განმარტება

ატომის უნარს, შექმნას ქიმიური ბმები, ეწოდება ვალენტობა. ვალენტობის რაოდენობრივ საზომად ითვლება სხვადასხვა ატომების რაოდენობა მოლეკულაში, რომელთანაც მოცემული ელემენტი აყალიბებს კავშირებს.

ვალენტური ბმების მეთოდის გაცვლის მექანიზმის მიხედვით, ქიმიური ელემენტების ვალენტობა განისაზღვრება ატომში შემავალი დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობით. s- და p-ელემენტებისთვის ეს არის გარე დონის ელექტრონები, d-ელემენტებისთვის ეს არის გარე და წინაგარე დონეები.

ქიმიური ელემენტის უმაღლესი და ყველაზე დაბალი ვალენტობის მნიშვნელობები შეიძლება განისაზღვროს D.I-ის პერიოდული ცხრილის გამოყენებით. მენდელეევი. ელემენტის უმაღლესი ვალენტობა ემთხვევა იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ის მდებარეობს, ხოლო ყველაზე დაბალი არის განსხვავება 8 რიცხვსა და ჯგუფის რიცხვს შორის. მაგალითად, ბრომი მდებარეობს VIIA ჯგუფში, რაც ნიშნავს, რომ მისი უმაღლესი ვალენტობა არის VII, ხოლო ყველაზე დაბალი არის I.

დაწყვილებული (ატომურ ორბიტალებში მდებარე ორი) ელექტრონები, აღგზნებისას, შეიძლება განცალკევდეს იმავე დონის თავისუფალი უჯრედების არსებობისას (ელექტრონის გამოყოფა ნებისმიერ დონეზე შეუძლებელია). განვიხილოთ I და II ჯგუფების ელემენტების მაგალითი. მაგალითად, I ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტების ვალენტობა უდრის ერთს, რადგან გარე დონეზე ამ ელემენტების ატომებს აქვთ ერთი ელექტრონი:

3 Li 1s 2 2s 1

II ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტების ვალენტობა გრუნტულ (ამოგზნებულ) მდგომარეობაში ნულია, რადგან გარე ენერგიის დონეზე არ არის დაუწყვილებელი ელექტრონები:

4 იყავი 1s 2 2 ს 2

როდესაც ეს ატომები აღგზნებულია, დაწყვილებული s-ელექტრონები გამოიყოფა იმავე დონის p-ქვედონის თავისუფალ უჯრედებად და ვალენტობა ხდება ორის (II) ტოლი:

ჟანგვის მდგომარეობა

ნაერთებში ელემენტების მდგომარეობის დასახასიათებლად შემოღებულ იქნა ჟანგვის ხარისხის კონცეფცია.

განმარტება

მოცემული ელემენტის ატომიდან ან ნაერთში მოცემული ელემენტის ატომში გადაადგილებული ელექტრონების რაოდენობას ე.წ. ჟანგვის მდგომარეობა.

დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა მიუთითებს ელექტრონების რაოდენობაზე, რომლებიც გადაადგილებულია მოცემული ატომიდან, ხოლო უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობა მიუთითებს ელექტრონების რაოდენობაზე, რომლებიც გადაადგილდებიან მოცემული ატომისკენ.

ამ განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ არაპოლარული ბმების მქონე ნაერთებში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა ნულის ტოლია. იდენტური ატომებისგან შემდგარი მოლეკულები (N 2, H 2, Cl 2) შეიძლება იყოს ასეთი ნაერთების მაგალითები.

ელემენტარულ მდგომარეობაში ლითონების დაჟანგვის მდგომარეობა ნულია, რადგან მათში ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება ერთგვაროვანია.

მარტივ იონურ ნაერთებში, მათი შემადგენელი ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობა ტოლია ელექტრულ მუხტს, რადგან ამ ნაერთების წარმოქმნის დროს ხდება ელექტრონების თითქმის სრული გადაცემა ერთი ატომიდან მეორეზე: Na +1 I -1, Mg +2. Cl -1 2, Al +3 F - 1 3, Zr +4 Br -1 4.

პოლარული კოვალენტური ბმების მქონე ნაერთებში ელემენტების დაჟანგვის ხარისხის განსაზღვრისას შედარებულია მათი ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები. ვინაიდან ქიმიური ბმის ფორმირებისას ელექტრონები გადაადგილდებიან უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტების ატომებში, ამ უკანასკნელს აქვს უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში.

ნაერთების უმეტესობისთვის ჟანგვის მდგომარეობის კონცეფცია პირობითია, რადგან ის არ ასახავს ატომის რეალურ მუხტს. თუმცა, ეს კონცეფცია ძალიან ფართოდ გამოიყენება ქიმიაში.

ელემენტების უმეტესობას შეუძლია აჩვენოს სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში. მათი დაჟანგვის მდგომარეობის დადგენისას იყენებენ წესს, რომლის მიხედვითაც ელექტრული ნეიტრალურ მოლეკულებში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი ნულია, ხოლო რთულ იონებში ამ იონების მუხტი. მაგალითად, ჩვენ ვიანგარიშებთ აზოტის დაჟანგვის ხარისხს KNO 2 და HNO 3 შემადგენლობის ნაერთებში. ნაერთებში წყალბადისა და ტუტე ლითონების ჟანგვის მდგომარეობაა (+), ხოლო ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობაა (-2). შესაბამისად, აზოტის ჟანგვის მდგომარეობაა:

KNO 2 1+ x + 2 × (-2) = 0, x=+3.

HNO 3 1+x+ x + 3 × (-2) = 0, x=+5.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	IV ვალენტობა დამახასიათებელია: ა) Ca; ბ) P; გ) O; დ) Si?
გადაწყვეტილება	დასმულ კითხვაზე სწორი პასუხის გასაცემად თითოეულ შემოთავაზებულ ვარიანტს ცალკე განვიხილავთ. ა) კალციუმი მეტალია. იგი ხასიათდება ერთადერთი შესაძლო ვალენტური მნიშვნელობით, რომელიც ემთხვევა D.I-ის პერიოდულ ცხრილში ჯგუფის ნომერს. მენდელეევი, რომელშიც ის მდებარეობს, ე.ი. კალციუმის ვალენტობა არის II. პასუხი არასწორია. ბ) ფოსფორი არალითონია. ეხება ქიმიური ელემენტების ჯგუფს ცვლადი ვალენტობით: ყველაზე მაღალი განისაზღვრება D.I-ის პერიოდულ ცხრილში ჯგუფის რიცხვით. მენდელეევი, რომელშიც ის მდებარეობს, ე.ი. უდრის V-ს, ხოლო ყველაზე დაბალი არის სხვაობა 8 რიცხვსა და ჯგუფის რიცხვს შორის, ე.ი. III უდრის. პასუხი არასწორია. გ) ჟანგბადი არალითონია. მას ახასიათებს II-ის ტოლი ერთადერთი შესაძლო ვალენტური მნიშვნელობა. პასუხი არასწორია. დ) სილიციუმი არალითონია. იგი ხასიათდება ერთადერთი შესაძლო ვალენტური მნიშვნელობით, რომელიც ემთხვევა D.I-ის პერიოდულ ცხრილში ჯგუფის ნომერს. მენდელეევი, რომელშიც ის მდებარეობს, ე.ი. სილიციუმის ვალენტობაა IV. ეს არის სწორი პასუხი.
უპასუხე	ვარიანტი (დ)

მაგალითი 2

ვარჯიში	რა ვალენტიანობა აქვს რკინას ნაერთში, რომელიც წარმოიქმნება მარილმჟავასთან ურთიერთქმედებისას: ა) I; ბ) II; გ) III; დ) VIII?
გადაწყვეტილება	ჩვენ ვწერთ განტოლებას რკინის ჰიდროქლორინის მჟავასთან ურთიერთქმედების შესახებ: Fe + HCl \u003d FeCl 2 + H 2. ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება რკინის ქლორიდი და გამოიყოფა წყალბადი. ქიმიური ფორმულით რკინის ვალენტობის დასადგენად, პირველ რიგში ვითვლით ქლორის ატომების რაოდენობას: გამოთვალეთ ქლორის ვალენტურობის ერთეულების საერთო რაოდენობა: ჩვენ განვსაზღვრავთ რკინის ატომების რაოდენობას: ის უდრის 1-ს. მაშინ რკინის ვალენტობა მის ქლორიდში იქნება ტოლი:
უპასუხე	მარილმჟავასთან ურთიერთქმედებისას წარმოქმნილ ნაერთში რკინის ვალენტობა არის II.

ელექტროუარყოფითობა (EO) არის ატომების უნარი მიიზიდონ ელექტრონები სხვა ატომებთან შეერთებისას .

ელექტრონეგატიურობა დამოკიდებულია ბირთვსა და ვალენტურ ელექტრონებს შორის დაშორებაზე და იმაზე, თუ რამდენად ახლოს არის ვალენტური გარსი დასრულებამდე. რაც უფრო მცირეა ატომის რადიუსი და მეტი ვალენტური ელექტრონები, მით უფრო მაღალია მისი ER.

ფტორი ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტია. ჯერ ერთი, მას აქვს 7 ელექტრონი ვალენტურ გარსში (მხოლოდ 1 ელექტრონი აკლია ოქტეტამდე) და მეორეც, ეს ვალენტური გარსი (…2s 2 2p 5) მდებარეობს ბირთვთან ახლოს.

ყველაზე ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ატომებია ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონები. მათ აქვთ დიდი რადიუსი და მათი გარე ელექტრონული გარსები შორს არის სრული. მათთვის ბევრად უფრო ადვილია მათი ვალენტური ელექტრონების მიცემა სხვა ატომზე (მაშინ წინა გარე გარსი გახდება სრული), ვიდრე ელექტრონების „მოპოვება“.

ელექტრონეგატიურობა შეიძლება გამოიხატოს რაოდენობრივად და დაალაგოს ელემენტები აღმავალი მიმდევრობით. ყველაზე ხშირად გამოიყენება ამერიკელი ქიმიკოსის L. Pauling-ის მიერ შემოთავაზებული ელექტროუარყოფითობის სკალა.

