Основные представления о валентности химических элементов.

Основные представления о валентности химических элементов.

Валентность - свойство атомов одного элемента удерживать определенное количество атомов другого элемента.

соединяются два атома одновалентного (H₂O) или один атом двухвалентного (CaO). Значит, валентность элемента можно представить как число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента может соединяться атом данного элемента. Валентность элемента – это число связей, которое образует атом:

одновалентного элемента (HСl). С атомом двухвалентного элемента

Na – одновалентен (одна связь)

H – одновалентен (одна связь) С одним атомом одновалентного элемента соединяется один атом другого

O – двухвалентен (две связи у каждого атома)

S – шестивалентна (образует шесть связей с соседними атомами)

 

Правила определения валентности
элементов в соединениях

1. Валентность водорода принимают за I (единицу). Тогда в соответствии с формулой воды Н₂О к одному атому кислорода присоединено два атома водорода.

2. Кислород в своих соединениях всегда проявляет валентность II. Поэтому углерод в соединении СО₂ (углекислый газ) имеет валентность IV.

3. Высшая валентность равна номеру группы.

4. Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в таблице) и номером группы, в которой находится данный элемент, т.е. 8 - N _группы.

5. У металлов, находящихся в «А» подгруппах, валентность равна номеру группы.

6. У неметаллов в основном проявляются две валентности: высшая и низшая.

Например: сера имеет высшую валентность VI и низшую (8 – 6), равную II; фосфор проявляет валентности V и III.

7. Валентность может быть постоянной или переменной.

 

 

Алгоритм составления формулы соединения оксида фосфора

Последовательность действий	Составление формулы оксида фосфора
1. Написать символы элементов	Р О
2. Определить валентности элементов	V II P O
3. Найти наименьшее общее кратное численных значений валентностей	5•2 = 10
4. Найти соотношения между атомами элементов путем деления найденного наименьшего кратного на соответствующие валентности элементов	10: 5 = 2, 10: 2 = 5; P: О = 2: 5
5. Записать индексы при символах элементов	Р2 О5
6. Формула соединения (оксида)	Р2О5

Запомните!

Главное квантовое число n

Описывает:

· среднее расстояние от орбитали до ядра;

· энергетическое состояние электрона в атоме.

Чем больше значение n, тем выше энергия электрона и больше размер электронного облака. Если в атоме несколько электронов с одинаковым n, то они образуют электронные облака одинакового размера - электронные оболочки.

Магнитное квантовое число m

Орбитальное квантовое число

Орбитальное квантовое число l определяет форму электронного облака. Различным формам электронного облака соответствуют различные значения энергии, т.е. в пределах одного энергетического уровня происходит его расщепление на энергетические подуровни. Орбитальное квантовое число l=0 (n-1). Энергетические подуровни обозначаются: s(l=0), р(1=1), d(l=2), f(l=3).

При п=1; 1=0. Такому значению l соответствует форма электронного облака в виде сферы. Электроны, l которых равно 0, называются s-электронами. На первом энергетическом уровне могут находиться только s -электроны, которые образуют один энергетический подуровень 1s.

При п = 2; I = 0, 1. Значению l = 1 соответствует электронное облако в виде "объемной восьмерки". Электроны, l которых равно 1, называются р-электронами. На втором энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-электроны, которые образуют два энергетических подуровня 2s и 2р.

При п = 3; l = 0. 1, 2. Значению 1=2 соответствует форма электронного облака в виде "четырехлепесткового соцветия". Электроны, l которых равно 2, называются d - электронами. На третьем энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-, и (d-электроны, которые могут образовывать три энергетических подуровня Зs, Зр, 3d.

При n = 4; l = 0, 1, 2, 3. Значению l = 3 соответствует сложная, трудно изображаемая форма электронного облака. Электроны, l которых равно 3, называются f-электронами. На четвертом энергетическом уровне могут находиться и s-, и р-, и с/-, и /-электроны, которые могут образовывать четыре энергетических подуровня 4s, 4p, 4d, 4f.

Количество подуровней в уровне равно номеру уровня, но не превышает 4.

Магнитное квантовое число

Магнитное квантовое число m_l характеризует пространственную ориентацию электронного облака. Магнитное квантовое число m_l = - l l.

При l = 0; m _l = 0, т.е. у s-электронного облака отсутствует ориентация.

При l = l, m_l = -1, 0, 1. Три значения m_l соответствуют трем ориентациям р-электронных облаков в пространстве по направлениям координатных осей X, Y, Z::р_x, р_у, р_z.

При l = 2; m _l = - 2, -1, 0, 1, 2. Этим пяти значениям m _l соответствует пять пространственных положений d-электронных облаков, причем три d-орбитали имеют диагональное расположение между осями X, Y, Z (d_xy, d_xz d_yz;); две остальные d-орбитали направлены вдоль осей координат (d_x2y2, d_z2).

При l = 3; m _l = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. Этим семи значениям m_l соответствуют семь пространственных положений f -электронных облаков.

Атомные орбитали

Совокупность положений электрона в атоме, характеризуемых тремя квантовыми числами п, l, m_l, называется атомной орбиталыо.

На s-подуровне содержится только одна атомная орбиталь, на р-подуровне - 3, на d-подуровне - 5, а на f -подуровне - 7.

Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы, например s-орбиталь имеет сферическую форму, р-орбиталь – гантель.

В одной и той же оболочке энергия подуровней возрастает в ряду E_s <E_p <E_d <E_f <E_g. В первой оболочке (n = 1) может быть одна s-; во второй (n = 2) две s- и р-, в третьей (n = 3) s-, р- и d-, в четвертой (n = 4) s-, р-, d- и f- подоболочки и т. д.

 

Спиновое квантовое число

Наличие у электронов собственного механического момента, связанного с его вращением вокруг собственной оси, получило название спина (spin, англ. - веретено).

Величину и ориентацию этого спина характеризует спиновое квантовое число m _s = - 1/2, 1/2.

Поскольку спин - величина векторная, то электроны, имеющие одинаковое направление, называют параллельными, противоположное - антипараллельными.

Таким образом, состояние электрона в атоме однозначно характеризуется четырьмя квантовыми числами.

Спиновое квантовое число (m_s) характеризует механический момент движения электронов и имеет два значения +1/2 и –1/2, соответствующие противоположным направлениям вращения. Электроны с разными спинами обычно обозначаются противоположно направленными стрелками ↑↓. Каждаяэлектроннаяорбитальватоме (или атомная орбиталь (АО)) характеризуется тремя квантовыми числами: n, l и m_l. Общие число атомных орбиталей в оболочках равно n². Условно атомную орбиталь обозначают в виде клеточки. Состояние электрона в атоме полностью характеризуется четырьмя квантовыми числами n, l, m_l, и m_s.

S - орбиталь	Три p – орбитали

 

Пять d – орбиталей

 

Основные представления о валентности химических элементов.