочатку поняття носило виключно стехіометричний характер і випливало з закону еквівалентів. Сенс поняття валентності витікав із зіставлення величин атомної маси і еквівалента хімічних елементів.

З встановленням атомно-молекулярних уявлень поняття валентності набуло певного структурно-теоретичного сенсу. Під валентністю стали розуміти здатність одного атома даного елемента до себе приєднувати те або інше число атомів іншого хімічного елемента. За одиницю валентності була прийнята відповідна здатність атома водню, оскільки відношення атомної маси водню до його еквіваленту дорівнює одиниці. Таким чином валентність хімічного елементу визначали як здатність його атома приєднувати те чи інше число атомів водню. Якщо даний елемент не утворював сполук з воднем, його валентність визначалася як здатність його атома заміщати те чи інше число атомів водню в його з'єднаннях.

Таке уявлення про валентність підтверджувалося для найпростіших сполук.

На основі уявлення про валентність елементів виникло уявлення і про валентність цілих груп. Так, наприклад, групі OH, оскільки вона приєднувала один атом водню або заміняла один атом водню в інших його з'єднаннях, приписувалася валентність, що дорівнює одиниці. Проте уявлення про валентність втрачало свою однозначність, коли справа стосувалася сполук складніших. Так, наприклад, в перекису водню H₂O₂ валентність кисню повинна бути визнана рівною одиниці, оскільки в цьому з'єднанні на кожен атом кисню припадає один атом водню. Однак відомо, що кожен атом кисню в H₂O₂ з'єднаний з одним атомом водню і однією одновалентною групою OH, тобто кисень двохвалентний. Подібним чином валентність вуглецю в етані C₂H₆ повинна бути визнана рівною трьом, так як в цьому з'єднанні на кожен атом вуглецю припадає по три атома водню, але, оскільки кожен атом вуглецю з’єднаний з трьома атомами водню і однією одновалентною групою CH₃, валентність вуглецю в C₂H₆ дорівнює чотирьом.

Слід зауважити, що при формуванні уявлень про валентність окремих елементів зазначені ускладнюючі обставини не бралися до уваги, а враховувався тільки склад найпростіших сполук. Але й при цьому виявилося, що у багатьох елементів валентність в різних з'єднаннях не однакова. Особливо це було помітно для з'єднань деяких елементів з воднем і киснем, в яких виявлялася різна валентність. Так, в поєднанні з воднем валентність сірки виявилася рівною двом, а з киснем - шести. Тому стали розрізняти валентність за воднем і валентність за киснем.

Надалі у зв'язку з уявленням про те, що у з'єднаннях одні атоми поляризовані позитивно, а інші негативно, поняття про валентність в кисневих і водневих з'єднаннях було замінено поняттям про позитивну та негативну валентність.

Різні значення валентності у одних і тих же елементів проявлялися також в їх різних з'єднаннях з киснем. Іншими словами, одні й ті ж елементи виявилися здатні проявляти різну позитивну валентність. Так з'явилося подання про змінну позитивної валентності деяких елементів. Що стосується негативної валентності неметалічних елементів, то вона, як правило, виявилася у одних і тих же елементів постійною.

Елементів, що виявляють змінну позитивну валентність, виявилося більшість. Однак для кожного з таких елементів характерною виявилася його максимальна валентність. Така максимальна валентність отримала назву характеристичною.

Надалі, у зв'язку з виникненням і розвитком електронної теорії будови атома та хімічного зв'язку, валентність почали пов'язувати з числом електронів, що переходять від одного атома до іншого, або з числом хімічних зв'язків, що виникають між атомами в процесі утворення хімічної сполуки.

Електровалентність і ковалентність. Позитивна чи негативна валентність елемента - найпростіше визначити, якщо два елементи утворюють іонну сполуку: вважається, що елемент, атом якого став позитивно зарядженим іоном, проявив позитивну валентність, а елемент, атом якого став негативно зарядженим іоном, - негативну. Чисельне значення валентності вважається рівним величині заряду іонів. Оскільки іони в з'єднаннях утворюються за допомогою віддачі та приєднання атомами електронів, величина заряду іонів обумовлюється числом відданих (позитивних) і приєднаних (негативних) атомами електронів. Відповідно до цього позитивна валентність елемента вимірювалася числом відданих його атомом електронів, а негативна валентність - числом електронів, приєднаних даними атомом. Таким чином, оскільки валентність вимірюється величиною електричного заряду атомів, вона і отримала назву електровалентності. Її називають також іонною валентністю.

Серед хімічних сполук зустрічаються такі, в молекулах яких атоми не поляризовані. Очевидно, для них поняття про позитивну та негативну електровалентність не застосовується. Якщо ж молекула складена з атомів одного елемента (елементарні речовини), втрачає сенс і звичайне поняття про стехіометричне валентність. Однак, щоб оцінювати здатність атомів приєднувати те чи інше число інших атомів, стали використовувати число хімічних зв'язків, які виникають між даним атомом та іншими атомами при утворенні хімічної сполуки. Оскільки ці хімічні зв'язки, що представляють собою електронні пари, що одночасно належать обом сполученим атомам, називаються ковалентними, здатність атома утворити те чи інше число хімічних зв'язків з іншими атомами отримала назву ковалентності. Для встановлення ковалентності використовуються структурні формули, в яких хімічні зв'язки зображуються рисками.

Схожі презентації: