Валентность. Как найти валентность. Элементы с постоянной валентностью

Валентность — это способность атома данного элемента образовывать определенное количество химических связей.

Образно говоря, валентность — это число «рук», которыми атом цепляется за другие атомы. Естественно, никаких «рук» у атомов нет; их роль играют т. н. валентные электроны.

Можно сказать иначе: валентность — это способность атома данного элемента присоединять определенное число других атомов.

Необходимо четко усвоить следующие принципы:

Существуют элементы с постоянной валентностью (их относительно немного) и элементы с переменной валентностью (коих большинство).

Элементы с постоянной валентностью необходимо запомнить:

Остальные элементы могут проявлять разную валентность.

Высшая валентность элемента в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент.

Например, марганец находится в VII группе (побочная подгруппа), высшая валентность Mn равна семи. Кремний расположен в IV группе (главная подгруппа), его высшая валентность равна четырем.

Следует помнить, однако, что высшая валентность не всегда является единственно возможной. Например, высшая валентность хлора равна семи (убедитесь в этом!), но известны соединения, в которых этот элемент проявляет валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно запомнить несколько исключений: максимальная (и единственная) валентность фтора равна I (а не VII), кислорода — II (а не VI), азота — IV (способность азота проявлять валентность V — популярный миф, который встречается даже в некоторых школьных учебниках).

Валентность и степень окисления — это не тождественные понятия.

Эти понятия достаточно близки, но не следует их путать! Степень окисления имеет знак (+ или -), валентность — нет; степень окисления элемента в веществе может быть равна нулю, валентность равна нулю лишь в случае, если мы имеем дело с изолированным атомом; численное значение степени окисления может НЕ совпадать с валентностью. Например, валентность азота в N₂ равна III, а степень окисления = 0. Валентность углерода в муравьиной кислоте = IV, а степень окисления = +2.

Если известна валентность одного из элементов в бинарном соединении, можно найти валентность другого.

Делается это весьма просто. Запомните формальное правило: произведение числа атомов первого элемента в молекуле на его валентность должно быть равно аналогичному произведению для второго элемента.

В соединении A_xB_y: валентность (А) • x = валентность (В) • y

Пример 1. Найти валентности всех элементов в соединении NH₃.

Решение. Валентность водорода нам известна — она постоянна и равна I. Умножаем валентность Н на число атомов водорода в молекуле аммиака: 1 • 3 = 3. Следовательно, для азота произведение 1 (число атомов N) на X (валентность азота) также должно быть равно 3. Очевидно, что Х = 3. Ответ: N(III), H(I).

Пример 2. Найти валентности всех элементов в молекуле Cl₂O₅.

Решение. У кислорода валентность постоянна (II), в молекуле данного оксида пять атомов кислорода и два атома хлора. Пусть валентность хлора = Х. Составляем уравнение: 5 • 2 = 2 • Х. Очевидно, что Х = 5. Ответ: Cl(V), O(II).

Пример 3. Найти валентность хлора в молекуле SCl₂, если известно, что валентность серы равна II.

Решение. Если бы авторы задачи не сообщили нам валентность серы, решить ее было бы невозможно. И S, и Cl — элементы с переменной валентностью. С учетом дополнительной информации, решение строится по схеме примеров 1 и 2. Ответ: Cl(I).

Зная валентности двух элементов, можно составить формулу бинарного соединения.

В примерах 1 — 3 мы по формуле определяли валентность, попробуем теперь проделать обратную процедуру.

Пример 4. Составьте формулу соединения кальция с водородом.

Решение. Валентности кальция и водорода известны — II и I соответственно. Пусть формула искомого соединения — Ca_xH_y. Вновь составляем известное уравнение: 2 • x = 1 • у. В качестве одного из решений этого уравнения можно взять x = 1, y = 2. Ответ: CaH₂.

«А почему именно CaH₂? — спросите вы. — Ведь варианты Ca₂H₄ и Ca₄H₈ и даже Ca₁₀H₂₀ не противоречат нашему правилу!»

Ответ прост: берите минимально возможные значения х и у. В приведенном примере эти минимальные (натуральные!) значения как раз и равны 1 и 2.

«Значит, соединения типа N₂O₄ или C₆H₆ невозможны? — спросите вы. — Следует заменить эти формулы на NO₂ и CH?»

Нет, возможны. Более того, N₂O₄ и NO₂ — это совершенно разные вещества. А вот формула СН вообще не соответствует никакому реальному устойчивому веществу (в отличие от С₆Н₆).

Несмотря на все сказанное, в большинстве случаев можно руководствоваться правилом: берите наименьшие значения индексов.

Пример 5. Составьте формулу соединения серы с фтором, если известно, что валентность серы равна шести.

Решение. Пусть формула соединения — S_xF_y. Валентность серы дана (VI), валентность фтора постоянна (I). Вновь составляем уравнение: 6 • x = 1 • y. Несложно понять, что наименьшие возможные значения переменных — это 1 и 6. Ответ: SF₆.

Вот, собственно, и все основные моменты.

А теперь проверьте себя! Предлагаю пройти небольшой тест по теме «Валентность».

Хотите узнать, почему «классическое» определение валентности часто не «работает»? Почему валентность железа в FeO не равна двум? Почему для описания комплексных веществ используется понятие «координационное число»?

Смотрите продолжение этой статьи →

как найти валентность, я не понял вообще как её находить?

Образно говоря, валентность — это число «рук», которыми атом цепляется за другие атомы. Естественно, никаких «рук» у атомов нет; их роль играют т. н. валентные электроны.

Можно сказать иначе: валентность — это способность атома данного элемента присоединять определенное число других атомов.

Необходимо четко усвоить следующие принципы:

Существуют элементы с постоянной валентностью (их относительно немного) и элементы с переменной валентностью (коих большинство).

Элементы с постоянной валентностью необходимо запомнить:

Элементы Постоянная валентность
щелочные металлы (Li, Na, K, Rb , Cs, Fr) I
металлы II группы, главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) II
алюминий (Al) III
кислород (О) II
фтор (F) I

Остальные элементы могут проявлять разную валентность.

Высшая валентность элемента в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент.

Например, марганец находится в VII группе (побочная подгруппа), высшая валентность Mn равна семи. Кремний расположен в IV группе (главная подгруппа), его высшая валентность равна четырем.

Следует помнить, однако, что высшая валентность не всегда является единственно возможной. Например, высшая валентность хлора равна семи (убедитесь в этом!), но известны соединения, в которых этот элемент проявляет валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно запомнить несколько исключений: максимальная (и единственная) валентность фтора равна I (а не VII), кислорода — II (а не VI), азота — IV (способность азота проявлять валентность V — популярный миф, который встречается даже в некоторых школьных учебниках).

Валентность и степень окисления — это не тождественные понятия.

Эти понятия достаточно близки, но не следует их путать! Степень окисления имеет знак (+ или -), валентность — нет; степень окисления элемента в веществе может быть равна нулю, валентность равна нулю лишь в случае, если мы имеем дело с изолированным атомом; численное значение степени окисления может НЕ совпадать с валентностью. Например, валентность азота в N2 равна III, а степень окисления = 0. Валентность углерода в муравьиной кислоте = IV, а степень окисления = +2.

Если известна валентность одного из элементов в бинарном соединении, можно найти валентность другого.

Делается это весьма просто. Запомните формальное правило: произведение числа атомов первого элемента в молекуле на его валентность должно быть равно аналогичному произведению для второго элемента.

В соединении AxBy: валентность (А) • x = валентность (В) • y

Как определить валентность химических элементов — Разные правила и памятки — Памятки ученикам

Рассматривая формулы различных соединений, нетрудно заметить, что число атомов одного и того же элемента в молекулах различных веществ не одинаково. Например, HCl, NH₄Cl, H₂S, H₃PO₄ и т.д. Число атомов водорода в этих соединениях изменяется от 1 до 4. Это характерно не только для водорода.

Как же угадать, какой индекс поставить рядом с обозначением химического элемента? Как составляются формулы вещества? Это легко сделать, когда знаешь валентность элементов, входящих в состав молекулы данного вещества.

Валентность – это свойство атома данного элемента присоединять, удерживать или замещать  в химических реакциях определённое количество атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода. Поэтому иногда определение валентности формулируют так:валентность – это свойство атома данного элемента присоединять или замещать определённое количество атомов водорода.

Если к одному атому данного элемента прикрепляется один атом водорода, то элемент одновалентен, если два – двухвалентен и т.д. Водородные соединения известны не для всех элементов, но почти все элементы образуют соединения с кислородом О. Кислород считается постоянно двухвалентным.

