Валентність атомів елементів у сполуках. Хімічні формули

Для розуміння хімічних формул та правильного їх написання, слід ознайомитись з теорією валентності.

Атоми різних хімічних елементів можуть сполучатися між собою у певних відношеннях з утворенням різних хімічних сполук.

Ці відношення визначає валентність (лат valencio – сила) – здатність атомів хімічного елемента сполучатись з певною кількістю атомів інших елементів з утворенням хімічних зв’язків. Валентність атома Гідрогену прийнято за одиницю. На основі цього можна розрахувати валентності інших елементів, знаючи хімічний склад їх сполук з Гідрогеном. Так, у молекулі HCl, яка містить атоми Хлору і Гідрогену у відношенні 1:1, Хлор одновалентний, у молекулі H₂O – Оксиген двовалентний (Н:О = 2:1). Якщо елемент не утворює сполук з Гідрогеном, то його валентність можна визначити за Оксигеном, який майже завжди двовалентний, наприклад у FeO, Ферум – двовалентний, а в Al₂O₃ – Алюміній тривалентний.

Атоми деяких елементів виявляють змінну валентність. Так, у FeO Ферум – двовалентний, а у Fe₂O₃ – тривалентний (табл. 2.1).

Таблиця 2.1

Валентності атомів деяких елементів

Хімічний елемент	Валентність	Приклади формул сполук
Валентність стала
H, Li, Na, K	І	H2O, Na2O
O, Ca, Zn	ІІ	CaO, ZnO
Al	ІІІ	Al2O3
Валентність змінна
Cu	I i II	Cu2O, CuO
Fe, Co, Ni	II i III	FeO, Fe2O3
C, Sn, Pb	II i IV	CO, CO2
P	III i V	PH3, P2O5
Cr	II, III i IV	CrO, Cr2O3, CrO3
S	II, IV і VI	H2S, SO2, SO3

Знаючи валентності елементів можна складати хімічні формули сполук. Наприклад, відомо, що атом Сульфуру чотиривалентний, а Оксигену – двовалентний і вони утворюють сполуку S_xO_y. Для правильного написання формули слід над символами елементів записати їх валентності S^IV_xO^II_y, і валентність першого атома (S) поставити нижнім індексом арабською цифрою біля атома другого (О) і навпаки (валентність атома Оксигену біля атома Сульфуру). Маємо S₂O₄. Даля, одержані індекси ділимо на менший з них. Якщо одержуємо ціле число (у нашому випадку 2/2 = 1 і 4/2 = 2), то записуємо значення біля символів атомів відповідних елементів, а якщо дробові – залишаємо індекси без змін. Отже, вірна формула – SO₂.

Атоми можуть сполучатись не лише між собою, а і з групами атомів, які виявляють сталу валентність. Так, іони F^–, Cl^–, Br^–, I^–, NO₃^–,ОН^– – одновалентні, SO₄^2–, SO₃^2–, CO₃^2–, SiO₃^2– – двовалентні, РО₄^3– і ВО₃^2– – тривалентні. Знаючи валентність цих іонів і валентність металів, можна записати формули солей (FeCl₃, Al₂(SO₄)₃ тощо).

Хімічні формули, залежно від форми запису бувають кількох видів:

1. Емпіричні – вказують лише якісний і кількісний склад сполук, але не дають уявлення про їх будову (H₂SO₄, Н₂О, С₂Н₄О₂ тощо).

2. Графічно-структурні – відображають порядок атомів у сполуках та валентність кожного елемента:

Такі формули часто застосовуються в органічній хімії.

1. Електронні – вказують електронну будову атомів і молекул:

Про валентність з точки зору будови атома див. “Валентність і будова атома”.

Дата добавления: 2015-05-24