ნაერთში ელემენტების ელექტროუარყოფითობის განსხვავება ( ΔX) საშუალებას მოგვცემს ვიმსჯელოთ ქიმიური ბმის ტიპზე. თუ ღირებულება ∆ X= 0 - კავშირი კოვალენტური არაპოლარული.

ელექტროუარყოფითობის სხვაობით 2.0-მდე, ბმა ეწოდება კოვალენტური პოლარული, მაგალითად: H-F ბმა HF წყალბადის ფტორიდის მოლეკულაში: Δ X \u003d (3.98 - 2.20) \u003d 1.78

განიხილება ბმები 2.0-ზე მეტი ელექტრონეგატიურობის სხვაობით იონური. მაგალითად: Na-Cl ბმა NaCl ნაერთში: Δ X \u003d (3.16 - 0.93) \u003d 2.23.

ჟანგვის მდგომარეობა

ჟანგვის მდგომარეობა (CO) არის ატომის პირობითი მუხტი მოლეკულაში, გამოითვლება იმ ვარაუდით, რომ მოლეკულა შედგება იონებისგან და ზოგადად ელექტრული ნეიტრალურია.

როდესაც იონური ბმა იქმნება, ელექტრონი გადადის ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ატომიდან უფრო ელექტროუარყოფით ატომზე, ატომები კარგავენ ელექტრულ ნეიტრალიტეტს და გადაიქცევიან იონებად. არის მთელი რიცხვი. როდესაც წარმოიქმნება კოვალენტური პოლარული ბმა, ელექტრონი არ გადადის მთლიანად, არამედ ნაწილობრივ, ამიტომ წარმოიქმნება ნაწილობრივი მუხტები (ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში HCl). წარმოვიდგინოთ, რომ ელექტრონი მთლიანად გადავიდა წყალბადის ატომიდან ქლორში და წყალბადზე გაჩნდა მთელი დადებითი მუხტი +1, ხოლო ქლორზე -1. ასეთ პირობით მუხტებს ჟანგვის მდგომარეობას უწოდებენ.

ეს ფიგურა გვიჩვენებს პირველი 20 ელემენტისთვის დამახასიათებელ ჟანგვის მდგომარეობებს.
Შენიშვნა. ყველაზე მაღალი SD ჩვეულებრივ ტოლია პერიოდული ცხრილის ჯგუფის რიცხვს. ძირითადი ქვეჯგუფების ლითონებს აქვთ ერთი დამახასიათებელი CO, არამეტალებს, როგორც წესი, აქვთ CO-ს გავრცელება. ამიტომ, არამეტალები ქმნიან ნაერთების დიდ რაოდენობას და ლითონებთან შედარებით უფრო „მრავალფეროვანი“ თვისებები აქვთ.

ჟანგვის ხარისხის განსაზღვრის მაგალითები

მოდით განვსაზღვროთ ქლორის ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში:

წესები, რომლებიც ჩვენ განვიხილეთ, ყოველთვის არ გვაძლევს საშუალებას გამოვთვალოთ CO ყველა ელემენტის, როგორც, მაგალითად, მოცემულ ამინოპროპანის მოლეკულაში.

აქ მოსახერხებელია შემდეგი მეთოდის გამოყენება:

1) ჩვენ გამოვსახავთ მოლეკულის სტრუქტურულ ფორმულას, ტირე არის ბმა, ელექტრონების წყვილი.

2) ტირეს ვაქცევთ უფრო EO ატომისკენ მიმართულ ისრად. ეს ისარი განასახიერებს ელექტრონის ატომზე გადასვლას. თუ ორი იდენტური ატომი არის დაკავშირებული, ჩვენ ვტოვებთ ხაზს ისე, როგორც არის - არ ხდება ელექტრონების გადაცემა.

3) ვითვლით რამდენი ელექტრონი „მოვიდა“ და „დატოვა“.

მაგალითად, განვიხილოთ მუხტი ნახშირბადის პირველ ატომზე. სამი ისარი მიმართულია ატომისკენ, რაც ნიშნავს, რომ 3 ელექტრონი ჩამოვიდა, მუხტი არის -3.

ნახშირბადის მეორე ატომი: წყალბადმა მას ელექტრონი მისცა, აზოტმა კი ერთი ელექტრონი აიღო. მუხტი არ შეცვლილა, ნულის ტოლია. და ა.შ.

ვალენტობა

ვალენტობა(ლათინურიდან valēns "ძალის მქონე") - ატომების უნარი შექმნან გარკვეული რაოდენობის ქიმიური ბმები სხვა ელემენტების ატომებთან.

ძირითადად, ვალენტობა ნიშნავს ატომების უნარი შექმნან გარკვეული რაოდენობის კოვალენტური ბმები. თუ ატომს აქვს ნდაუწყვილებელი ელექტრონები და მმარტოხელა ელექტრონული წყვილები, მაშინ ეს ატომი შეიძლება ჩამოყალიბდეს n+mკოვალენტური ბმები სხვა ატომებთან, ე.ი. მისი ვალენტობა იქნება n+m. მაქსიმალური ვალენტობის შეფასებისას, უნდა გაგრძელდეს "აღელვებული" მდგომარეობის ელექტრონული კონფიგურაცია. მაგალითად, ბერილიუმის, ბორის და აზოტის ატომის მაქსიმალური ვალენტობა არის 4 (მაგალითად, Be (OH) 4 2-, BF 4 - და NH 4 +), ფოსფორი - 5 (PCl 5), გოგირდი - 6. (H 2 SO 4), ქლორი - 7 (Cl 2 O 7).