Постоянная валентность:

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

Но как поступить в том случае, если элемент не соединяется с водородом? Тогда валентность необходимого элемента определяют  по валентности известного элемента. Чаще всего её находят, используя валентность кислорода,  потому что в соединениях его валентность всегда равно 2.Например, не составит труда найти валентность элементов в следующих соединениях: Na₂O (валентность Na – 1, O – 2), Al₂O₃ (валентность Al – 3, O – 2).

Химическую формулу данного вещества можно составить, только зная валентность элементов. Например, составить формулы таких соединений, как CaO, BaO, CO, просто, потому что число атомов в молекулах одинаково, так  как валентности элементов равны.

А если валентности разные? Когда мы действуем в таком случае? Необходимо запомнить следующее правило: в формуле любого химического  соединения произведение валентности одного элемента на число его атомов в молекуле равно произведению валентности на число атомов другого элемента. Например, если  известно, что валентность Mn  в соединении равна 7, а O – 2, тогда формула соединения будет выглядеть так  Mn₂O_7.

Как же мы получили формулу?

Рассмотрим алгоритм составления формул по валентности для состоящих из двух химических элементов.

Существует правило, что число валентностей у одного химического элемента равно числу валентностей у другого. Рассмотрим на примере образования молекулы, состоящей из марганца и кислорода.
Будем составлять в соответствии с алгоритмом:

1. Записываем рядом символы химических элементов:

Mn O

2. Ставим над химическими элементами цифрами их валентности (валентность химического элемента можно найти в таблице периодической системы Менделева, у марганца – 7, у кислорода  – 2.

3. Находим наименьшее общее кратное (наименьшее число, которое делится без остатка на 7 и на 2). Это число 14. Делим его на валентности элементов 14 : 7 = 2, 14 : 2 = 7, 2 и 7 будут индексами, соответственно у фосфора и кислорода. Подставляем индексы.

Зная валентность одного химического элемента, следуя правилу: валентность одного элемента × число его атомов в молекуле = валентность другого элемента × число атомов этого (другого) элемента,  можно определить валентность другого.

Mn₂O₇ (7 · 2 = 2 · 7).

2х = 14,

х = 7.

Понятие о валентности было введено в химию до того, как стало известно строение атома. Сейчас установлено, что это свойство элемента связано с числом внешних электронов. Для многих элементов максимальная валентность вытекает из положения этих элементов в периодической системе.

Таблица валентностей химических элементов. — таблицы Tehtab.ru

Как найти валентность металла

таблица или схема постоянной валентности в соединениях и как ее определить по формулам в 8 классе

Валентность химических элементов – это способность у атомов хим. элементов образовывать некоторое число химических связей. Принимает значения от 1 до 8 и не может быть равна 0.

Определяется числом электронов атома затраченых на образование хим. связей с другим атомом. Валентность это реальная величина. Обозначается римскими цифрами (I ,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Валентность химических элементов (Таблица)

Как можно определить валентность в соединениях:

• Валентность водорода (H) постоянна всегда 1. Отсюда в соединении h4O валентность O равна 2.
• Валентность кислорода (O) постоянна всегда 2. Отсюда в соединении СО2 валентность С равно 4.
• Высшая валентность всегда равна № группы.
• Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в Таблице Менделеева) и номером группы, в которой находится элемент.
• У металлов в подгруппах А таблицы Менделеева, валентность = № группы.
• У неметаллов обычно две валентности: высшая и низшая.

Валентность химических элементов может быть постоянной и переменной. Постоянная в основном у металлов главных подгрупп, переменная у неметаллов и металлов побочных подгруп.

Таблица валентности химических элементов

Источник: https://infotables.ru/khimiya/1071-valentnost-khimicheskikh-elementov

Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов

Электроотрицательность  — способность атома какого-либо химического элемента в соединении оттягивать на себя электроны связанных с ним атомов других химических элементов.

Электроотрицательность, как и прочие свойства атомов химических элементов, изменяется с увеличением порядкового номера элемента периодически:

• График выше демонстрирует периодичность изменения электроотрицательности элементов главных подгрупп в зависимости от порядкового номера элемента.
• При движении вниз по подгруппе таблицы Менделеева электроотрицательность химических элементов уменьшается, при движении вправо по периоду возрастает.
• Электроотрицательность отражает неметалличность элементов: чем выше значение электроотрицательности, тем более у элемента выражены неметаллические свойства.

Степень окисления

Степень окисления – условный заряд атома химического элемента  в соединении, рассчитанный исходя из предположения, что все связи в его молекуле ионные, т.е. все связывающие электронные пары смещены к атомам с большей электроотрицательностью.

Как рассчитать степень окисления элемента в соединении?

Степень окисления химических элементов в простых веществах всегда равна нулю.

Существуют элементы, проявляющие в сложных веществах постоянную степень окисления:

Существуют химические элементы, которые проявляют в подавляющем большинстве соединений постоянную степень окисления. К таким элементам относятся:

Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле всегда равна нулю. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна заряду иона.

Высшая (максимальная) степень окисления равна номеру группы. Исключения, которые не попадают под это правило, — элементы побочной подгруппы I группы, элементы побочной подгруппы VIII группы, а также кислород и фтор.

Химические элементы, номер группы которых не совпадает с их высшей степенью окисления (обязательные к запоминанию)

Низшая степень окисления металлов всегда равна нулю, а низшая степень окисления неметаллов рассчитывается по формуле:

• низшая степень окисления неметалла = №группы − 8

Отталкиваясь от представленных выше правил, можно установить степень окисления химического элемента в любом веществе.

Валентность

Валентность — число химических связей, которые образует атом элемента в химическом соединении.

Валентность атомов обозначается римскими цифрами: I, II, III и т.д.

Валентные возможности атома зависят от количества:

1. неспаренных электронов
2. неподеленных электронных пар на орбиталях валентных уровней
3. пустых электронных орбиталей валентного уровня

Валентные возможности атома водорода

Было сказано, что на валентные возможности могут влиять три фактора — наличие неспаренных электронов, наличие неподеленных электронных пар на внешнем уровне, а также наличие вакантных (пустых) орбиталей внешнего уровня.

Мы видим на внешнем (и единственном) энергетическом уровне один неспаренный электрон. Исходя из этого, водород может точно иметь валентность, равную I. Однако на первом энергетическом уровне есть только один подуровень — s, т.е. атом водорода на внешнем уровне не имеет как неподеленных электронных пар, так и пустых орбиталей.

Таким образом, единственная валентность, которую может проявлять атом водорода, равна I.

Валентные возможности атома углерода

Рассмотрим электронное строение атома углерода. В основном состоянии электронная конфигурация его внешнего уровня выглядит следующим образом:

Т.е. в основном состоянии на внешнем энергетическом уровне невозбужденного атома углерода находится 2 неспаренных электрона. В таком состоянии он может проявлять валентность, равную II.

Однако атом углерода очень легко переходит в возбужденное состояние при сообщении ему энергии, и электронная конфигурация внешнего слоя в этом случае принимает вид:

Несмотря на то что на процесс возбуждения атома углерода тратится некоторое количество энергии, траты с избытком компенсируются при образовании четырех ковалентных связей.

По этой причине валентность IV намного более характерна для атома углерода. Так, например, валентность IV углерод имеет в молекулах углекислого газа, угольной кислоты и абсолютно всех органических веществ.

Помимо неспаренных электронов и неподеленных электронных пар на валентные возможности также влияет наличие вакантных (  ) орбиталей валентного уровня.

Наличие таких орбиталей на заполняемом уровне приводит к  тому, что атом может выполнять роль акцептора электронной пары, т.е. образовывать дополнительные ковалентные связи по донорно-акцепторному механизму.

Так, например, вопреки ожиданиям, в молекуле угарного газа CO связь не двойная, а тройная, что наглядно показано на следующей иллюстрации:

Резюмируя информацию по валентным возможностям атома углерода:

• Для углерода возможны валентности II, III, IV
• Наиболее распространенная валентность углерода в соединениях IV
• В молекуле угарного газа CO связь тройная (!), при этом одна из трех связей образована по донорно-акцепторному механизму

Валентные возможности атома азота

Как видно из иллюстрации выше, атом азота в своем обычном состоянии имеет 3 неспаренных электрона, в связи с чем логично предположить о его способности проявлять валентность, равную III. Действительно, валентность, равная трём, наблюдается в молекулах аммиака (Nh5), азотистой кислоты (HNO2), треххлористого азота (NCl3) и т.д.

Выше было сказано, что валентность атома химического элемента зависит не только от количества неспаренных электронов, но также и от наличия неподеленных электронных пар.

Связано это с тем, что ковалентная химическая связь может образоваться не только, когда два атома предоставляют друг другу по одному электрону, но  также и тогда, когда один атом, имеющий неподеленную пару электронов — донор(  ) предоставляет ее другому атому с вакантной (  ) орбиталью валентного уровня (акцептору). Т.е.

