Ковалентность и валентность – Разница между валентностью и ковалентностью

Содержание

Разница между валентностью и ковалентностью

Главное отличие - валентность против ковалентности

Атом - это строительный блок материи. Каждый атом состоит из ядра и электронного облака. Ядро является ядром атома и окружено электронным облаком. Концепция электронного облака развивается на основе вероятности положения электрона. Это означает, что электрон всегда движется вокруг ядра. Этот путь называется орбитой или оболочкой. Говорят, что электроны движутся вдоль этих орбиталей. Валентность и ковалентность являются двумя терминами, которые связаны с числом электронов, присутствующих в атоме. Основное различие между валентностью и ковалентностью заключается в том, что валентность - это количество электронов, которое атом потеряет или получит для стабилизации, тогда как ковалентность - это максимальное число ковалентных связей, которые атом может образовать, используя свои пустые орбитали..

Ключевые области покрыты

1. Что такое валентность
      - определение, свойства, примеры
2. Что такое ковалентность
      - определение, свойства, примеры
3. В чем разница между валентностью и ковалентностью


      - Сравнение основных различий

Ключевые слова: атом, ковалентность, ковалентная связь, электрон, орбиталь, оболочка, валентность


Что такое валентность

Валентность может быть определена как число электронов, которые атом потеряет или получит, чтобы стабилизировать себя. Электроны на самой внешней орбите атома известны как валентные электроны. Иногда число валентных электронов рассматривается как валентность этого элемента. Например, валентность водорода (H) равна 1, поскольку атом водорода можно стабилизировать либо потерей, либо получением 1 электрона. Атом хлора имеет 7 электронов на самой внешней орбите (число валентных электронов равно 7), но, получив еще 1 электрон, он может получить конфигурацию электрона в благородном газе аргона (Ar), которая является более стабильной. Легко получить один электрон, а не потерять 7 электронов, поэтому валентность хлора считается равной 1.

Электронная конфигурация элемента дает валентность конкретного элемента. В следующей таблице показаны некоторые элементы с их значениями.

Элемент

Электронная конфигурация

Электроны должны быть получены или выпущены, чтобы подчиняться правилу октета

Валентность

Натрий (Na)

1s22s263s1

(-)1

1

Кальций (Ca)

1s22s263s23p64s2

(-)2

2

Азот (N)

1s22s23

(+)3

3

Хлор (Cl)

1s22s263s23p5

(+)1

1

Таблица выше показывает валентность некоторых элементов. Там (-) отметка указала количество электронов, которые необходимо удалить, чтобы стабилизироваться. Знак (+) указывает количество электронов, которые необходимо получить для стабилизации.

Рисунок 1: Периодическая таблица элементов

Кроме того, периодическая таблица элементов также может дать представление о валентности элемента. Элементы группы 1 всегда имеют валентность 1, а для элементов группы 2 валентность равна 2.

Что такое ковалентность

Ковалентность - это максимальное количество ковалентных связей, которые атом может образовать, используя свои пустые орбитали. Ковалентность зависит от числа валентных электронов элемента. Например, число валентных электронов, присутствующих в водороде, равно 1, а ковалентность водорода также равна 1, поскольку у него есть только один электрон, который может быть разделен с другим атомом для образования ковалентной связи.

Если рассматривать такой элемент, как углерод, электронная конфигурация углерода равна 1 с22s22, Число валентных электронов углерода равно 4. Он имеет пустые p-орбитали. Следовательно, два s-электрона на 2s-орбитали могут быть разделены и включены в эти p-орбитали. Тогда есть 4 неспаренных электрона в углероде. Таким образом, углерод имеет 4 электрона, которые должны быть разделены для образования ковалентных связей. Следовательно, ковалентность углерода равна 4. Это максимальное количество ковалентных связей, которое может иметь атом углерода. Это объясняется орбитальными диаграммами, показанными ниже.

Валентные электроны углерода;

Распространение электронов на пустые орбитали;

Теперь есть 4 неспаренных электрона для углерода, чтобы поделиться с другими атомами, чтобы сформировать ковалентные связи.

Разница между валентностью и ковалентностью

Определение

Валентность: Валентность - это количество электронов, которые атом потеряет или получит для стабилизации.

ковалентность: Ковалентность - это максимальное количество ковалентных связей, которые атом может образовать, используя свои пустые орбитали.

Связь с валентными электронами

Валентность: Валентнос

ru.strephonsays.com

Разница между электровалентностью и ковалентностью

Ключевое различие между электровалентностью и ковалентностью заключается в том, что электровалентность — это число электронов, которое атом либо получает, либо теряет при образовании иона, тогда как ковалентность — это количество электронов, которое атом может разделить с другим атомом.

Хотя термины электровалентность и ковалентность звучат одинаково, они отличаются друг от друга согласно своим определениям. Преимущественно, электровалентность объясняет образование иона, тогда как ковалентность объясняет образование ковалентной связи.

