Ako určiť valenciu

Slovo "valencia" z latinského jazyka ("valēns")sa prekladá ako "mať silu". Prvýkrát sa spomína na začiatku 15. storočia, ale jeho význam ("droga" alebo "extrakt") nemal nič spoločné s modernou interpretáciou. Zakladateľom súčasnej myšlienky valence je známy anglický chemik E. Frankland. V roku 1852 publikoval článok, v ktorom boli prehodnotené všetky teórie a predpoklady, ktoré existovali v tom čase. Bolo to Edward Frankland, ktorý predstavil pojem "spojovacia sila", ktorá sa stala základom doktríny valencie, ale odpoveď na otázku "Ako nájsť valenciu?" V tom čase nebola formulovaná.

Ďalšiu úlohu vo vývoji teórie zohrali dielaFriedrich August Kekule (1857), Archibald Scott Cooper (1858), A. Butlerov (1861), A. von Hofmann (1865). A v roku 1866 F. A Kekule vo svojej učebnici viedol stereochemické modely molekúl chemických látok s uhlíkovým atómom tetraedrálnej konfigurácie vo forme obrázkov, podľa ktorých bolo zrejmé, ako určiť valenciu napríklad uhlíka.

Základy modernej teórie chemickej väzbysú kvantové mechanické reprezentácie, ktoré dokazujú, že v dôsledku interakcie dvoch atómov vzniká bežný pár elektrónov. Atómy s nepárovými elektrónmi majúcimi paralelné otáčky odpudzujú a s antiparalelnými sú schopné vytvoriť spoločný elektrónový pár. Chemická väzba vytvorená medzi dvoma atómami, keď sa blížia k sebe, je čiastočne prekrývajúci sa elektrónový oblak. Výsledkom je, že medzi týmito dvoma jadrami sa vytvára hustota elektrického náboja, ku ktorému sa priťahujú kladne nabité jadrá a vytvára sa molekula. Táto myšlienka mechanizmu interakcie rôznych atómov tvorila základ teórie chemickej väzby alebo metódy valenčnej väzby. Takže rovnako, ako určiť valenciu? Je potrebné určiť počet väzieb, ktoré je schopný tvoriť atóm. Inak môžeme povedať, že musíme nájsť počet valenčných elektrónov.

Ak použijeme periodickú tabuľku, potomje ľahké pochopiť, ako určiť valenciu prvku počtom elektrónov vo vonkajšom plášti atómu. Oni sa nazývajú valencia. Všetky prvky v každej skupine (umiestnené v stĺpcoch) majú vo vonkajších škrupinách rovnaký počet elektrónov. Prvky prvej skupiny (H, Li, Na, K a ďalšie) majú jeden valenčný elektrón. Druhá (Be, Mg, Ca, Sr a tak ďalej) má dve. Tretí (B, Al, Ga a ďalší) - tri. Štvrtý (C, Si, Ge a ďalšie) má štyri valenčné elektróny. Prvky piatej skupiny (N, P, As a ďalšie) majú päť valenčných elektrónov. Môžeme pokračovať ďalej, pretože je úplne zrejmé, že počet elektrónov vo vonkajšom plášti elektrónového oblaku sa bude rovnať číslu skupiny periodických tabuliek. Toto sa však pozoruje v prvých troch skupinách všetkých siedmich období a ich párnych a nepárnych sériách (obdobia a série sa nachádzajú v riadkoch tabuľky). Začínajúc štvrtým obdobím a štvrtou skupinou (napríklad Ti, Zr, Hf, Ku), prvky podskupín v rovnomerných riadkoch majú vo vonkajšom plášti niekoľko elektrónov odlišných od čísla skupiny.

Pojem "valencia" po celú dobu prešielvýznamné zmeny. V súčasnosti neexistuje žiadny vedecký ani štandardizovaný výklad. Preto je schopnosť odpovedať na otázku "Ako určiť valenciu?" Zvyčajne sa používa na metodologické účely. Valence sa považuje za schopnosť atómov, vstupujúcich do reakcií, vytvárania molekúl s chemickými väzbami, ktoré sa nazývajú kovalentné. Preto môže byť valencia vyjadrená iba celým číslom.

Napríklad, ako určiť valenciu atómu síry vako sú napríklad sírovodík alebo kyselina sírová. Pre molekulu, v ktorej je atóm síry naviazaný na dva atómy vodíka, bude vodíková valencia pre vodík dva. V molekule kyseliny sírovej je jeho valencia kyslíka šesť. V oboch prípadoch sa valencia zhoduje s absolútnou hodnotou stupňa oxidácie atómu síry v týchto molekulách. V molekule H2S bude jej oxidačný stav -2 (pretože hustota elektrónu vo vytváraní väzby je posunutá k atómu síry, ktorá je viac elektonergatívna). V molekule H2SO4 je stupeň oxidácie atómu síry +6 (pretože hustota elektrónov je posunutá na viac elektronegatívny atóm kyslíka).