для атома азота возможна также валентность IV за счет дополнительной ковалентной связи, образованной по донорно-акцепторному механизму. Так, например, четыре ковалентных связи, одна из которых образована по донорно-акцепторному механизму, наблюдается при образовании катиона аммония:

Несмотря на то что одна из ковалентных связей образуется по донорно-акцепторному механизму, все связи N-H в катионе аммония абсолютно идентичны и ничем друг от друга не отличаются.

Валентность, равную V, атом азота проявлять не способен. Связано это с тем, что для атома азота невозможен переход в возбужденное состояние, при котором происходит распаривание двух электронов с переходом одного из них на свободную орбиталь, наиболее близкую по уровню энергии.

Атом азота не имеет d-подуровня, а переход на 3s-орбиталь энергетически настолько затратен, что затраты энергии не покрываются образованием новых связей.

Многие  могут задаться вопросом, а какая же тогда валентность у азота, например, в молекулах азотной кислоты HNO3 или оксида азота N2O5? Как ни странно, валентность там тоже IV, что видно из нижеследующих структурных формул:

Пунктирной линией на иллюстрации изображена так называемая делокализованная π-связь. По этой причине концевые связи NO можно назвать «полуторными». Аналогичные полуторные связи имеются также в молекуле озона O3, бензола C6H6 и т.д.

Резюмируя информацию по валентным возможностям атома азота:

1. Для азота возможны валентности I, II, III и IV
2. Валентности V у азота не бывает!
3. В молекулах азотной кислоты и оксида азота N2O5 азот имеет валентность IV, а степень окисления +5 (!).
4. В соединениях, в которых атом азота четырехвалентен, одна из ковалентных связей образована по донорно-акцепторному механизму (соли аммония Nh5+, азотная кислота и д.р).

Источник: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/jelektrootricatelnost-stepen-okislenija-valentnost

Как найти валентные электроны переходных металлов?

Химия

Наука

• Анатомия и физиология
• Астрономия
• Астрофизика
• Биология
• Химия
• наука о планете Земля
• Наука об окружающей среде

.

Как найти валентность

Валентность определяется как объединяющая способность атома или молекулы. Существуют разные способы определения валентности данного атома:

• Правило октетов: Согласно правилу октетов соединение считается стабильным, если внешняя оболочка соединения имеет восемь электронов. Если количество электронов во внешней оболочке составляет от одного до четырех, говорят, что соединение имеет положительную валентность. Для соединений с четырьмя, пятью, шестью или семью электронами валентность определяется вычитанием электрона из восьми.Все благородные газы, кроме гелия, имеют восемь электронов.
• Периодическая таблица: Периодическая таблица состоит из элементов, которые расположены таким образом, что можно определить валентность данного элемента. Металлы в столбце 1 имеют валентность +1, а благородные газы в столбце 18 имеют валентность 0 и являются инертными.
• Валентность по химической формуле: Это правило основано на правиле октетов, и, наблюдая за объединением элемента, можно определить валентность.

Следовательно, это способы или методы, которые используются для вычисления валентности.

.

валентных электронов — химия | Сократик

Химия

Наука

• Анатомия и физиология
• Астрономия
• Астрофизика
• Биология
• Химия
• наука о планете Земля
• Наука об окружающей среде
• Органическая химия
• Физика

Математика

.

Валентных электронов — Характеристики и определение валентных электронов

• • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
  • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
    • BNAT
    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
    • Класс 110003 CBSE
      • Книги NCERT
        • Книги NCERT для класса 5
        • Книги NCERT, класс 6
        • Книги NCERT для класса 7
        • Книги NCERT для класса 8
        • Книги NCERT для класса 9
        • Книги NCERT для класса 10
        • NCERT Книги для класса 11
        • NCERT Книги для класса 12
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11

        9plar

      • RS Aggarwal
        • RS Aggarwal Решения класса 12
        • RS Aggarwal Class 11 Solutions
        • RS Aggarwal Решения класса 10
        • Решения RS Aggarwal класса 9
        • Решения RS Aggarwal класса 8
        • Решения RS Aggarwal класса 7
        • Решения RS Aggarwal класса 6
      • RD Sharma
        • RD Sharma Class 6 Решения
        • RD Sharma Class 7 Решения
        • Решения RD Sharma Class 8
        • Решения RD Sharma Class 9
        • Решения RD Sharma Class 10
        • Решения RD Sharma Class 11
        • Решения RD Sharma Class 12
      • PHYSICS
        • Механика
        • Оптика
        • Термодинамика
        • Электромагнетизм
      • ХИМИЯ
        • Органическая химия
        • Неорганическая химия
        • Периодическая таблица
      • MATHS
        • Статистика
        • 9000 Pro Числа
        • Числа
        • Числа
        • Число чисел Тр Игонометрические функции
        • Взаимосвязи и функции
        • Последовательности и серии
        • Таблицы умножения
        • Детерминанты и матрицы
        • Прибыль и убыток
        • Полиномиальные уравнения
        • Разделение фракций
      • Microology
  • FORMULAS
    • Математические формулы
    • Алгебраические формулы
    • Тригонометрические формулы
    • Геометрические формулы
  • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
    • Математические калькуляторы
    • 000E
    • 000
    • 000
    • 000 Калькуляторы
    • 000 Образцы документов для класса 6
    • Образцы документов CBSE для класса 7
    • Образцы документов CBSE для класса 8
    • Образцы документов CBSE для класса 9
    • Образцы документов CBSE для класса 10
    • Образцы документов CBSE для класса 1 1
    • Образцы документов CBSE для класса 12
  • Вопросники предыдущего года CBSE
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
  • HC Verma Solutions
    • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
    • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
  • Решения Лакмира Сингха
    • Решения Лакмира Сингха класса 9
    • Решения Лахмира Сингха класса 10
    • Решения Лакмира Сингха класса 8

  9000 Класс

9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE

Примечания

9000 JEE 9000 JEE 9000 Advanced

003 GSEB Books

.

Соли / «Естествознание»

«Валентность. Определение валентности по формулам»

Цели урока.

Дидактические:

• опираясь на знания учащихся, повторить понятия
  “химическая формула”;
• способствовать формированию у учащихся понятия
  “валентность” и умению определять валентность
  атомов элементов по формулам веществ;
• акцентировать внимание школьников на
  возможности интеграции курсов химии, математики.

Развивающие:

• продолжить формирование умений формулировать
  определения;
• разъяснять смысл изученных понятий и объяснять
  последовательность действий при определении
  валентности по формуле вещества;
• способствовать обогащению словарного запаса,
  развитию эмоций, творческих способностей;
• развивать умение выделять главное,
  существенное, сравнивать, обобщать, развивать
  дикцию, речь.

Воспитательные:

• воспитывать чувство товарищества, умение
  работать коллективно;
• повысить уровень эстетического воспитания
  учащихся;
• ориентировать учащихся на здоровый образ жизни.

Планируемые результаты обучения:

1. Учащиеся должны уметь формулировать
   определение “валентность”, знать валентность
   атомов водорода и кислорода в соединениях,
   определять по ней валентность атомов других
   элементов в бинарных соединениях,
2. Уметь разъяснять смысл понятия “валентность”
   и последовательность действий при определении
   валентности атомов элементов по формулам
   веществ.

Понятия, впервые вводимые на уроке:
валентность, постоянная и переменная
валентность.

Организационные формы: беседа,
индивидуальные задания, самостоятельная работа.

Средства обучения: алгоритм
определения валентности.

Демонстрационное оборудование: шаростержневые
модели молекул хлороводорода, воды, аммиака,
метана.

Оборудование для учащихся: на каждом
столе “Алгоритм определения валентности”.

Опережающее задание: индивидуальное
задание – подготовить сообщение на тему
“Эволюция понятия “валентность”.

Ход урока

I. Ориентировочно-мотивационный этап.

1. Фронтальная беседа с учащимися по пройденной
теме “Химическая формула”.

Задание: Что здесь написано? (Демонстрация
учителем формул, отпечатанных на отдельных
листах).

2. Индивидуальная работа по карточкам трёх
учащихся по теме “Относительная молекулярная
масса”. (Выполняют решение на доске). Проверка
учителем.

Карточка № 1. Рассчитайте
относительную молекулярную массу данных
веществ: NaCl, K₂O.

Справочные данные:

• Аr (Na) = 23
• Аr (Cl) = 35,5
• Аr (K) = 39
• Аr (O) = 16

Карточка № 2. Рассчитайте
относительную молекулярную массу данных
веществ: CuO, SO₂.

Справочные данные:

• Аr (Cu) = 64
• Аr (O) = 16
• Аr (S) =3 2

Карточка № 3. Рассчитайте
относительную молекулярную массу данных
веществ: CH₄, NO.

Справочные данные:

• Аr (С) = 12
• Аr (H)  = 1
• Аr (N) = 14
• Аr (O) = 16

3. Самостоятельная работа учащихся в тетрадях.