Содержание
  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое электровалентность
  3. Что такое ковалентность
  4. В чем разница между электровалентностью и ковалентностью
  5. Заключение
Что такое электровалентность?

Электровалентность — это число электронов, полученных или потерянных при образовании иона из этого атома. Так как, термин электровалентность относится к числу электронов, которые атом либо получает, либо теряет при образовании электовалентной связи, то это называется ионной связью.Следовательно на ионе, появляется чистый электрический заряд. Более того, если атом теряет электроны при образовании ионной связи, это указывает на положительную электровалентность, а если атом приобретает электроны при образовании ионной связи, это указывает на то, что атом имеет отрицательную электровалентность. Соединения с атомами, имеющими электровалентность, являются ионными соединениями.

Формирование-ионной-связиФормирование-ионной-связи

Например, давайте рассмотрим образование хлорида натрия (NaCl). Там атом натрия теряет один электрон, таким образом, он имеет положительную электровалентность. Атом хлора получает этот электрон. Таким образом, он имеет отрицательную электровалентность. Однако, поскольку число электронов, которые либо теряются, либо приобретаются, равно одному, электровалентность натрия (или хлора) равна единице. Мы должны указать электровалентность с соответствующим знаком, чтобы указать, является ли она положительной или отрицательной электровалентностью.

  • Натрий = положительный электовалентный натрий указывается как +1.
  • Хлор = отрицательная электровалентность хлора указывается как -1.
Что такое ковалентность?

Ковалентность — это максимальное количество электронов, которое может быть разделено с другим атомом. Следовательно, ковалентность указывает максимальное количество ковалентных связей, которые атом может образовать, используя свои пустые орбитали. Значение этого параметра зависит от числа валентных электронов атома и числа пустых орбиталей, присутствующих в атоме.

Например, атом водорода имеет только один электрон, таким образом, он может делить один электрон с другим атомом. Следовательно, ковалентность водорода равна 1. В отличие от электровалентности, тут не используются знаки плюс или минус, потому что нет потери или усиления электронов, только электроны делятся друг с другом.

Формирование ковалентной связиФормирование ковалентной связи

Как мы упоминали выше, при определении ковалентности важно не только количество валентных электронов, но и количество пустых орбиталей атома. Например, если мы рассмотрим углерод в качестве примера, он имеет 4 электрона во внешней электронной оболочке. Там он имеет электронную конфигурацию 2s22p2. Следовательно, существует пустая 2p-орбиталь. Следовательно, два спаренных электрона на 2s-орбитали могут разделиться, и один электрон включается в пустую 2p-орбиталь. Тогда есть 4 неспаренных электрона. Углерод может делить все четыре электрона с другим атомом. Следовательно, ковалентность становится 4. Это потому, что когда мы пишем электронную конфигурацию углерода, мы видим, что есть только 2 неспаренных электрона, поэтому мы думаем, что ковалентность углерода равна 2, когда на самом деле она 4.

В чем разница между электровалентностью и ковалентностью?

Электровалентность — это число электронов, полученных или потерянных при образовании иона из этого атома. Это объясняет образование ионной связи. Более того, соединения, имеющие атомы с этим параметром, являются ионными соединениями. С другой стороны, ковалентность — это максимальное количество электронов, которое может быть разделено с другим атомом. Это объясняет образование ковалентной связи. Кроме того, соединения, имеющие атомы с ковалентностью, являются ковалентными соединениями.

Заключение — Электровалентность против Ковалентности

Хотя термины электровалентность и ковалентность звучат достаточно похоже, они имеют отличия, четкие определения и характеристики. Разница между электровалентностью и ковалентностью заключается в том, что электровалентность — это число электронов, которое атом либо получает, либо теряет при образовании иона, тогда как ковалентность — это количество электронов, которое атом может разделить с другим атомом.

raznisa.ru

Валентность ковалентность - Справочник химика 21

    В последнее время представление о валентности очень усложнилось и сегодня нет единого подхода для количественной оценки способности атомов к образованию химической связи. Для характеристики способности атомов соединяться друг с другом чаще всего используются три понятия валентность (ковалентность), степень (состояние) окисления и координационное число атома. Между численными значениями степени окисления, координационного числа и валентности (число связей) в общем случае прямой связи нет. [c.79]
    В. это способность атомов отдавать или присоединять определенное число электронов. В соединениях, образованных при помощи ионных связей, В. атомов определяется числом присоединенных или отданных электронов. В соединениях с ковалентными связями В. атомов определяется числом образовавшихся общих электронных пар. Однако в настоящее время весьма затруднительно найти меру для характеристики способности атома к образованию химической связи. Существуют количественные характеристики способности атомов соединяться друг с другом понятие валентности (ковалентности), понятие степени (состояния) окисления и понятие координационного числа. 
[c.29]

    Следовательно, с точки зрения спиновой теории валентности ковалентность азота и фосфора равна трем (3 неспаренных электрона), а с учетом донорно-акцепторного взаимодействия за счет неподеленной 5-пары ковалентность азота и фосфора достигает четырех, что реализуется, например, в катионах аммония и фосфония  [c.13]