ზოგიერთ შემთხვევაში, ვალენტობა შეიძლება რიცხობრივად ემთხვეოდეს ჟანგვის მდგომარეობას, მაგრამ არავითარ შემთხვევაში არ არის ერთმანეთის იდენტური. მაგალითად, სამმაგი ბმა რეალიზებულია N 2 და CO მოლეკულებში (ანუ თითოეული ატომის ვალენტობა არის 3), მაგრამ აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის 0, ნახშირბადი +2, ჟანგბადი -2.

აზოტის მჟავაში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +5, ხოლო აზოტს არ შეიძლება ჰქონდეს 4-ზე მაღალი ვალენტობა, რადგან მას აქვს მხოლოდ 4 ორბიტალი გარე დონეზე (და ბმული შეიძლება ჩაითვალოს გადახურვის ორბიტალებად). და საერთოდ, მეორე პერიოდის ნებისმიერ ელემენტს, იმავე მიზეზით, არ შეიძლება ჰქონდეს 4-ზე მეტი ვალენტობა.

კიდევ რამდენიმე "სახიფათო" კითხვა, რომლებშიც ხშირად უშვებენ შეცდომებს.

ქიმიური ელემენტების ელექტრონეგატიურობა, დაჟანგვის მდგომარეობა და ვალენტობა

ელექტრონეგატიურობა

ტერმინი ფართოდ გამოიყენება ქიმიაში. ელექტროუარყოფითობა (EO).

მოცემული ელემენტის ატომების თვისებას, მიიზიდონ ელექტრონები ნაერთების სხვა ელემენტების ატომებიდან, ელექტრონეგატიურობას უწოდებენ.

ლითიუმის ელექტრონეგატიურობა პირობითად მიიღება როგორც ერთიანობა, შესაბამისად გამოითვლება სხვა ელემენტების EC. არსებობს EO ელემენტების მნიშვნელობების მასშტაბი.

EO ელემენტების ციფრულ მნიშვნელობებს აქვთ მიახლოებითი მნიშვნელობები: ეს არის განზომილებიანი რაოდენობა. რაც უფრო მაღალია ელემენტის EC, მით უფრო გამოხატულია მისი არამეტალური თვისებები. EO-ს თანახმად, ელემენტები შეიძლება ჩაიწეროს შემდეგნაირად:

$F > O > Cl > Br > S > P > C > H > Si > Al > Mg > Ca > Na > K > Cs$. ფტორს აქვს ყველაზე მაღალი EO მნიშვნელობა.

ფრანციუმიდან $(0,86)$-დან ფტორთან $(4,1)$-მდე ელემენტების EO-ის მნიშვნელობების შედარებისას, ადვილი მისახვედრია, რომ EO ემორჩილება პერიოდულ კანონს.

ელემენტების პერიოდულ სისტემაში EO პერიოდში იზრდება ელემენტის რაოდენობის მატებასთან ერთად (მარცხნიდან მარჯვნივ), ხოლო ძირითად ქვეჯგუფებში მცირდება (ზემოდან ქვემოდან).

პერიოდებში, როდესაც იზრდება ატომების ბირთვების მუხტები, იზრდება ელექტრონების რაოდენობა გარე შრეზე, მცირდება ატომების რადიუსი, შესაბამისად, მცირდება ელექტრონების გაცემის სიმარტივე, იზრდება EO, შესაბამისად, არამეტალური. თვისებები იზრდება.

ჟანგვის მდგომარეობა

ორი ქიმიური ელემენტისგან შემდგარ ნაერთებს უწოდებენ ორობითი(ლათ. ბი - ორი), ან ორ ელემენტიანი.

გავიხსენოთ ტიპიური ორობითი ნაერთები, რომლებიც მოყვანილი იქნა როგორც მაგალითი იონური და კოვალენტური პოლარული ბმების წარმოქმნის მექანიზმების გასათვალისწინებლად: $NaCl$ - ნატრიუმის ქლორიდი და $HCl$ - წყალბადის ქლორიდი. პირველ შემთხვევაში ბმა იონურია: ნატრიუმის ატომმა გადაიტანა თავისი გარე ელექტრონი ქლორის ატომში და გადაიქცა იონად, რომლის მუხტია $+1$, ხოლო ქლორის ატომმა მიიღო ელექტრონი და გადაიქცა იონად მუხტით. -1$-დან. სქემატურად, ატომების იონებად გარდაქმნის პროცესი შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:

$(Na)↖(0)+(Cl)↖(0)→(Na)↖(+1)(Cl)↖(-1)$.

თუმცა, $HCl$ მოლეკულაში ბმა იქმნება დაუწყვილებელი გარე ელექტრონების დაწყვილებისა და წყალბადისა და ქლორის ატომების საერთო ელექტრონული წყვილის წარმოქმნის გამო.