Задача информационно-вычислительного
характера (условие записано в раздаточном
материале).

Эффективность зубных паст в профилактике
кариеса можно сравнить по содержанию в них
активного фтора, способного взаимодействовать с
зубной эмалью. Зубная паста “Crest” (производство
США) содержит, как указано на упаковке, SnF₂, а
зубная паста “FM extra DENT” (производство Болгария)
содержит NaF. Вычислите, какая из этих двух паст
более сильнодействующее средство для
профилактики кариеса.

Проверка: один учащийся устно читает
решение.

II. Операционно-исполнительный этап.

1. Объяснение учителя. Постановка проблемы.

Понятие о валентности.

– До сих пор мы пользовались готовыми
формулами, приведёнными в учебнике. Химические
формулы можно вывести на основании данных о
составе веществ. Но чаще всего при составлении
химических формул учитываются закономерности,
которым подчиняются элементы, соединяясь между
собой.

Задание: сравните качественный и
количественный состав в молекулах: HCl , H₂O, NH₃,
CH₄.

Беседа с учащимися:

– Что общего в составе молекул?

Предполагаемый ответ: Наличие атомов
водорода.

– Чем они отличаются друг от друга?

Предполагаемый ответ:

• HCl – один атом хлора удерживает один атом
  водорода,
• H₂O – один атом кислорода удерживает два
  атома водорода,
• NH₃ – один атом азота удерживает три атома
  водорода,
• CH₄ – один атом углерода удерживает четыре
  атома водорода.

Демонстрация шаростержневых моделей.

Проблема: Почему различные атомы
удерживают различное количество атомов
водорода?

(Выслушиваем варианты ответов учащихся).

Вывод: У атомов разная
способность удерживать определённое количество
других атомов в соединениях. Это и называется
валентностью. Слово “валентность” происходит
от лат. valentia – сила.

Запись в тетради:

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

Валентность обозначается римскими цифрами.

Записи на доске и в тетрадях:

Валентность атома водорода принята за единицу,
а у кислорода – II.

2. Эволюция понятия “валентность” (сообщение
учащегося).

– В начале XIX века Дж. Дальтоном был
сформулирован закон кратных отношений, из
которого следовало, что каждый атом одного
элемента может соединяться с одним, двумя, тремя
и т.д. атомами другого элемента (как, например, в
рассмотренных нами соединениях атомов с
водородом).

В середине XIX века, когда были определены точные
относительные веса атомов (И.Я. Берцелиус и др.),
стало ясно, что наибольшее число атомов, с
которыми может соединяться данный атом, не
превышает определённой величины, зависящей от
его природы. Эта способность связывать или
замещать определённое число других атомов и была
названа Э.Франклендом в 1853 г. “валентность”.

Поскольку в то время для водорода не были
известны соединения, где он был бы связан более
чем с одним атомом любого другого элемента, атом
водорода был выбран в качестве стандарта,
обладающего валентностью, равной 1.

В конце 50-х гг. XIX вeка А.С. Купер и А.Кекуле
постулировали принцип постоянной
четырёхвалентности углерода в органических
соединениях. Представления о валентности
составили важную часть теории химического
строения А.М. Бутлерова в 1861 г.

Периодический закон Д.И. Менделеева в 1869 г.
вскрыл зависимость валентности элемента от его
положения в периодической системе.

Вклад в эволюцию понятия “валентность” в
разные годы внесли В.Коссель, А.Вернер, Г.Льюис.

Начиная с 30-х гг. XX века представления о природе
и характере валентности постоянно расширялись и
углублялись. Существенный прогресс был
достигнут в 1927 г., когда В.Гейтлер и Ф.Лондон
выполнили первый количественный
квантово-химический расчёт молекулы водорода H₂.

3. Определение валентности атомов элементов в
соединениях.

Правило определения валентности:
число единиц валентностей всех атомов одного
элемента равно числу единиц валентности всех
атомов другого элемента.

Алгоритм определения валентности.

4. Упражнение: определить
валентность элементов в веществах (тренажёр:
ученики цепочкой выходят к доске). Задание в
раздаточном материале.

SiH₄, CrO₃, H₂S, CO₂, CO, SO₃,
SO₂, Fe₂O₃, FeO, HCl, HBr, Cl₂O₅,
Cl₂O₇, РН₃, K₂O, Al₂O₃,
P₂O₅, NO₂, N₂O₅, Cr₂O₃,
SiO₂, B₂O₃, SiH₄, Mn₂O₇,
MnO, CuO, N₂O₃.

III. Оценочно-рефлексивный этап.

Первичная проверка усвоения знаний.

В течение трёх минут необходимо выполнить одно
из трёх заданий по выбору. Выбирайте только то
задание, с которым вы справитесь. Задание в
раздаточном материале.

• Репродуктивный уровень (“3”).
  Определите валентность атомов химических
  элементов по формулам соединений: NH₃, Au₂O₃,
  SiH₄, CuO.
• Прикладной уровень (“4”). Из
  приведённого ряда выпишите только те формулы, в
  которых атомы металлов двухвалентны: MnO, Fe₂O₃
  , CrO₃, CuO, K₂O, СаH_2.
• Творческий уровень (“5”). Найдите
  закономерность в последовательности формул: N₂O,
  NO, N₂O₃ и проставьте валентности над
  каждым элементом.

Проверка выборочная. Консультант
из числа учащихся по готовому шаблону проверяет 4
тетради учащихся.

Работа над ошибками. Ответы на
обратной стороне доски.

IV. Подведение итогов урока.

Беседа с учащимися:

• Какую проблему мы поставили в начале урока?
• К какому выводу мы пришли?
• Дать определение “валентности”.
• Чему равна валентность атома водорода?
  Кислорода?
• Как определить валентность атома в соединении?

Оценка работы учащихся в целом и отдельных
учащихся.

Домашнее задание: § 4, стр. 23–25,
упр. на стр. 25.

– Благодарю за урок. До свидания.

Химия 101: Как найти валентные электроны

Химия — вот что делает вещи! Это может быть немного упрощенно, но на самом деле мы говорим об элементах, молекулах, связях, реакциях, взрывах и вещах, о которых говорит Нил де Грасс Тайсон.

Когда мы говорим о химии, мы говорим о строительных блоках Вселенной, какой мы ее знаем. Все элементы действуют как кирпичики Lego, соединяясь друг с другом, пока не получится нечто большее, чем сумма его частей, например металлы, вода, химические соединения и даже живые существа.Иногда они не так хорошо слипаются и разваливаются или взрываются, превращаясь в самые простые формы. Именно эти связи и реакции составляют Вселенную, какой мы ее знаем, видим и переживаем.

Если все это кажется достаточно увлекательным, то есть отличное место, чтобы начать с курса «Химия 101 — Принципы химии». Этот класс заложит основу для дальнейшего обучения. Он даже затрагивает суть этой статьи об электронах, которые делают все это, так называемых валентных электронах.

Атомов

Начнем с атомов. Атомы состоят из протонов (положительно заряженные частицы), электронов (отрицательно заряженные частицы) и нейтронов (без заряда). В ядре находятся протоны и нейтроны, что определяет вес атома. Это самые основные формы, с которыми мы имеем дело в химии.

Корпуса

Электроны в атоме живут по орбитам, перемещаясь, как ослепляюще быстрые планеты в облаке вокруг ядра. Эти орбиты имеют разные уровни энергии в зависимости от их расстояния от ядра и называются оболочками.Каждая оболочка имеет определенное количество электронов, которое она может иметь, и их количество увеличивается на фиксированное число. По мере увеличения уровня оболочки энергия оболочки увеличивается из-за дополнительных электронов. У каждой оболочки также есть подоболочки, количество которых также увеличивается с увеличением номера оболочки. Итак, первая оболочка имеет одну подоболочку и помечена как 1s. Следующая подоболочка — 2 и содержит две подоболочки, 2s и 2p. Третий номер, как вы уже догадались, 3 и имеет подоболочки s, p и d.Следующая оболочка состоит из четырех подоболочек, обозначенных s, p, d и f.

Этот разговор об оболочках фактически начинает касаться квантовой механики, совершенно другой и более запутанной темы. Если это вызвало у вас интерес и вы хотите выйти за рамки базовой химии и погрузиться в странный мир квантовой механики, вы можете посетить этот курс: Квантовая физика: обзор странного мира. Вы познакомитесь с невероятными возможностями, которые составляют физический мир вокруг нас.Конечно, пьянящая штука.

Поиск электронов валентности

Так как же проще всего найти эти электроны? Проверяя место элемента в таблице Менделеева. На первый взгляд, таблица Менделеева кажется, что кто-то просто сложил вещи в какой-то странный ассортимент, используя цвета, чтобы различать предметы, а затем пронумеровал их. Но в этом безумии есть своя методика. Для наших целей мы будем смотреть на столбцы в таблице с номерами от 1 до 18. Помните, столбцы идут вверх и вниз.