    Составляя уравнения окислительно-восстановительных реакций, различные авторы прибегают к разной терминологии для обозначения степени окисления и ее изменения у окислителя и восстановителя. Мы будем пользоваться понятием окислительное число (гл. III, 9). В дальнейшем для обозначения окислительного числа будем использовать сокращение о. ч. Введение представления об окислительном числе предотвратит встречающееся еще в литературе неверное определение окислительно-восстановительных реакций как таких, при которых меняется валентность (ковалентность) элементов (гл. III, 9). Приведенные ниже уравнения двух окислительно-восстановительных реакций противоречат такому утверждению 

[c.180]

    Современная теория химических связей рассматривает как крайние случаи — классические валентные, ковалентные и координационные связи. Переход от рас- [c.27]

    Порядок расположения цепей и звеньев в трехмерной решетке поддерживается силами трех типов. Вдоль ребер с действуют силы химических валентностей (ковалентные гликозидные связи). В направлении ребер а цепи сближены на достаточное для образования Н-связей расстояние (примерно 0,27 нм между атомами кислорода), а в направлении ребер А, где расстояние между гидроксилами соседних цепей больше (около 0,31 нм), действуют силы Ван-дер-Ваальса. [c.249]


    Электровалентность проявляется в чистой форме в соединениях наиболее контрастных по своей природе элементов, т. е. в соединениях наиболее резко выраженных металлов с наиболее резко выраженными металлоидами. При соединении же одинаковых атомов в наиболее чистой форме проявляется качественно иной вид валентности — ковалентность. [c.66]

    Из этого примера видно, что валентность (ковалентность) не имеет в данном случае, как и во многих других, ничего общего с окислительным числом окислительное число никеля в этом соединении равно О (соедине- [c.30]

    Из этого примера видно, что действительно валентность (ковалентность, связность) складывается из о- и я-связей (а в некоторых случаях и 6-связи). А так как и ст- и я-связи могут возникать не только вследствие до-норно-акцепторного и дативного взаимодействия, но и в порядке обычного спаривания одиночных 5-, р- и -электронов, то общее определение валентности (ковалентности, связности) данного атома в данном соединении таково валентность атома равна числу его неспаренных электронов, заполненных и вакантных орбиталей, принимающих участие в образовании химических связей в данном соединении. [c.31]

    Основная идея полимерной химии — это представление о линейной цепной молекуле, в которой атомы, составляющие основную цепь, соединены силами первичной валентности (ковалентными, ионными и т. д.). Ниже приведено несколько примеров  [c.16]

    Занятие 2. Химическая связь. Валентность. Ковалентная связь, ее сво -ства. Неполярная и полярная связь. Ионная связь. Определение дипольных моментов. Геометрическая /Тюрмула молекул. Расчет э г ективныу зарядов. Занятие 3. Донорно-акцепторняя, водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие. Метоп МО. [c.181]

    Валентность. Ковалентность атомов. Понятие валентности является одной из центральных концепций химии. Оно было введено в середине XIX века. Таблица Менделеева наглядно представляла связь между валентностью элемента и его положением в периодической системе. Меделеев же ввел [c.117]

    Следует напомнить, что во всех этих соединениях углерод образует четыре полярные ковалентные связи и валентность (ковалентность) его равна четырем. Таким образом, степень окисления может численно не совпадать с валентностью и не определяет числа связей, образованных атомом элемента. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что степень окисления — понятие формальное и не отражает истинного распределения заряда между атомами в молекуле. Так, в НС1 и в Na I степень окисления хлора принимается равной —1, тогда как эффективный заряд его атома в этих соединениях различен и не равен единице. [c.36]

    Таким образом, во всех рассмотренных структурах нельзя выделить обособленные молекулы в кристаллической решетке. Такие кристаллические решетки, в которых отсутствуют дискретные молекулы, называются координационными решетками. Для большинства неорганических веществ (более 95%) характерны именно координационные решетки. К ним относятся условно ионные , металлические и ковалентные решетки. К условно ионным решеткам принадлежит решетка хлорида натрия, металлическим — решетка натрия и ковалентным — решетки кремния и сульфида цинка. Это деление, основанное на преобладающем типе химической связи, условно. В реальных криста

www.chem21.info

ВАЛЕНТНОСТЬ - это... Что такое ВАЛЕНТНОСТЬ?