უფრო სწორია წყალბადის ქლორიდის მოლეკულაში კოვალენტური ბმის წარმოქმნა, როგორც წყალბადის ატომის ერთელექტრონული $s$-ღრუბლის გადაფარვა ქლორის ატომის ერთელექტრონული $p$-ღრუბლის სახით:

ქიმიური ურთიერთქმედების დროს, საერთო ელექტრონული წყვილი გადადის უფრო ელექტროუარყოფითი ქლორის ატომისკენ: $(H)↖(δ+)→(Cl)↖(δ−)$, ე.ი. ელექტრონი მთლიანად არ გადავა წყალბადის ატომიდან ქლორის ატომში, არამედ ნაწილობრივ, რითაც გამოიწვევს ატომების ნაწილობრივ დამუხტვას $δ$: $H^(+0.18)Cl^(-0.18)$. თუ წარმოვიდგენთ, რომ $HCl$ მოლეკულაში, ისევე როგორც ქლორიდში $NaCl$, ელექტრონი მთლიანად გადავიდა წყალბადის ატომიდან ქლორის ატომში, მაშინ ისინი მიიღებდნენ მუხტს $+1$ და $-1$: $. (H)↖ (+1)(Cl)↖(−1). ასეთ პირობით გადასახადებს ე.წ დაჟანგვის ხარისხი.ამ კონცეფციის განსაზღვრისას, პირობითად ვარაუდობენ, რომ კოვალენტურ პოლარულ ნაერთებში, შემაკავშირებელი ელექტრონები მთლიანად გადავიდა უფრო ელექტროუარყოფით ატომში და, შესაბამისად, ნაერთები შედგება მხოლოდ დადებით და უარყოფითად დამუხტული ატომებისგან.

ჟანგვის მდგომარეობა არის ქიმიური ელემენტის ატომების პირობითი მუხტი ნაერთში, გამოითვლება იმ ვარაუდის საფუძველზე, რომ ყველა ნაერთი (როგორც იონური, ასევე კოვალენტურად პოლარული) შედგება მხოლოდ იონებისგან.

ჟანგვის მდგომარეობას შეიძლება ჰქონდეს უარყოფითი, დადებითი ან ნულოვანი მნიშვნელობა, რომელიც ჩვეულებრივ მოთავსებულია ელემენტის სიმბოლოს ზემოთ ზედა ნაწილში, მაგალითად:

$(Na_2)↖(+1)(S)↖(-2), (Mg_3)↖(+2)(N_2)↖(-3), (H_3)↖(-1)(N)↖(-3 ), (Cl_2)↖(0)$.

იმ ატომებს, რომლებმაც მიიღეს ელექტრონები სხვა ატომებიდან ან რომლებზედაც გადაადგილებულია საერთო ელექტრონული წყვილი, აქვთ ჟანგვის მდგომარეობის უარყოფითი მნიშვნელობა, ე.ი. უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტების ატომები.

იმ ატომებს, რომლებიც თავიანთ ელექტრონებს სხვა ატომებს ჩუქნიან ან საიდანაც საერთო ელექტრონული წყვილები ამოღებულია, აქვთ ჟანგვის მდგომარეობის დადებითი მნიშვნელობა, ე.ი. ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ელემენტების ატომები.

ჟანგვის ხარისხის ნულოვანი მნიშვნელობა აქვს ატომებს მარტივი ნივთიერებების მოლეკულებში და ატომებს თავისუფალ მდგომარეობაში.

ნაერთებში მთლიანი ჟანგვის მდგომარეობა ყოველთვის ნულის ტოლია. იცოდეთ ეს და ერთ-ერთი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა, თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ იპოვოთ სხვა ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა ბინარული ნაერთის ფორმულის გამოყენებით. მაგალითად, ვიპოვოთ ქლორის ჟანგვის მდგომარეობა: $Cl_2O_7$. ავღნიშნოთ ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობა: $(Cl_2)(O_7)↖(-2)$. ამრიგად, ჟანგბადის შვიდ ატომს ექნება საერთო უარყოფითი მუხტი $(-2)·7=-14$. მაშინ ორი ქლორის ატომის ჯამური მუხტი არის $+14$, ხოლო ერთი ქლორის ატომის არის $(+14):2=+7$.

ანალოგიურად, ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ცოდნით, შეიძლება ჩამოყალიბდეს ნაერთის ფორმულა, მაგალითად, ალუმინის კარბიდი (ალუმინის და ნახშირბადის ნაერთი). გვერდიგვერდ დავწეროთ ალუმინის და ნახშირბადის ნიშნები - $AlC$ და ჯერ - ალუმინის ნიშანი, რადგან მეტალია. მოდით განვსაზღვროთ გარე ელექტრონების რაოდენობა ელემენტების პერიოდული ცხრილიდან: $Al$-ს აქვს $3$ ელექტრონები, $C$-ს აქვს $4$. ალუმინის ატომი თავის სამ გარე ელექტრონს შესწირავს ნახშირბადს და ამით მიიღებს ჟანგვის მდგომარეობას $+3$-ის ტოლი იონის მუხტის ტოლფასი. ნახშირბადის ატომი, პირიქით, მიიღებს $4$-ის ელექტრონებს, რომლებიც აკლია "სასურველ რვამდე" და მიიღებს დაჟანგვის მდგომარეობას $4$-მდე. მოდით ჩავწეროთ ეს მნიშვნელობები $((Al)↖(+3)(C)↖(-4))$ ფორმულაში და ვიპოვოთ მათთვის უმცირესი საერთო ჯერადი, ის უდრის $12$-ს. შემდეგ ჩვენ ვიანგარიშებთ ინდექსებს:

ვალენტობა

ორგანული ნაერთების ქიმიური სტრუქტურის აღწერაში ძალიან მნიშვნელოვანია კონცეფცია ვალენტობა.