Эти столбцы представляют группы или семейства элементов. Они связаны подобием электронов в их внешней оболочке, в которой расположены валентные электроны. Эти группы получают свои имена либо по номеру группы, либо по элементу в верхней части столбца (исключение составляет литиевая группа). Хотя вы можете услышать и другие названия некоторых из этих групп, вы не ошибетесь, если будете придерживаться номеров или названий их элементов.

Эти столбцы пронумерованы от 1 до 18.Для определения валентных электронов мы игнорируем столбцы 3–12. Эти ребята — «переходные металлы», и их способность обнаруживать валентные электроны отличается от других элементов. Итак, идем слева направо, номер 1-8 для групп 1-2 и 13-18, помня, что, хотя гелий висит на дальнем конце, у него только 2 валентных электрона, вместо максимального числа 8, как у другого. элементы в своей группе.

Глядя на таблицу, мы можем увидеть, пересчитав и пропустив переходные металлы, что элемент фосфор (P) имеет 5 валентных электронов.Вот и все.

из Викимедиа

Для переходных металлов (группы 3-12) определение валентных электронов более сложно. Их атомная структура такова, что их d-подоболочка является неполной. Это означает, что оболочка, которая находится ниже внешней оболочки, будет местом реакции валентных электронов. Все усложняется.

Но не все «валентные оболочки» действительно будут иметь валентные электроны! Иногда эти оболочки будут заполнены или закрыты, что означает, что у них нет электронов, с которыми можно было бы взаимодействовать.Эти атомы не будут реагировать или образовывать связи, и поэтому называются инертными (вы также можете называть инертным того, кто сидит на диване и смотрит телевизор весь день, но это не имеет никакого отношения к химии). Все благородные газы в группе 18 инертны.

Способ найти валентные электроны без таблицы Менделеева — это использовать атомный номер и нарисовать диаграмму. Атомный номер — это количество протонов и электронов в атоме. Это означает, что атомный номер 8 (кислород) имеет 8 протонов и 8 электронов.

Нарисуем это в виде простой схемы. Представьте, что атом представляет собой набор кругов с точкой посередине. Эта точка будет ядром, а круги — его оболочками. Первый из элементов — водород (H) с атомным номером 1. В его ядре находится 1 протон, а в его оболочке — 1 электрон. Это будет выглядеть так:

Поскольку он находится в группе 1, мы можем вычислить, что этот один электрон является валентным электроном для H и что это высокореактивный элемент.

Это было достаточно просто, имея дело с одним электроном. А кислород? С учетом 8 электронов, это еще не все. Как упоминалось ранее, оболочки могут содержать только определенное количество электронов. Первый может иметь только 2, а следующий может иметь до 8 (2 для подоболочки s, а затем еще 6 для подоболочки p). Начиная с внутренней оболочки, мы можем заполнить эти 2, а затем оставшиеся 6 перейти к следующей.

Поскольку эта оболочка может нести максимум 8, она не инертна и имеет 6 валентных электронов.Если вы посмотрите периодическую таблицу и посчитаете группы, вы увидите, что она попадает в группу 6, что соответствует приведенной выше диаграмме.

Вот и все: несколько основных указателей, которые помогут вам найти валентные электроны.

Если вы находитесь в Великобритании и нуждаетесь в переподготовке к экзамену GCSE Edexcel Science Exam (или просто хотите освежить свои знания), тогда у нас есть класс для вас! Удачно названный GCSE Chemistry: Edexcel C1 поможет вам понять, что вам нужно знать для первой половины раздела «Наука».

Для более специализированного взгляда на химию с серьезными практическими применениями у нас есть этот класс, отвечающий вашим потребностям: Physical Metallurgy I.Этот класс углубляется в основы, выходящие за рамки того, что мы здесь рассмотрели, а также в то, как все это относится к металлам в промышленности и металлообработке.

Удачи!

Последнее обновление страницы: февраль 2020 г.

Рекомендуемые статьи

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

_Разное

Udemy Editor

Что такое валентные электроны и как их найти? Где они расположены?

Валентные электроны — это те электроны, которые находятся во внешней оболочке, окружающей атомное ядро.Валентные электроны имеют решающее значение, потому что они дают глубокое понимание химических свойств элемента: является ли он электроотрицательным или электроположительным по природе, или они указывают порядок связи в химическом соединении — количество связей, которые могут быть образованы между двумя атомами.

Поскольку ковалентные связи образуются за счет разделения электронов в конечной оболочке, число указывает, сколько связей может быть образовано.

Что такое валентные электроны?

Валентные электроны — это электроны, расположенные на внешней оболочке атома.Другими словами, это электроны, которые могут быть получены или потеряны в ходе химической реакции.

Где валентные электроны?

Независимо от типа химической связи между атомами, будь то ионная, ковалентная или металлическая связь, изменения в атомной структуре ограничиваются электронами во внешней оболочке, то есть валентными электронами.

Самый простой метод — это сослаться на атомную конфигурацию элемента и просто подсчитать электроны в самой внешней оболочке.Однако это будет чрезвычайно трудоемкая задача, поскольку нам, возможно, придется рыться в учебниках, чтобы найти конфигурации, которых мы не знаем.

Однако не стоит беспокоиться, так как существует гораздо более простой способ определения этого желанного числа. Это более общий подход, требующий всего лишь одного небольшого великолепного прямоугольного листа бумаги — таблицы Менделеева.

Чтобы определить количество валентных электронов элемента, нам нужно только обратиться к периодической таблице и найти положение элемента в ней.

Валентные электроны и таблица Менделеева

Периодическая таблица Менделеева представляет собой четкое расположение всех элементов, открытых до сих пор. Элементы расположены слева направо в порядке возрастания их атомных номеров или количества протонов или электронов, которые они содержат.

Элементы делятся на четыре категории: элементы основной группы, переходные элементы, лантаноиды и актиниды. Последние два также называются внутренними переходными элементами .

Таблица содержит всего 18 столбцов, формально известных как группы , , а также строки, формально известные как периоды . В подтаблице вверху 7 строк, а внизу — 2 строки, в которых выделяются более редкие элементы. Переходные элементы образуют мост или закрепляют переход между элементами 2-й и 13-й групп.

Как найти валентные электроны?

Когда мы спускаемся по группе, количество валентных электронов остается прежним, хотя количество оболочек увеличивается.

В то время как валентные электроны за период постепенно поднимаются на единицу, количество оболочек остается неизменным. Номер периода (номер строки, чтобы напомнить вам), в котором можно найти элемент, указывает количество оболочек, окружающих его ядро.

Итак, какое значение имеет номер группы?

Валентные электроны элементов, отличных от переходных — элементы основной группы

В то время как номер периода указывает количество оболочек, номер группы указывает количество валентных электронов во внешней оболочке.В частности, число в разряде единиц. Однако это верно только для основных элементов группы — элементов, населяющих группы 1-2 и 13-18.

Правило неприменимо к элементам перехода и внутренним элементам перехода (мы рассмотрим эту причину через минуту). Например, натрий (Na) находится в периоде 3, группе 1, что означает, что он имеет 3 оболочки и один электрон в валентной оболочке.

Или вы можете рассматривать хлор в Группе 17. Соответственно, чтобы определить его валентные электроны, мы должны искать только число вместо единиц: 7.Как и ожидалось, это именно количество электронов в его валентной оболочке.

Этот метод простого обращения к периодической таблице и определения соответствующего номера группы устранил хлопоты и сложности, которые когда-то сопровождали трудный поиск индивидуальных атомных конфигураций.

А как насчет валентных электронов элементов между ними? Конечно, мы не должны забывать о лантаноидах и актинидах…

Быстрое объяснение того, как оболочки заполняются электронами

Переходные элементы мало чем отличаются от металлов, которые идут плечом к плечу в элементах основной группы.Они очень похожи на металлы: они пластичны, пластичны и могут проводить как тепло, так и электричество. Тот факт, что два лучших проводника — медь (Cu) и алюминий (Al) — являются переходными металлами, показывает, насколько их свойства перекрываются.

Однако они не дублируют результаты, полученные нами с помощью вышеуказанного метода. Мы не можем подсчитать их валентные электроны просто по номеру их группы.

Чтобы понять это исключение, нам нужно понять, как электроны занимают оболочки в любом элементе .

Однако сначала мы должны отучиться от школьного метода заполнения оболочек вокруг атомного ядра: помните 2..8..8..18 и так далее? Что ж, есть причина, по которой мы распределяем электроны именно таким образом.

Аналогия с солнечной системой, которая описывает упорядочение электронов вокруг атома, совершенно неверна. Его следует немедленно устранить, но, поскольку он снимает трудности, связанные с представлением модели закона ual , учебники для старших классов в первую очередь полагаются на это элементарное объяснение.