(от лат. valentia - сила), способность атома присоединять или замещать определенное число др. атомов или атомных групп с образованием хим. связи. Количеств. мерой В. атома элемента Э служит число атомов водорода или кислорода (эти элементы принято считать соотв. одно- и двухвалентными), к-рые Э присоединяет, образуя гидрид ЭН x или оксид Э n О m. В. элемента м. б. определена и по др. атомам с известной валентностью. В разл. соединениях атомы одного и того же элемента могут проявлять разл. В. Так, сера двухвалентна в H2S и CuS, четырехвалентна в SO2 и SF4, шестивалентна в SO3 и SF6. До развития электронных представлений о строении в-ва В. трактовалась формально. В рамках электронной теории химической связи В. атома определяется числом его неспаренных электронов в основном или возбужденном состоянии, участвующих в образовании общих электронных пар с электронами др. атомов. Поскольку электроны внутр. оболочек атома не участвуют в образовании хим. связей, макс. В. элемента считают равной числу электронов во внеш. электронной оболочке атома. Макс. В. элементов одной и той же группы периодич. системы обычно соответствует ее порядковому номеру. Напр., макс. В. атома С должна быть равной 4, С1 - 7. Электростатич. теория хим. связи привела к формулировке близкого к В. и дополняющего ее понятия степени окисления (окислит. числа), соответствующей заряду, к-рый приобрел бы атом, если бы все электронные пары его хим. связей сместились в сторону более электроотрицат. атомов. При этом электронные пары, обобщенные одинаковыми атомами, делятся пополам. По знаку степень окисления, как правило, совпадает с экспериментально определяемым эффективным зарядом атома, но численно намного превышает его. Напр., степень окисления серы в SO3 равна +6, а ее эффективный заряд - ок. + 2.

Развитие представлений о донорно-акцепторных связях (см. Координационная связь), водородной связи, обнаружение новых классов хим. соед. (мостиковых электронодефицитных, металлоорг., сэндвичевых, металлич. кластеров,1067-15.jpg комплексов), а также исследования кристаллич. структур показали ограниченность правил определения формальной В. Было найдено, что координац. числа атомов могут превышать их формальную В. Так, атом С в карбонильном кластере [CFe5(CO)15] связан с 5 атомами Fe, в анионе [ССо 8 (СО)18]2- - с 8 атомами Со. Хим. связь в подобных соед. не м. б. описана с помощью представлений о двух-электронных двухцентровых связях и обусловлена образованием много центровой связи.

Термин "В." введен в 60-х гг. 19 в. На представлениях о В. была основана классич. теория хим. строения A.M. Бутлерова. В совр. теории хим. строения представления о В. часто отождествляют с общим учением о хим. связи.

Лит.: Коулсон Ч., Валентность, пер. с англ., М., 1965; Развитие учения о валентности, под ред. В. И. Кузнецова, М., 1977; Картмелл Э., Фоулз Г., Валентность и строение молекул, пер. с англ., М., 1979. В. И. Минкин.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.

dic.academic.ru

Валентность — Википедия

Вале́нтность (от лат. valēns «имеющий силу») — способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.

История возникновения понятия «валентность»

Этимологию термина валентность возможно отследить начиная с 1425 года, когда его начали использовать в научных текстах в значении «экстракт», «препарат». Использование в рамках современного определения зафиксировано в 1884 году (нем. Valenz)[1]. В 1789 году Уильям Хиггинс опубликовал работу, в которой высказал предположение о существовании связей между мельчайшими частицами вещества[2].

Однако точное и позже полностью подтверждённое понимание феномена валентности было предложено в 1852 году химиком Эдуардом Франклендом в работе, в которой он собрал и переосмыслил все существовавшие на тот момент теории и предположения на этот счёт[3]. Наблюдая способность к насыщению разных металлов и сравнивая состав органических производных металлов с составом неорганических соединений, Франкленд ввёл понятие о «соединительной силе» (соединительном весе), положив этим основание учению о валентности. Хотя Франкленд и установил некоторые частные закономерности, его идеи не получили развития.

Решающую роль в создании теории валентности сыграл Фридрих Август Кекуле. В 1857 году он показал, что углерод является четырёхосновным (четырёхатомным) элементом, и его простейшим соединением является метан СН4. Уверенный в истинности своих представлений о валентности атомов, Кекуле ввёл их в свой учебник органической химии: основность, по мнению автора — фундаментальное свойство атома, свойство такое же постоянное и неизменяемое, как и атомный вес. В 1858 году взгляды, почти совпадающие с идеями Кекуле, высказал в статье «О новой химической теории» Арчибальд Скотт Купер.

Уже три года спустя, в сентябре 1861-го, А. М. Бутлеров внёс в теорию валентности важнейшие дополнения. Он провёл чёткое различие между свободным атомом и атомом, вступившим в соединение с другим, когда его сродство «связывается и переходит в новую форму». Бутлеров ввёл представление о полноте использования сил сродства и о «напряжении сродства», то есть энергетической неэквивалентности связей, которая обусловлена взаимным влиянием атомов в молекуле. В результате этого взаимного влияния атомы в зависимости от их структурного окружения приобретают различное «химическое значение». Теория Бутлерова позволила дать объяснение многим экспериментальным фактам, касавшимся изомерии органических соединений и их реакционной способности.