ვალენტობა ახასიათებს ქიმიური ელემენტების ატომების უნარს შექმნან ქიმიური ბმები; ის განსაზღვრავს ქიმიური ბმების რაოდენობას, რომლითაც მოცემული ატომი უკავშირდება სხვა ატომებს მოლეკულაში.

ქიმიური ელემენტის ატომის ვალენტობა განისაზღვრება, პირველ რიგში, დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობით, რომლებიც მონაწილეობენ ქიმიური ბმის ფორმირებაში.

ატომების ვალენტურობის შესაძლებლობები განისაზღვრება:

• დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობა (ერთელექტრონული ორბიტალები);
• თავისუფალი ორბიტალების არსებობა;
• ელექტრონების მარტოხელა წყვილის არსებობა.

ორგანულ ქიმიაში „ვალენტობის“ ცნება ცვლის „დაჟანგვის მდგომარეობის“ კონცეფციას, რომელთანაც ჩვეულებრივ მუშაობა არაორგანულ ქიმიაშია. თუმცა, ისინი არ არიან იგივე. ვალენტობას არ აქვს ნიშანი და არ შეიძლება იყოს ნული, ხოლო ჟანგვის მდგომარეობას აუცილებლად ახასიათებს ნიშანი და შეიძლება ჰქონდეს ნულის ტოლი მნიშვნელობა.

ვალენტობა და დაჟანგვის მდგომარეობა არის ცნებები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება არაორგანულ ქიმიაში. ბევრ ქიმიურ ნაერთში ელემენტის ვალენტურობა და ჟანგვის მდგომარეობა ერთნაირია, რის გამოც სკოლის მოსწავლეები და სტუდენტები ხშირად იბნევიან. ამ ცნებებს აქვთ რაღაც საერთო, მაგრამ განსხვავებები უფრო მნიშვნელოვანია. იმის გასაგებად, თუ როგორ განსხვავდება ეს ორი კონცეფცია, ღირს მათ შესახებ მეტი შესწავლა.

ინფორმაცია დაჟანგვის ხარისხის შესახებ

ჟანგვის მდგომარეობა არის დამხმარე მნიშვნელობა, რომელიც მიეკუთვნება ქიმიური ელემენტის ატომს ან ატომების ჯგუფს, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ ნაწილდება ელექტრონების საერთო წყვილი ურთიერთქმედების ელემენტებს შორის.

ეს არის დამხმარე რაოდენობა, რომელსაც არ აქვს ფიზიკური მნიშვნელობა, როგორც ასეთი. მისი არსი საკმაოდ მარტივი ასახსნელია მაგალითების დახმარებით:

საკვები მარილის მოლეკულა NaClიგი შედგება ორი ატომისგან, ქლორის ატომისა და ნატრიუმის ატომისგან. ამ ატომებს შორის კავშირი იონურია. ნატრიუმს აქვს 1 ელექტრონი ვალენტურ დონეზე, რაც ნიშნავს, რომ მას აქვს ერთი საერთო ელექტრონული წყვილი ქლორის ატომთან. ამ ორი ელემენტიდან ქლორი უფრო ელექტროუარყოფითია (აქვს ელექტრონების წყვილების თავისკენ შერევის თვისება), მაშინ მისკენ გადაინაცვლებს ელექტრონების ერთადერთი საერთო წყვილი. ნაერთში უფრო მაღალი ელექტრონეგატიურობის ელემენტს აქვს უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობა, ნაკლებად ელექტროუარყოფითი, შესაბამისად, დადებითი და მისი მნიშვნელობა უდრის ელექტრონების საერთო წყვილების რაოდენობას. განხილული NaCl მოლეკულისთვის, ნატრიუმის და ქლორის ჟანგვის მდგომარეობა ასე გამოიყურება:

ქლორი, მასზე გადაადგილებული ელექტრონული წყვილით, ახლა განიხილება, როგორც ანიონი, ანუ ატომი, რომელსაც აქვს მიმაგრებული დამატებითი ელექტრონი თავისთვის, ხოლო ნატრიუმი, როგორც კატიონი, ანუ ატომი, რომელმაც შესწირა ელექტრონი. მაგრამ ჟანგვის ხარისხის ჩაწერისას, ნიშანი პირველ ადგილზეა, ხოლო რიცხვითი მნიშვნელობა მეორეში და პირიქით, იონური მუხტის ჩაწერისას.

ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც დადებით იონს აკლია ელექტრულად ნეიტრალური ატომის შესაქმნელად, ან რომლებიც უნდა იქნას მიღებული უარყოფითი იონიდან ატომში დაჟანგვის მიზნით. ამ მაგალითში აშკარაა, რომ ნატრიუმის პოზიტიურ იონს ელექტრონი აკლია ელექტრონული წყვილის გადაადგილების გამო, ხოლო ქლორის იონს აქვს ერთი დამატებითი ელექტრონი.