Электроны не занимают твердые оболочки вокруг своего ядра. На самом деле их положение вокруг ядра весьма неопределенно. Они могут занимать только определенные энергетические уровни вокруг ядра. Скорее всего, их там и можно найти. Технически эти уровни называются квантовыми состояниями и обозначаются так называемыми квантовыми числами n .

Теперь следующее предложение может показаться лицемерным, но квантовые числа можно рассматривать как старые добрые оболочки, но теперь с подоболочками, которые технически известны как орбитали (s, p, d, f).Несмотря на это упрощение, он вполне подходит для ускоренного курса, подобного этому.

Существует правило, ограничивающее количество электронов, которое может вместить суб-оболочка: s-2, p-6, d-10 и f-14. Если этого было недостаточно, добавляя к бреду, оболочки можно заполнять только в определенном порядке, указанном ниже. Назовем это правилом правилом .

Электроны должны заполняться только слева направо именно в этом порядке.

Если бы мы неосознанно распределяли электроны относительно того, как выстроены суб-оболочки, как показано на рисунке выше, кальций (Ca) с атомным номером 20 имел бы конфигурацию 2,8,10 (2, 2+ 6, 2 + 6 + 2).Любой школьный учебник химии скажет вам, что это неверно, поскольку точная конфигурация — 2,8,8,2.

Однако, поскольку мы должны соблюдать правило , мы наблюдаем, что 4 должны быть заполнены до 3d, , так что теперь 8 в 3-й оболочке и 2 в 4-й, что составляет конфигурацию: 2,8,8 , 2. Вуаля! Как весело воскликнул бы Ричард Фейнман: «Удовольствие узнавать все! К сожалению, радость наполовину прожита — причина , самого правила , эта кажущаяся абсурдность, выходит за рамки данной статьи.

Хорошо, теперь, когда мы знаем, как заполняются оболочки, мы можем пойти дальше и найти количество валентных электронов в переходных элементах.

Валентные электроны лантаноидов и актинидов (переходные и внутренние переходные элементы)

Рассмотрим скандий (Sc) с его атомным номером 21. Заполняя электроны в соответствии с нашим правилом , , мы видим, что 21-й электрон занимает 3d-суб- оболочка. Однако, поскольку ранее заполненная 4-я оболочка (4s) имеет 2 электрона и, по-видимому, является самой внешней оболочкой, количество валентных электронов равно 2.

Аналогично, каждый переходный элемент в 4-м периоде должен иметь 2 валентных электрона. Причина в том, что хотя 3d заполняется раньше, чем 4s, два электрона, расположенные в 4-й оболочке, являются обитателями самой внешней оболочки и по праву заслуживают обозначения валентных электронов.

Фактически, это верно для переходных элементов в каждый период. Рассмотрим Золото (Au), находящееся в 6 периоде (строке) и 11 группе (столбце). В процессе наполнения его раковин можно понять, что после начинки 5d следует начинка 6s.А поскольку 6-я оболочка расположена выше 5-й, количество валентных электронов равно… * барабанная дробь * … 2!

Тем не менее, именно так электроны в идеале и выстроились бы в линию. Энергетические различия между этими оболочками ничтожны, и электроны (или Природа, если на то пошло) жаждут стабильности больше всего на свете. Электрон с радостью совершит прыжок на соседнюю оболочку с относительно эквивалентной энергией, чтобы достичь более стабильной конфигурации.

Хорошим примером является непостоянная конфигурация атома меди (Cu).

Загадочный случай валентных электронов меди

Медь имеет 29 электронов, поэтому самые задние электроны выстраиваются в линию как… 4s2-3d9. Для меди конфигурация немного тревожит — более стабильной конфигурацией было бы 10 электронов в 3d-оболочке, и это именно то, что мы наблюдаем!

Поскольку энергии оболочек сравнимы, электрон с 4s совершает скачок в 3d, чтобы получить стабильную конфигурацию. Количество валентных электронов теперь 1!

Ряд элементов среди переходных элементов демонстрируют эту странность, которая также наблюдается на внутренних переходных элементах из-за сравнимых уровней энергии оболочек f, d и s.

Таким образом, можно сказать, что количество валентных электронов для переходных элементов и внутренних переходных элементов изменяется непредсказуемым образом.

Хотя количество валентных электронов для переходных элементов все еще можно предсказать — и большинство из них в конечном итоге равняется 2, — такое предсказание для внутренних переходных элементов невозможно имитировать.

Статьи по теме

Статьи по теме

Прихотливое поведение их валентных электронов, бесконечно дрожащих и прыгающих в нерешительности, отрицает любые попытки получить уникальную стабильную конфигурацию, что делает предсказать количество валентных электронов практически невозможным!

Как проще всего найти валентный электрон?

В химии валентный электрон — это электрон, расположенный на внешней электронной оболочке элемента.Знание того, как определить количество валентных электронов в конкретном атоме, является важным навыком для химиков.

Это связано с тем, что эта информация определяет типы химических связей, которые она может образовывать. Следовательно, реактивность элемента. К счастью, все, что вам нужно, чтобы найти валентный электрон элемента, — это стандартная периодическая таблица элементов.

Поиск электрона валентности с помощью периодической таблицы: непереходные металлы

Это таблица с цветовой кодировкой, состоящая из множества различных квадратов, в которой перечислены все химические элементы, известные человечеству.Таблица Менделеева содержит много информации об элементах.

Источник: Freepik

Мы будем использовать часть этой информации, чтобы определить количество валентных электронов в исследуемом атоме. Обычно их можно найти на обложках учебников химии и в Интернете.

• Обозначьте каждый столбец периодической таблицы элементов от 1 до 18.

В периодической таблице все элементы в одном вертикальном столбце будут иметь одинаковое количество валентных электронов.Если в вашей таблице Менделеева еще нет пронумерованных столбцов, дайте каждому номер, начиная с 1 для крайнего левого края и 18 для крайнего правого конца.

Источник: Freepik

С научной точки зрения эти столбцы называются «группами элементов». Например, если бы мы работали с периодической таблицей, в которой группы не пронумерованы, мы бы написали 1 над Водородом (H), 2 над Бериллием ( Be) и так далее, пока не будет написано 18 над гелием (He).

• Найдите свой элемент на столе.

Теперь найдите на столе элемент, для которого вы хотите найти валентные электроны. Вы можете сделать это с помощью его химического символа, который представляет собой буквы в каждом поле. Его атомный номер — это номер в верхнем левом поле.

Для примера, давайте найдем валентные электроны для очень распространенного элемента: углерода (C). Этот элемент имеет порядковый номер 6. Он расположен в верхней части группы 14.

Источник: Freepik

На следующем этапе мы найдем его валентные электроны.В этом разделе мы проигнорируем переходные металлы. Это элементы в прямоугольном блоке, состоящем из групп с 3 по 12 (элементы в коричневых прямоугольниках).

Эти элементы немного отличаются от остальных, поэтому действия, описанные в этом подразделе, с ними не работают. Узнайте, как с ними справиться, в подразделе ниже.

• Используйте номера групп, чтобы определить количество валентных электронов.

Групповой номер непереходного металла можно использовать для определения количества валентных электронов в атоме этого элемента.Единичный знак номера группы — это количество валентных электронов в атоме этих элементов. Другими словами:

• Валентный электрон группы 1: 1
• Группа 2: 2 валентных электрона
• Группа 13: 3 валентных электрона
• Группа 14: 4 валентных электрона
• Группа 15: 5 валентных электронов
• Группа 16: 6 валентных электронов
• Группа 17: 7 валентных электронов
• Группа 18: 8 валентных электронов (кроме гелия, у которого их 2)

В нашем примере, поскольку углерод находится в группе 14, мы можем сказать, что один атом углерода имеет четыре валентных электрона

Поиск электрона валентности с помощью периодической таблицы: переходные металлы

• Найдите элемент из групп с 3 по 12.

Как отмечалось выше, элементы в группах с 3 по 12 называются «переходными металлами» и ведут себя иначе, чем остальные элементы, когда дело касается валентных электронов. В этом разделе мы объясним, как в определенной степени часто невозможно приписать этим атомам валентные электроны.

Для примера возьмем тантал (Ta), элемент 73. На следующих нескольких шагах мы найдем его валентные электроны (или, по крайней мере, попытаемся это сделать).

Обратите внимание, что переходные металлы включают ряды лантанидов и актинидов.Это также называется «редкоземельные металлы». Два ряда элементов, которые обычно располагаются под остальной частью таблицы, начинаются с лантана и актиния. Все эти элементы принадлежат к группе 3 периодической таблицы.

• Поймите, что переходные металлы не имеют «традиционных» валентных электронов.