Молекулярные модели Гофмана

Огромным достоинством теории валентности явилась возможность наглядного изображения молекулы. В 1860-х годах появились первые молекулярные модели. Уже в 1864 году А. Браун предложил использовать структурные формулы в виде окружностей с помещёнными в них символами элементов, соединённых линиями, обозначающими химическую связь между атомами; количество линий соответствовало валентности атома. В 1865 году А. фон Гофман продемонстрировал первые шаростержневые модели, в которых роль атомов играли крокетные шары. В 1866 году в учебнике Кекуле появились рисунки стереохимических моделей, в которых атом углерода имел тетраэдрическую конфигурацию.

Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода — двум, азота — трём, углерода — четырём.

Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода — двум, азота — трём, кремния — четырём, серы — шести.

У большинства элементов значения валентности в водородных и в кислородных соединениях различны: например, валентность серы по водороду равна двум (H2S), а по кислороду шести (SO3). Кроме того, большинство элементов проявляют в разных своих соединениях различную валентность [некоторые элементы могут не иметь ни гидридов, ни оксидов]. Наприм., углерод образует с кислородом два оксида: монооксид углерода CO и диоксид углерода CO2. В монооксиде углерода валентность углерода равна двум, а в диоксиде — четырём (некоторые элементы способны образовывать также пероксиды). Из рассмотренных примеров следует, что охарактеризовать валентность элемента каким-нибудь одним числом и/или методом, как правило, нельзя.

Современные представления о валентности

С момента возникновения теории химической связи понятие «валентность» претерпело существенную эволюцию. В настоящее время оно не имеет строгого научного толкования, поэтому практически полностью вытеснено из научной лексики и используется, преимущественно, в методических целях.

Резонансная модель образования ковалентных связей в молекуле HNO3

В основном, под валентностью химических элементов обычно понимается способность свободных его атомов (в более узком смысле — мера его способности) к образованию определённого числа ковалентных связей. В соединениях с ковалентными связями валентность атомов определяется числом образовавшихся двухэлектронных двухцентровых связей. Именно такой подход принят в теории локализованных валентных связей, предложенной в 1927 году В. Гайтлером и Ф. Лондоном. Очевидно, что если в атоме имеется n неспаренных электронов и m неподелённых электронных пар, то этот атом может образовывать n + m ковалентных связей с другими атомами[4]. При оценке максимальной валентности следует исходить из электронной конфигурации гипотетического, т. н. «возбуждённого» (валентного) состояния. Например, максимальная валентность атома бора, углерода и азота равна 4 (например, в [BF4], CH4 и [NH4]+), фосфора — 5 (PCl5), серы — 6 (H2SO4), хлора — 7 (Cl2O7).
Число связей, которые может образовывать атом, равно числу его неспаренных электронов, идущих на образование общих электронных пар (молекулярных двухэлектронных облаков). Ковалентная связь может образовываться также по донорно-акцепторному механизму. При этом в обоих случаях не учитывается полярность образовавшихся связей, а потому валентность не имеет знака — она не может быть ни положительной, ни отрицательной, в отличие от степени окисления (N2, NO2, NH3 и [NH4]+).

Структурная формула молекулы этана

Кроме валентности по водороду и по кислороду, способность атомов данного элемента соединяться друг с другом или с атомами других элементов в ряде случаев можно выразить [часто и отождествить] иными способами: как, например, степень окисления элемента (условный заряд атома в предположении, что вещество состоит из ионов), ковалентность (число химических связей, образуемых атомом данного элемента, в том числе и с одноимённым элементом; см. ниже), координационное число атома (число атомов, непосредственно окружающих данный атом) и т. п. Эти характеристики могут быть близки и даже совпадать количественно, но ни коим образом не тождественны друг другу[5]. Например, в изоэлектронных молекулах азота N2, монооксида углерода CO и цианид-ионе CN реализуется тройная связь (то есть валентность каждого атома равна 3), однако степень окисления элементов равна, соответственно, 0, +2, −2, +2 и −3. В молекуле этана (см. рис.) углерод четырёхвалентен, как и в большинстве органических соединений, тогда как степень окисления равна −3.

Особенно это справедливо для молекул с делокализованными химическими связями, например в азотной кислоте степень окисления азота равна +5, тогда как азот не может иметь валентность выше 4. Известное из многих школьных учебников правило — «Максимальная валентность элемента численно равна номеру группы в Периодической таблице» — относится исключительно к степени окисления. Понятия «постоянной валентности» и «переменной валентности» также преимущественно относятся к степени окисления.

Семиполярные и донорно-акцепторные (дативные) связи по своей сути являются «двойными» связями, поскольку при их образовании происходят оба процесса: перенос электрона (образование ионной связи) и обобществление электронов (образование ковалентной связи).

Понятие валентности нельзя использовать и в очень многих случаях, когда невозможно применить модель двухэлектронных двухцентровых связей[6] — нельзя говорить о валентности элементов в соединениях, где отсутствуют ковалентные связи (чаще в таких случаях корректнее говорить о степени окисления). Представления о валентности не применимы для описания кластерных соединений, бороводородов, карборанов, π-комплексов, соединений благородных газов и многих других. Например, катионы щелочных металлов в комплексах с краун-эфирами проявляют валентность, намного превышающую их степень окисления.