მარტივი (სუფთა) ნივთიერების დაჟანგვის მდგომარეობა, მიუხედავად მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებისა, ნულის ტოლია. მაგალითად, O 2 მოლეკულა შედგება ორი ჟანგბადის ატომისგან. მათ აქვთ იგივე ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები, ამიტომ საერთო ელექტრონები არ არის გადაადგილებული არც ერთი მათგანის მიმართ. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრონული წყვილი მკაცრად არის ატომებს შორის, ამიტომ ჟანგვის მდგომარეობა იქნება ნული.

ზოგიერთი მოლეკულისთვის შეიძლება რთული იყოს იმის დადგენა, თუ სად მოძრაობენ ელექტრონები, განსაკუთრებით თუ მასში სამი ან მეტი ელემენტია. ასეთ მოლეკულებში ჟანგვის მდგომარეობის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ რამდენიმე მარტივი წესი:

1. წყალბადის ატომს თითქმის ყოველთვის აქვს მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა +1..
2. ჟანგბადისთვის ეს მაჩვენებელი არის -2. ამ წესის ერთადერთი გამონაკლისი არის ფტორის ოქსიდები.

OF 2 და O 2 F 2,

ვინაიდან ფტორი არის ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობის ელემენტი, ამიტომ ის ყოველთვის ანაცვლებს ურთიერთმოქმედ ელექტრონებს თავისკენ. საერთაშორისო წესების მიხედვით, პირველ რიგში იწერება ქვედა ელექტროუარყოფითობის მნიშვნელობის ელემენტი, შესაბამისად, ამ ოქსიდებში პირველ ადგილზეა ჟანგბადი.

• თუ შეაჯამებთ ყველა ჟანგვის მდგომარეობას მოლეკულაში, მიიღებთ ნულს.
• ლითონის ატომებს ახასიათებთ დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა.

ჟანგვის მდგომარეობების გაანგარიშებისას უნდა გვახსოვდეს, რომ ელემენტის უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის მის ჯგუფურ რიცხვს, ხოლო მინიმალური არის ჯგუფის რიცხვი მინუს 8. ქლორისთვის ჟანგვის მდგომარეობის მაქსიმალური შესაძლო მნიშვნელობა არის +7. რადგან მე-7 ჯგუფშია და მინიმალური 7-8 = -ერთი.

ზოგადი ინფორმაცია ვალენტობის შესახებ

ვალენტობა არის კოვალენტური ბმების რაოდენობა, რომელიც ელემენტს შეუძლია შექმნას სხვადასხვა ნაერთებში.

ჟანგვის მდგომარეობისგან განსხვავებით, ვალენტობის ცნებას რეალური ფიზიკური მნიშვნელობა აქვს.

ყველაზე მაღალი ვალენტობა უდრის პერიოდულ სისტემაში ჯგუფის რიცხვს. გოგირდი S მდებარეობს მე-6 ჯგუფში, ანუ მისი მაქსიმალური ვალენტობაა 6. მაგრამ ის ასევე შეიძლება იყოს 2 (H 2 S) ან 4 (SO 2).

თითქმის ყველა ელემენტს ახასიათებს ცვლადი ვალენტობა. თუმცა, არის ატომები, რომლებისთვისაც ეს მნიშვნელობა მუდმივია. მათ შორისაა ტუტე ლითონები, ვერცხლი, წყალბადი (მათი ვალენტობა ყოველთვის 1), თუთია (ვალენტობა ყოველთვის 2), ლანთანი (ვალენტობა არის 3).

რა აქვთ საერთო ვალენტობასა და ჟანგვის მდგომარეობას?

1. ორივე ამ სიდიდის აღსანიშნავად გამოიყენება დადებითი მთელი რიცხვები, რომლებიც იწერება ელემენტის ლათინური აღნიშვნის ზემოთ.
2. უმაღლესი ვალენტობა, ისევე როგორც უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა, ემთხვევა ელემენტის ჯგუფურ რაოდენობას.
3. კომპლექსურ ნაერთში ნებისმიერი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა ემთხვევა ერთ-ერთი ვალენტობის ინდიკატორის რიცხვით მნიშვნელობას. მაგალითად, ქლორს, რომელიც მე-7 ჯგუფშია, შეიძლება ჰქონდეს 1, 3, 4, 5, 6 ან 7 ვალენტობა, რაც ნიშნავს, რომ შესაძლო დაჟანგვის მდგომარეობებია ±1, +3, +4, +5, + 6, +7.

ძირითადი განსხვავებები ამ ცნებებს შორის

1. "ვალენტობის" ცნებას აქვს ფიზიკური მნიშვნელობა, ხოლო ჟანგვის ხარისხი არის დამხმარე ტერმინი, რომელსაც არ აქვს რეალური ფიზიკური მნიშვნელობა.
2. ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება იყოს ნული, ნულზე მეტი ან ნაკლები. ვალენტობა მკაცრად აღემატება ნულს.
3. ვალენტობა აჩვენებს კოვალენტური ბმების რაოდენობას, ხოლო ჟანგვის მდგომარეობას - ელექტრონების განაწილებას ნაერთში.

თავი 3. ქიმიური ბმა

ქიმიური ელემენტის ატომის უნარს, მიამაგროს ან შეცვალოს სხვა ელემენტის ატომების გარკვეული რაოდენობა ქიმიური ბმის წარმოქმნით, ელემენტის ვალენტობა ეწოდება.

ვალენტობა გამოიხატება როგორც დადებითი მთელი რიცხვი I-დან VIII-მდე. არ არის 0-ის ტოლი ან VIII-ზე მეტი ვალენტობა. მუდმივ ვალენტობას აჩვენებენ წყალბადი (I), ჟანგბადი (II), ტუტე ლითონები - ძირითადი ქვეჯგუფის პირველი ჯგუფის ელემენტები (I), ტუტე მიწის ელემენტები - ძირითადი ქვეჯგუფის (II) მეორე ჯგუფის ელემენტები. სხვა ქიმიური ელემენტების ატომები ავლენენ ცვალებად ვალენტობას. ასე რომ, გარდამავალი ლითონები - ყველა გვერდითი ქვეჯგუფის ელემენტები - ნაჩვენებია I-დან III-მდე. მაგალითად, ნაერთებში რკინა შეიძლება იყოს ორვალენტიანი ან სამვალენტიანი, სპილენძი შეიძლება იყოს ერთვალენტიანი ან ორვალენტიანი. სხვა ელემენტების ატომებს შეუძლიათ ნაერთებში აჩვენონ ჯგუფის რიცხვისა და შუალედური ვალენტობის ტოლი ვალენტობა. მაგალითად, გოგირდის ყველაზე მაღალი ვალენტობა არის IV, ყველაზე დაბალი არის II, ხოლო შუალედური არის I, III და IV.

ვალენტობა უდრის ქიმიური ბმების რაოდენობას, რომლითაც ქიმიური ელემენტის ატომი უკავშირდება ქიმიურ ნაერთში სხვა ელემენტების ატომებს. ქიმიური ბმა აღინიშნება ტირეთი (–). ფორმულებს, რომლებიც აჩვენებენ მოლეკულაში ატომების შეერთების რიგს და თითოეული ელემენტის ვალენტობას, ეწოდება გრაფიკული.

ჟანგვის მდგომარეობა არის ატომის პირობითი მუხტი მოლეკულაში, გამოითვლება იმ ვარაუდით, რომ ყველა ბმა იონური ხასიათისაა. ეს ნიშნავს, რომ უფრო ელექტროუარყოფითი ატომი, ერთი ელექტრონული წყვილის მთლიანად თავისკენ გადაადგილებით, იძენს მუხტს 1–. არაპოლარული კოვალენტური ბმა მსგავს ატომებს შორის არ უწყობს ხელს ჟანგვის მდგომარეობას.

ნაერთში ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობის გამოსათვლელად, უნდა იხელმძღვანელოთ შემდეგი დებულებებით:

1) ელემენტთა დაჟანგვის ხარისხი მარტივ ნივთიერებებში აღებულია ნულის ტოლი (Na 0; O 2 0);

2) მოლეკულის შემადგენელი ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია, ხოლო კომპლექსურ იონში ეს ჯამი უდრის იონის მუხტს;

3) ატომებს აქვთ მუდმივი დაჟანგვის მდგომარეობა: ტუტე ლითონები (+1), ტუტე მიწის ლითონები, თუთია, კადმიუმი (+2);

4) წყალბადის დაჟანგვის ხარისხი ნაერთებში +1, გარდა ლითონის ჰიდრიდების (NaH და სხვ.), სადაც წყალბადის დაჟანგვის ხარისხი არის –1;

5) ნაერთებში ჟანგბადის დაჟანგვის ხარისხი -2, გარდა პეროქსიდების (-1) და ჟანგბადის ფტორიდის 2 (+2).

ელემენტის მაქსიმალური დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა ჩვეულებრივ ემთხვევა მის ჯგუფის რიცხვს პერიოდულ ცხრილში. ელემენტის მაქსიმალური უარყოფითი დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის მაქსიმალურ პოზიტიურ დაჟანგვის მდგომარეობას მინუს რვა.

გამონაკლისს წარმოადგენს ფტორი, ჟანგბადი, რკინა: მათი უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა გამოიხატება რიცხვით, რომლის ღირებულებაც დაბალია იმ ჯგუფის რიცხვზე, რომელსაც ისინი მიეკუთვნებიან. სპილენძის ქვეჯგუფის ელემენტებისთვის, პირიქით, უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა ერთზე მეტია, თუმცა ისინი მიეკუთვნებიან I ჯგუფს.

ქიმიური ელემენტების ატომებს (გარდა კეთილშობილი აირებისა) შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან ან სხვა ელემენტების ატომებთან ბ.მ. რთული ნაწილაკები - მოლეკულები, მოლეკულური იონები და თავისუფალი რადიკალები. ქიმიური კავშირის გამო ელექტროსტატიკური ძალებიატომებს შორის , იმათ. ელექტრონებისა და ატომის ბირთვების ურთიერთქმედების ძალები. ატომებს შორის ქიმიური კავშირის ფორმირებაში მთავარ როლს ასრულებს ვალენტური ელექტრონები, ე.ი. ელექტრონები გარე გარსში.