Чтобы понять, почему переходные металлы на самом деле не «работают», как остальная часть таблицы Менделеева, требуется небольшое объяснение того, как электроны ведут себя в атомах.Когда электроны присоединяются к атому, они сортируются по разным «орбиталям». По сути, это разные области вокруг ядра, в которых собираются электроны. Как правило, валентные электроны — это электроны во внешней оболочке. Другими словами, добавляются последние электроны.

Когда электроны добавляются к самой внешней d-оболочке переходного металла, первые электроны, попадающие в оболочку, стремятся действовать как нормальные валентные электроны.

Но после этого они перестают действовать, и электроны из других орбитальных слоев иногда вместо этого действуют как валентные электроны.Это означает, что у атома может быть несколько количеств валентных электронов в зависимости от того, как им манипулировать.

• Определите количество валентных электронов на основе номера группы.

Еще раз, номер группы элемента, который вы изучаете, может сказать вам, что это валентные электроны. Однако для переходных металлов нет закономерности, которой вы могли бы следовать. Номер группы обычно соответствует диапазону возможных чисел валентных электронов. Это:

• Группа 3: валентные электроны 3
• Группа 4: от 2 до 4 валентных электронов
• Группа 5: от 2 до 5 валентных электронов
• Группа 6: от 2 до 6 валентных электронов
• Группа 7: от 2 до 7 валентных электронов
• Группа 8: 2 или 3 валентных электрона
• Группа 9: 2 или 3 валентных электрона
• Группа 10: 2 или 3 валентных электрона
• Группа 11: 1 или 2 валентных электрона
• Группа 12: 2 валентных электрона

В нашем примере, поскольку тантал находится в группе 5, мы можем сказать, что он имеет от двух до пяти валентных электронов, в зависимости от ситуации.

Поиск валентных электронов с электронной конфигурацией

• Узнайте, как читать электронную конфигурацию.

Другой способ найти валентные электроны элемента — это использовать так называемую электронную конфигурацию. На первый взгляд это может показаться сложным, но это всего лишь способ представить электронные орбитали в атоме буквами и цифрами.

Это легко, если вы знаете, на что смотрите. Давайте посмотрим на пример конфигурации для элемента натрия (Na): 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ¹

Фрагмент «числовая буква» — это название электронной орбитали, а «выпуклое число» — это количество электронов на этой орбитали.Например, мы бы сказали, что у натрия 2 электрона на орбитали 1s плюс 2 электрона на орбитали 2s плюс 6 электронов на орбитали 2p плюс 1 электрон на орбитали 3s.

Это всего 11 электронов. Натрий — это элемент номер 11, поэтому в этом есть смысл. Имейте в виду, что каждая подоболочка имеет определенную электронную емкость. S — 2 электрона, P — 6, D — 10 и F — 14 электронов.

• Назначьте электроны орбитальным оболочкам с помощью правила октета.

Когда электроны присоединяются к атому, они попадают на различные орбитали в соответствии с указанным выше порядком.Первые два переходят на орбиталь 1s, два после этого переходят на орбиталь 2s, шесть после этого переходят на орбиталь 2p и так далее.

Когда мы имеем дело с атомами вне переходных металлов, мы говорим, что эти орбитали образуют «орбитальные оболочки» вокруг ядра, причем каждая последующая оболочка находится дальше, чем предыдущие.

Помимо самой первой оболочки, которая может содержать только два электрона, каждая оболочка может иметь восемь электронов. За исключением случаев, когда речь идет о переходных металлах.Это называется правилом октета. Например, предположим, что мы смотрим на элемент Бор (B).

Поскольку его атомный номер равен пяти, мы знаем, что он имеет пять электронов и его электронная конфигурация выглядит так: 1s ² 2s ² 2p ¹ . Поскольку первая орбитальная оболочка имеет только два электрона, мы знаем, что бор имеет две оболочки. Один с двумя 1s-электронами и один с тремя электронами с 2s- и 2p-орбиталей.

В качестве другого примера такой элемент, как хлор (1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁵ ), будет иметь три орбитальные оболочки.Один с двумя 1s-электронами, один с двумя 2s-электронами и шестью 2p-электронами и один с двумя 3s-электронами и пятью 3p-электронами.

• Найдите количество электронов во внешней оболочке.

Теперь, когда вы знаете электронные оболочки своего элемента, найти валентные электроны легко: просто используйте количество электронов во внешней оболочке. Если внешняя оболочка заполнена, элемент инертен и не будет легко вступать в реакцию с другими элементами. Однако, опять же, для переходных металлов все не совсем соответствует этим правилам.

Например, если мы работаем с бором, поскольку во второй оболочке три электрона, мы можем сказать, что бор имеет три валентных электрона.

• Используйте строки таблицы как ярлыки для орбитальных снарядов.

Горизонтальные строки периодической таблицы называются элементом « периодов». Начиная с верхней части таблицы, каждый период соответствует количеству электронных оболочек, которыми обладают атомы в этом периоде.

Вы можете использовать это как ярлык, чтобы определить, сколько валентных электронов имеет элемент.Просто начните с левой стороны его периода при подсчете электронов. Еще раз, вы захотите проигнорировать переходные металлы с помощью этого метода, который включает группы 3-12.

Источник: Freepik

Например, мы знаем, что элемент селен имеет четыре орбитальные оболочки, потому что он находится в четвертом периоде. Поскольку это шестой элемент слева в четвертом периоде (без учета переходных металлов), мы знаем, что внешняя четвертая оболочка имеет шесть электронов. Таким образом, этот селен имеет шесть валентных электронов.

Мы надеемся, что эта статья предоставит вам всю информацию о поиске валентных электронов. Итак, если мы вернемся к основному вопросу, который является самым простым способом определить валентность электрона, вам повезет, если элемент — это непереходные металлы. Все, что вам нужно сделать, это просто получить себе Периодическую таблицу, и все ответы будут у вас в руках!

Артикулы:

1. Академия Хана: Что такое электронная конфигурация?
2. Наука: как определить валентность электронов в периодической таблице
3. Химия Libretext: Введение в Периодическую таблицу
4. Гипертекст по физике: Периодическая таблица элементов
5. Ханская академия: химические связи

валентных электронов | Химия для неосновных

Цели обучения

• Определите валентный электрон.
• Уметь указывать валентные электроны, если задана электронная конфигурация атома.

Что делает один элемент очень реактивным, а другой — неактивным?

Химическая реакция включает удаление электронов, их присоединение или обмен электронами. Путь, по которому пойдет конкретный элемент, зависит от того, где находятся электроны в атоме и сколько их.

При изучении химической реакционной способности мы обнаружим, что электроны на внешнем основном энергетическом уровне очень важны, и поэтому им дано особое название. Валентные электроны — это электроны на самом высоком занятом основном энергетическом уровне атома. В элементах второго периода, перечисленных выше, два электрона на подуровне 1 s называются электронами внутренней оболочки и не участвуют напрямую в реакционной способности элемента или в образовании соединений. Литий имеет один электрон на втором основном энергетическом уровне, поэтому мы говорим, что литий имеет один валентный электрон. Бериллий имеет два валентных электрона.Сколько валентных электронов у бора? Вы должны понимать, что второй главный энергетический уровень состоит из подуровней 2 s и 2 p , поэтому ответ — три. Фактически, количество валентных электронов увеличивается на единицу для каждого шага в течение периода, пока не будет достигнут последний элемент. Неон, конфигурация которого заканчивается на s ² p ⁶ , имеет восемь валентных электронов.

Сводка

• Валентные электроны — это электроны внешней оболочки атома.
• Валентные электроны определяют реакционную способность атома.

Практика

Используйте ссылку ниже, чтобы ответить на вопросы о валентных электронах:

http://www.sciencegeek.net/Chemistry/taters/Unit3ValenceElectrons.htm

Обзор

1. Определить валентный электрон.
2. Определить внутреннюю оболочку электрона.
3. Сколько валентных электронов содержится во фторе?
4. Что такое 2 s электронов в азоте?
5. Сколько электронов на внутренней оболочке бериллия?

Глоссарий

• электронов внутренней оболочки: Те электроны, которые не находятся во внешней оболочке и не участвуют в реакционной способности элемента.
• валентных электронов: Электроны на самом высоком занятом основном энергетическом уровне атома.