Некорректным будет использование валентности для описания соединений с ионной кристаллической структурой. Так в кристалле хлорида натрия NaCl у каждого иона Na+ или Cl — центра элементарной ячейки — реальное число соседних ионов — координационное число — равно 6, а степень окисления — +1 и −1 соответственно. Локализованных же электронных пар вовсе нет.

В современной химии активно используется метод молекулярных орбиталей, в котором отсутствуют какие-либо аналоги понятия валентности атома. Между тем, понятие кратности химической связи наиболее близко к характеристике числа образуемых связей. Отождествление единичной связи с двухэлектронной молекулярной орбиталью возможно лишь в предельном, локализованном случае[5]. В квантовой химии аналога понятия валентности как характеристики атома в молекуле не существует, а используемое понятие спин-валентности относится к изолированному атому[7].

Ковалентность элемента (мера валентных возможностей элементов; ёмкость насыщения) определяется общим числом неспаренных электронов [валентных электронных пар[8]] как в нормальном, так и в возбуждённом состоянии атома, или, иначе говоря, число образуемых атомом ковалентных связей (углерод 2s22p2 II-ковалентен, а в возбуждённом состоянии C* 2s12p3 — IV-ковалентный; таким образом в CO и CO2 валентность составляет II или IV, а ковалентность — II и/или IV). Так, ковалентность азота в молекулах N2, NH3, Al≡N и цианамиде Ca=N-C≡N равна трём, ковалентность кислорода в молекулах H2O и CO2 — двум, ковалентность углерода в молекулах CH4, CO2 и кристалле C (алмаза) — четырём.

В классическом и/или пост-квантовохимическом представлении по электронным спектрам поглощения двухатомных молекул можно определять число оптических (валентных) электронов при данной энергии возбуждения[9]. Согласно этому методу, обратная величина тангенса угла наклона корреляционной прямой/прямых (при релевантных значениях молекулярных электронных термов, которые образованы относительными суммами атомных) соответствует числу пар валентных электронов, то есть валентности в её классическом понимании[10].

Между валентностью [стехиометрической] в данном соединении, мольной массой его атомов и его эквивалентной массой существует простое соотношение, непосредственно вытекающее из атомной теории и определения понятия «эквивалентная масса».

Стехиометрическая валентность [расчётная] элемента в данном соединении[11] равна молекулярной массе его атомов (в г/моль), делённой на эквивалентную массу элемента (в г/моль):

V=ME{\displaystyle V={\frac {M}{E}}}

V — Стехиометрическая валентность
M — Молекулярная масса (г/моль)
E — Эквивалентная масса (г/моль)
Так, стехиометрическая валентность углерода в CO 12 (г/моль) /6 (г/моль) = 2, а в CO2 12 /3 = 4.

В неорганической химии во многих случаях понятие валентности элемента теряет определённость: эта величина зависит от знания химического строения соединения, во многих случаях она может быть больше номера группы (таблицы ПСХЭ). В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической химии — валентность, так как большинство неорганических веществ имеет немолекулярное строение, а органических — молекулярное. Нельзя отождествлять эти два понятия, даже если они численно совпадают. Широко применяется также термин «валентные электроны», то есть наиболее слабо связанные с ядром атома, чаще всего внешние электроны.

По валентности элементов можно составлять истинные формулы соединений, и, наоборот, исходя из истинных формул можно определять валентности элементов в данных соединениях. При этом необходимо придерживаться принципа, согласно которому произведение валентности одного элемента на число его атомов равно произведению валентности второго элемента на число его атомов. Так, чтобы составить формулу оксида азота (III), следует записать сверху над символом валентности элементов NIII{\displaystyle {\stackrel {III}{\mbox{N}}}} OII{\displaystyle {\stackrel {II}{\mbox{O}}}}. Определив наименьший общий знаменатель и разделив его на соответствующие валентности, получим атомное соотношение азота к кислороду, а именно 2 : 3. Следовательно, формула оксида азота (III) соответствует N+32O−23{\displaystyle {\stackrel {+3}{\mbox{N}}}_{2}{\stackrel {-2}{\mbox{O}}}_{3}}. Для определения валентности поступают таким же образом наоборот.

Примечания

  1. ↑ Valence — Online Etymology Dictionary.
  2. Partington, J.R. A Short History of Chemistry. — Dover Publications, Inc, 1989. — ISBN 0-486-65977-1.
  3. Frankland E. On a New Series of Organic Bodies Containing Metals. // Phil. Trans. 1852. Vol. 142. P. 417—444.
  4. ↑ Неорганическая химия / Б. Д. Степин, А. А. Цветков ; Под ред. Б. Д. Степина. — М.: Высш. шк., 1994. — С. 71—72
  5. 1 2 Валентность атомов в молекулах / Корольков Д. В. Основы неорганической химии. — М.: Просвещение, 1982. — С. 126
  6. ↑ Развитие учения о валентности. Под ред. Кузнецова В. И. М.: Химия, 1977. стр.19.
  7. Татевский В. М. Квантовая механика и теория строения молекул. М.: Изд-во МГУ, 1965. Глава 3.
  8. ↑ в том числе в донорно-акцепторной связи
  9. ↑ Серов Н. В. Электронные термы простых молекул // Оптика и спектроскопия, 1984, Т.56, вып.3, с. 390—406.
  10. ↑ Ionov S.P. and Kuznetsov N.T. Excited and Ionized and States of h3 in Terms of the Structural Thermodynamic Model// Russian Journal of Inorganic Chemistry Vol. 50, No. 2, February 2005, pp. 233—237
  11. ↑ В предположении что Валентность неизвестна, но известны молекулярная масса и эквивалентная масса соединения.