валентных электронов

валентных электронов

Валентные электроны

1. Валентные электроны — это те электроны, которые находятся в верхней части
   основной уровень энергии . Именно эти электроны в первую очередь взаимодействуют
   с другими атомами.
   1. Кислород имеет 6 валентных электронов: 1s ² 2s ² 2p ⁴
   2. Натрий имеет 1 валентный электрон: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ¹
   3. Бром имеет 7 валентных электронов: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁵

      3

   4. Ксенон имеет 8 валентных электронов: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s

      2 5п ⁶

   5. Выберите два элемента из любого столбца и определите, сколько валентных электронов
      у этих атомов есть.Вы должны заметить определенный узор.
2. Экспериментальные данные показывают нам, что атомы наиболее стабильны, когда они
   полные s- и p-орбитали (8 валентных электронов) в их наивысшей принципиальной энергии
   уровень.
3. Одно из простых доказательств этого — благородные газы, которые образуют
   последний столбец справа от таблицы Менделеева. Все эти элементы имеют
   8 валентных электронов на их высшем принципиальном уровне энергии.Одно исключение
   Это Он, который имеет полный основной энергетический уровень с 2 электронами.
4. Если атомы не имеют 8 валентных электронов (или двух, если они близки к He),
   затем они будут реагировать с другими атомами, чтобы получить 8 валентных электронов.
   Это можно сделать, разделив электроны между атомами, взяв электроны.
   от других атомов или отдавая электроны другим атомам.
5. По сути, атомы наиболее стабильны, когда они могут достичь внешнего электрона.
   структура аналогична ближайшему Благородному газу.
6. Периодическую таблицу Менделеева можно разделить на две большие группы:
   1. Металлы (низкая энергия ионизации и низкая электроотрицательность)
   2. Неметаллы (высокая энергия ионизации и высокая электроотрицательность)
7. Если два атома собираются соединиться вместе, у нас есть три возможных категории:
   1. металл / металл
   2. металл / неметалл
   3. неметалл / неметалл
8. Виды облигаций, которые могут образовывать
   1. Если у нас есть пара металл / металл или неметалл / неметалл, тогда
      каждый атом в паре будет иметь одинаковую электроотрицательность и ионизацию.
      энергия как атом, с которым она связана.В этой ситуации атомы будут
      притягивать электроны друг друга примерно с такой же силой, и он будет
      требуется одинаковое количество энергии, чтобы удалить электрон из каждого атома.
   2. Когда оба атома в паре одинаково притягивают электроны друг друга
      (электроотрицательность) и сопротивляться удалению электрона (ионизация
      энергии) аналогичным образом, то они будут делить электроны, образуя ковалентную
      связь.

      
      

   3. Если у нас есть пара мета / неметалл, то атом неметалла будет тянуть
      сильно на слабо удерживаемый (низкая энергия ионизации) электрон металла и
      атом металла не будет сильно тянуть (низкая электроотрицательность) на
      сильно удерживаемые (с высокой энергией ионизации) электроны атома неметалла.
   4. Когда есть большой дисбаланс электроотрицательности и ионизации
      энергии между атомами образуется ионная связь .
9. Валентные электроны будут определять, сколько электронов разделяется или
   переносится между атомами.

Валентный электрон | Определение валентного электрона на Dictionary.com

Атомы могут быть крошечными, но у них много чего происходит под поверхностью. В начале 1900-х годов Гилберт Н. Льюис (американский химик и профессор Калифорнийского университета в Беркли) внес значительный вклад в наше понимание валентных электронов .

Некоторые основы: атомы состоят из нейтронов, протонов и электронов. Ядро (или центр атома) состоит из нейтронов и протонов. Электроны окружают ядро ​​оболочками. Ближайшая к ядру оболочка может содержать два электрона. Вторая оболочка может содержать до восьми электронов, третья — до 18. (У разных элементов разное количество оболочек, каждая оболочка может содержать только фиксированное количество электронов, и есть формульный способ определить это количество).

Атомы — может быть, мало чем отличаются от людей ?! — преследуют одну главную цель: стать стабильными.Когда внешняя оболочка вокруг атома заполнена валентным электроном , атом стабилен и ему не нужно взаимодействовать с другими атомами, чтобы обрести стабильность. Вот почему такие элементы, как неон и аргон, на самом деле не реагируют с другими элементами (потому что их внешняя оболочка, естественно, заполнена восемью валентными электронами ).

Итак, что делают атомы, если их внешняя оболочка не полностью заполнена валентными электронами ? Они связываются с другими нестабильными атомами! Есть два основных вида облигаций:

Первый вид называется ковалентной связью .Ковалентные связи возникают, когда два атома соединяются вместе, разделяя валентный электрон. Одним из примеров ковалентной связи является водородная связь (или H₂). Один атом водорода имеет только одну внешнюю оболочку и один валентный электрон . Помните, первая оболочка может удерживать два электрона, поэтому водород по своей природе нестабилен. Чтобы исправить это, атом водорода будет разделять валентный электрон от другого атома водорода, так что они оба найдут стабильность.

Второй вид связи — это ионная связь.Когда один атом получает валентный электрон , а другой атом теряет валентный электрон , это называется ионной связью . Ионные связи имеют тенденцию быть более прочными, чем ковалентные связи. Фторид натрия (NaF) — распространенный пример соединения, образованного ионной связью. Натрий имеет только один валентный электрон в своей третьей оболочке, в то время как фтор имеет семь валентных электронов во второй оболочке (у натрия нет третьей оболочки). Когда они связываются, натрий «отдает» свой валентный электрон фтору, так что они оба могут иметь восемь валентных электронов на своих внешних оболочках и оставаться стабильными.

Valence Electron: определение, конфигурация и пример — видео и стенограмма урока

Электронная конфигурация

Прежде чем мы углубимся в конфигурацию валентных электронов, давайте сначала рассмотрим электронную конфигурацию. Электронная конфигурация — это расположение электронов вокруг ядра атома, как мы уже рассматривали. У каждого атома свое собственное положение в периодической таблице, и вы можете узнать конфигурацию электронов, зная, где находится атом в таблице.

Атомный номер атома в основном состоянии совпадает с числом электронов. Например, у натрия атомный номер 11, а у магния порядковый номер 12. Таким образом, натрий должен содержать 11 электронов в своей электронной конфигурации, а магний должен содержать 12.

Каждый атом занимает орбиталь в определенном порядке. Мы можем продолжать рисовать электроны, как раньше, но есть более короткий и простой способ сделать это. Это называется нотацией spdf .Таблица Менделеева разделена на блоки s, p, d и f. Мы можем использовать рисунок, чтобы определить электронную конфигурацию атома. Важно помнить, сколько электронов занимает подоболочки s, p, d и f.

Давайте рассмотрим электронную конфигурацию алюминия с атомным номером 13. Два элемента указаны в периодической таблице.

По их положению мы можем определить электронную конфигурацию.1 ‘,’ 3p ‘относится к подоболочке p третьей оболочки, а’ 1 ‘означает, что она удерживает только один электрон. Хотя p подоболочки могут содержать в общей сложности 6 электронов, алюминий имеет только 13 электронов, а предыдущие подоболочки содержат остальные.

У кальция атомный номер 20. Это все на четвертом ряду. Итак, мы считаем так же, как алюминий, до тех пор, пока не дойдем до кальция.

Другой способ записать электронную конфигурацию — использовать этот шаблон и запомнить его.

Красный текст — это означает, что подобные подоболочки практически не используются. Мы используем этот паттерн, заполняя подоболочки электронами, начиная с 1s, затем спускаясь к следующей стрелке, 2s, затем 2p и так далее, пока мы не дойдем до конечного числа электронов.

Валентные электроны

Заметили ли вы, что написание электронных конфигураций может быть утомительным? Что, если у вас есть 100 электронов? Это означает, что вы можете писать какое-то время.Существует ярлык для электронной конфигурации, и мы называем эту конфигурацию благородного газа . Используя этот ярлык, мы можем сократить электронную конфигурацию.

Как это делается? Сначала вы находите интересующий вас элемент. Затем вы смотрите на последний благородный газ, который идет перед этим элементом. Благородные газы расположены в последней колонке периодической таблицы с правой стороны. Затем вы помещаете благородный газ в скобки, а затем завершаете стандартную конфигурацию электронов, которая идет после.5. Наивысший уровень — 4, и есть 7 электронов, поэтому количество валентных электронов для брома равно 7.

Если вы выполните электронную конфигурацию всех благородных газов, вы увидите, что кроме гелия, который имеет только 2 , все благородные газы имеют 8 валентных электронов.

Резюме урока

Электроны, которые занимают внешнюю оболочку атома, называются валентными электронами . Валентные электроны важны, потому что они определяют реакцию атома. Написав электронную конфигурацию, вы сможете увидеть, сколько электронов занимает самый высокий энергетический уровень.Электронную конфигурацию можно определить по месту расположения атома в периодической таблице и с помощью диаграммы spdf.

К счастью, существует более короткий способ записи электронных конфигураций, называемый конфигурацией благородного газа . Благородные газы всегда будут иметь 8 валентных электронов, за исключением гелия.

Ключевые термины

Валентные электроны — электроны, расположенные на внешней оболочке атома

Электронная конфигурация — расположение электронов вокруг ядра атома

Обозначение Spdf — короткий и простой формат записи электронная конфигурация с использованием периодической таблицы и подоболочек s, p, d и f.