См. также

Ссылки

Литература

  • Л. Паулинг Природа химической связи. М., Л.: Гос. НТИ хим. литературы, 1947.
  • Картмелл, Фоулс. Валентность и строение молекул. М.: Химия, 1979. 360 с.]
  • Коулсон Ч. Валентность. М.: Мир, 1965.
  • Маррел Дж., Кеттл С., Теддер Дж. Теория валентности. Пер. с англ. М.: Мир. 1968. (недоступная ссылка)
  • Развитие учения о валентности. Под ред. Кузнецова В. И. М.: Химия, 1977. 248с.
  • Валентность атомов в молекулах / Корольков Д. В. Основы неорганической химии. — М.: Просвещение, 1982. — С. 126.

wikipedia.bio

Валентность электровалентность - Справочник химика 21

    Таким образом, вопреки довольно распространенному мнению чисто ионных соединений с идеальной ионной связью на самом деле не существует . Между тем принято считать, что химическая связь у подавляющего большинства неорганических соединений имеет ионный характер. Объясняется это двумя исторически сложившимися причинами. Во-первых, почти все химические реакции исследовались в воднОй среде и представляли, по существу, ионные реакции. В то же время поведение вещества в водных растворах коренным образом отличается от его свойств в отсутствие воды. Так, соляная кислота относится к числу сильнейших электролитов растворенный в воде хлорид водорода полностью диссоциирует на ионы водорода и хлора. Основываясь на этом факте, можно было бы допустить ионную связь в молекуле НС1. Однако безводный хлорид водорода представляет собой почти неионное соединение, в котором эффективные заряды водорода и хлора соответственно равны +0,17 и -0,17. Во-вторых, в свете учения об ионной связи в неорганической химии укоренились представления о положительной и отрицательной валентности (электровалентности). Даже если невозможны отдача и присоединение электронов, нередко подразумевали электровалентность, т.е. ионную связь. Это усугублялось еще и тем, что в неорганической химии исключительно важную роль играет электронная теория окислительно-восстановительных реакций, постулирующая переход электронов от восстановителей к окислителям. При этом степень окисления полностью отождествлялась с электровалентностью и для удобства подсчета числа отдаваемых и присоединяемых электронов заведомо неионные соединения рассматривались как вещества с ионной связью. Между тем понятие степени окисления не имеет ничего общего [c.64]
    Общая характеристика элементов подгруппы меди. Электронная конфигурация (п—1)с( л5. Хотя во внешнем уровне у них находится по одному -электрону (как и в щелочных металлах), элементы подгруппы 1В— -элементы, так как последний электрон попадает в (п—1)й -подуровень, а не в пз, как у щелочных металлов. Поэтому элементы подгруппы меди мало похожи на щелочные металлы. Они гораздо больше похожи на переходные элементы, предшествующие им в соответствующих периодах. Хотя (п—1)й(-подуровень в их атомах содержит 10 электронов, но он еще не стабилен эти атомы, возбуждаясь, проявляют положительную валентность не только +1, но и +2, +3. Таким образом, их высшая электровалентность не совпадает с номером группы. [c.354]

    Во-вторых, в свете учения об ионной связи (Коссель) в химии сильно укоренились представления о положительной и отрицательной валентности (электровалентности). Даже в том случае, когда невозможна отдача и присоединение электронов, нередко подразумевали электровалентность. Это усугублялось еще и тем, что в неорганической химии исключительно важную роль играет электронная теория окис-лительно-восстановительных реакций, постулирующая переход электронов от восстановителей к окислителям. При этом окислительное число (степень окисления) полностью отождествлялось с электровалентностью и для удобства подсчета числа отдаваемых и присоединяемых электронов заведомо неионные соединения рассматриваются как вещества с ионной связью. Однако понятие окислительного числа носит только условный характер и не имеет ничего общего ни с эффективными зарядами атомов, ни с фактическим числом связей, которые образует данный атом (валентность). [c.37]

    Электрохимическая валентность (электровалентность) центрального атома в комплексных или координационных соединениях обозначается по интернациональным правилам, так же как и в простых соединениях, т. е. римскими цифрами. В катионных комплексах и в анионных комплексах кислот цифра, обозначающая валентность, ставится после названия соответствующего элемента. В анионных комплексах солей она пишется после оканчивающихся на ат названий комплексов. [c.399]


    Вследствие противоположности своих зарядов оба иона притягиваются друг к другу. Однако, сблизившись до известного предела, они останавливаются на таком расстоянии, при котором притяжение уравновешивается взаимным отталкиванием их электронных оболочек. Валентная связь, сопровождающаяся практически полным перетягиванием электронной пары одним из атомов и последующим стяжением образовавшихся ионов, называется ионной связью (иначе электровалентной, гетерополярной). Соединение по типу ионной связи происходит в тех случаях, когда реагирующие атомы обладают резко противоположным химическим характером. [c.88]

    Более содержательное определение валентности v получено на основании метода молекулярных орбиталей и понятий ковалентности (и ) и электровалентности (ue)- Валентность равна сумме ковалентности и модуля электровалентности  [c.118]

    Таким образом, степень окисления характеризует валентность и электроотрицательность атома элемента в составе молекулы. Если бы связи в молекуле были абсолютно ионными, то степень окисления равнялась бы электровалентностям атомов. [c.261]

    Степенью окисления называется заряд элемента, вычисленный исходя из предположения, что соединение состоит только из ионов. Степень окисления является формализованным отображением общей валентности элемента в соединении, определяемой суммой его ковалентности и электровалентности. [c.261]

    Электровалентность и ковалентность. Положительная или отрицательная валентность элемента — проще всего определить, если два элемента образовывали ионное соединение считалось, что элемент, атом которого стал положительно заряженным ионом, проявил положительную валентность, а элемент, атом которого стал отрицательно заряженным ионом, — отрицательную. Численное значение валентности считалось равным величине заряда ионов. Поскольку ионы в соединениях образуются посредством отдачи и присоединения атомами электронов, величина заряда ионов обусловливается числом отданных (положительный) и присоединенных (отрицательный) атомами электронов. В соответствии с этим положительная валентность элемента измерялась числом отданных его атомом электронов, а отрицательная валентность — числом электронов, присоединенных данным атомом. Таким образом, поскольку валентность измерялась величиной электрического заряда атомов, она и получила название электровалентности. Ее называют также ионной валентностью (Л. Полинг). [c.15]

    Понятие степени окисления, таким образом, пришло на смену понятию электровалентности. В связи с этим представляется нецелесообразным пользоваться и понятием ковалентности. Для характеристики элементов лучше применять понятие валентности, определяя ее чис-лом электронов, используемых данным атомом для образования электронных пар, независимо от того, притягиваются они к данному атому или, наоборот, оттягиваются от него. Тогда валентность будет выражаться числом без знака. В отличие от валентности степень окисления определяется числом электронов, оттянутых от данного атома, — положительная, или притянутых к нему, — отрицательная. Во многих случаях арифметические значения валентности и степени окисления 

www.chem21.info

ВАЛЕНТНОСТЬ - это... Что такое ВАЛЕНТНОСТЬ?

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от лат. valere иметь значение), или атомность, число атомов водорода или эквивалентных ему атомов или радикалов, к рое может присоединить данный атом или радикал. В. является одной из основ распределения элементов в периодической системе Д. И.… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Валентность — * валентнасць * valence термин происходит от лат. имеющий силу. 1. В химии это способность атомов химических элементов образовывать определенное число химических связей с атомами др. элементов. В свете строения атома В. это способность атомов… …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от лат. valentia сила) в физике число, показывающее, со сколькими атомами водорода может соединяться данный атом или замещать их. В психологии валентность есть идущее из Англии обозначение для побуждающей способности. Философский… …   Философская энциклопедия

  • валентность — атомность Словарь русских синонимов. валентность сущ., кол во синонимов: 1 • атомность (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин …   Словарь синонимов

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от лат. valentia – крепкий, прочный, влиятельный). Способность слова к грамматическому сочетанию с другими словами в предложении (например, у глаголов валентность определяет способность сочетаться с подлежащим, прямым или косвенным дополнением) …   Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от латинского valentia сила), способность атома химического элемента присоединять или замещать определенное число других атомов или атомных групп с образованием химической связи …   Современная энциклопедия

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от лат. valentia сила) способность атома химического элемента (или атомной группы) образовывать определенное число химических связей с другими атомами (или атомными группами). Вместо валентности часто пользуются более узкими понятиями, напр.… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — ВАЛЕНТНОСТЬ, валентности, мн. нет, жен. (от лат. valens имеющий ценность, значение) (хим.). То же, что атомность. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — ВАЛЕНТНОСТЬ, и, жен. (спец.). Способность атома (или атомной группы) образовывать химические связи с другими атомами (или атомными группами). | прил. валентный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ВАЛЕНТНОСТЬ — (от лат. valentia сила), способность атомов элементов к образованию химических связей; количественно характеризуется числом. В. можно рассматривать как способность атома отдавать или присоединять определ. число эл нов внеш. электронных оболочек… …   Физическая энциклопедия

  • dic.academic.ru

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *