נקבע על ידי הערכיות של היסודות הכימיים

ידע על מבנה של אטומים ומולקולות במאה ה XIX לא יכול להסביר את הסיבה שלשמה מספר מסוים של אטומים בצורת אג"ח עם חלקיקים אחרים. אבל הרעיונות של מדענים הקדימו את זמנם, ואת הערכיויות של עדיין נחקרים כאחד מעקרונות היסוד של כימיה.

מההיסטוריה של המושג "הערכיות של יסודות כימיים"

כימאי בריטי מצטיין המאה XIX אדוארד Franklend טבע את המונח "תקשורת" בשימוש המדעי כדי לתאר את האינטראקציה של אטומים אחד עם השני. סיינטיפיק לב כמה אלמנטים כימיים ליצור תרכובות עם אותה הכמות של אטומים אחרים. לדוגמא, חנקן מצרף שלושה אטומי מימן במולקולה של אמוניה.

בחודש מאי 1852 Frankland העלו את ההשערה כי קיים מספר מסוים של קשרים כימיים כי אטום יכול להיווצר עם חלקיקים זעירים אחרים של עניין. Frankland השתמשה בביטוי "הכח המקשר" כדי לתאר את מה שכונה מאוחר יותר ערכי. כימאי בריטי הקים את הקשרים הכימיים ליצור אטומים של אלמנטים בודדים הידועים באמצע המאה XIX. עבודת Frankland היה תרומה חשובה כימיה מבנית מודרנית.

פיתוח של נופים

FA הכימאי הגרמני Kekule הוכיח ב 1857 כי הפחמן הוא chetyrehosnovnym. במתחם הפשוט ביותר - מתאן - להתעורר עקב 4 אטומי מימן. המונח "בְּסִיסִיוּת" מדען נהגו לייעד אלמנטים המאפיינים להתחבר מספר קבוע של חלקיקים אחרים. ברוסיה, נתונים על מבנה החומר שיטתי א מ Butlerov (1861). פיתוח נוסף של התאוריה של קשר כימי שהושגה באמצעות תורתו של השינוי התקופתי במאפיינים של אלמנטים. מחברו - אחר מצטיין כימאי רוסי מנדלייב I. ד. זה הוכיח כי הערכיות של היסודות הכימיים של תרכובות, ומאפיינים אחרים נקבעים על ידי העמדה שבה הם תופסים במערכת המחזורית.

ייצוג גרפי של מליטה ערכית והכימית

האפשרות של מולקולות חזותיות - אחת הסגולות המעורערות תאוריה הערכית. המודל הראשון הופיע ב 1860, ומאז 1864 השתמש נוסחות מבניות מייצגות סימן היקפי כימי בפנים. בין סימני אטומי מקף מסומנים קשר כימי, ומספר הקווים שווה הערכיות. באותן שנים, נעשתה במודל sharosterzhnevye הראשון (ראה. תמונה משמאל). בשנת 1866 Kekule המוצע דפוס stereochemical של אטומי פחמן בצורת ארבעון, שבו הוא נכלל בספר הלימוד שלו "כימיה אורגנית".

ערכיות של היסודות הכימיים, ואת הופעתה של יחסים לומדים על ידי ג 'לואיס, שפרסם את עבודותיו 1923 לאחר גילוי האלקטרון. אז קרא טיעונים שליליים חלקיקים זעירים, אשר הנם חלק מן הפגזים האטומיים. בספרו, לואיס המשמש נקודה סביב ארבעת הצדדים של הסמל הכימי עבור התצוגה של האלקטרונים הערכיים.

ולנסי של מימן וחמצן

לפני בריאת המערכת המחזורית של ערכיויות של היסודות הכימיים במתחמים נעשה כדי להשוות עם האטומים שאליו הוא ידוע. מימן וחמצן נבחרו כנקודת התייחסות. יסוד כימי אחר נמשך להחליף או עבור מספר מסוים של אטומי H, ו- O.

באופן זה, את המאפיינים נקבעו תרכובות חד ערכית עם מימן (הערכיות של האלמנט השני מיועדות ידי הספרה הרומית):

• HCl - כלורו (אני):
• H ₂ O - חמצן (II);
• ₃ NH - חנקן (III);
• CH ₄ - פחמן (IV).

תחמוצות של K ₂ O, CO, N ₂ O _{3, 2 SiO,} SO ₃ נקבעו על ידי הערכיות של מתכות nonmetals חמצן, הכפלה של מספר אטומים attachable O. שהושגו הערכים הבאים: K (I), C ( II), N (III) , Si (IV), S (VI).

כיצד לקבוע את הערכיות של היסודות הכימיים

ישנם חוקים של היווצרות של קשרים כימיים עם זוגות אלקטרונים משותפים:

• הערכיות מימן אופיינית - I.
• הערכיות חמצן רגיל של - II.
• עבור אלמנטי nonmetals תחתון ערכי יכול להיקבע על ידי הנוסחא 8 - № קבוצה שבה הם נמצאים במערכת המחזורית. גבוה, אם זה יכול להיקבע במספר הקבוצה.
• עבור אלמנטי צד של תת קבוצות ולנסים מקסימאליים אפשריים הם זהה למספר קבוצות בטבלה המחזורית.

קביעת הערכיות של היסודות הכימיים של תרכובת של הנוסחה מתבצעת באמצעות האלגוריתם הבא:

1. שיא על גבי לערך הידוע המוכר הכימי עבור אחד המרכיבים. לדוגמא, ב Mn ₂ O ולנסי חמצן ₇ הם שני.
2. לחשב את הערך הכולל, אשר חייב להיות מוכפל הערכיות של מספר אטומים של אותו יסוד כימי במולקולה, 2 * 7 = 14.
3. קביעת ערכיות של האלמנט השני, עבורו זה לא ידוע. פרד שהושג Sec. 2 ערך במספר אטום Mn ב המולקולה.
4. 14: 2 = 7. הערכיות של תחמוצת מנגנת ב הגבוה ביותר שלה - VII.

ולנסים קבועים ומשתנים

ערכים הערכיים של מימן וחמצן הם שונים. לדוגמה, גופרית במתחם של H ₂ S הוא divalent, כמו נוסחה SO ₃ - hexavalent. פחמן חד חמצני מגיב עם חמצן, CO ו דו ₂ CO. המתחם הראשון הוא הערכיות של C השנייה, ובמקרה השני - IV. אותו ערך מתאן CH _4.

רוב האלמנטים אינם מציג ערכיויות קבועות ומשתנות, לדוגמה, זרחן, חנקן, גופרית. החיפוש אחר הסיבות העיקריות לתופעה זו הוביל לתאוריה של קשר כימי, מושגים של אלקטרוני מעטפת ערכיים, אורביטלים מולקולריים. קיומם של ערכים שונים של אותן התכונות שהושגו עם ההסבר של מבנה העמדה אטומה ומולקולות.

תפיסות מודרניות של הערכיות

כל האטומים מורכבים גרעין חיובי מוקף אלקטרונים בעלי מטען שלילי. המעטפת החיצונית, אשר הם יוצרים, הוא גמור. המבנה הושלם הוא היציב ביותר, הוא מכיל 8 אלקטרונים (שמינייה). קשר כימי עם תוצאות זוגות אלקטרונים הנפוצות אטומים ממצבו טוב אנרגטי.

כלל ליצירת תרכובות הוא השלים קליפה או על ידי קבלת אלקטרונים הנרתעים מזווגים - תלויה אם התהליך הוא קל יותר להעביר. אם אטום מספק עבור היווצרות חלקיקים שליליים קשר כימי שאין זוג, האג"ח זה יוצר עוד זה אלקטרונים מזווגים. על פי מושגים מודרניים, הערכיות של האטומים של יסודות כימיים - היא היכולת לייצר מספר מסוים של קשרים קוולנטיים. לדוגמה, ב המולקולה, גופרית S H _2, מימן גופרתי רוכש הערכיות השנייה (-), כי כל אטום משתתף היווצרות של שני זוגות אלקטרונים. הסימן "-" מציין את האטרקציה של זוג האלקטרונים לאלמנט אלקטרו יותר. לפחות אלקטרו לערך ערכי מצרף "+".

כאשר מנגנון acceptor תורם מעורבים בתהליך של זוגות אלקטרונים של אלמנט אחד האורביטלים הערכיים חינם האחרים.

התלות של הערכיות של מבנה האטום

קח למשל פחמן וחמצן, כפי שהוא תלוי במבנה של חומרים ערכיים של היסודות הכימיים. טבלה מחזורית נותנת סקירה של המאפיינים הבסיסיים של אטום פחמן:

• סמל כימי - C;
• מספר פריט - 6;
• מטען גרעיני - 6;
• הפרוטון שבגרעין - 6;
• אלקטרון - 6, כולל 4 חיצוניים, 2 מתוכם מהווים זוג, 2 - מזווג.

אם אטום פחמן יוצר שני קשרים CO monoookside, אז השימוש בו מסופק רק 6 חלקיקים שליליים. כדי לרכוש שמיניות צורך ליצור התאמה 4 חלקיקים שליליים חיצוניים יצרו. פחמן יש הערכיות של IV (+) ב דו ו- IV (-) ב מתאן.

מספר סידורי של חמצן - 8, הקליפה הערכית מורכבת משישה אלקטרונים, שתיים מהם מהווים זוג ומעורבים קשרים כימיים ואינטראקציה עם אטומים אחרים. הערכיות חמצן אופיינית - II (-).

המדינה ולנסי וחמצון

במקרים רבים זה יותר נוח להשתמש במונח "מידת החמצון". אז נקרא אטום תשלום אשר ירכוש אם כל האלקטרונים עברו האלמנט המחייב, שבו יש elektroootritsatelnosti ערך גבוה יותר (איו). מספר החמצון של החומר הפשוט הוא אפס. על ידי חמצון יותר איו הוסיף אלמנט "-" סימן, פחות אלקטרו - "+". לדוגמא, מתכות הקבוצה העיקריות חמצון יון טיפוסי גובות מספר שווה עם השלט של "+". ברוב המקרים המדינה ולנסי וחמצון של אטומים באותו מתחם בקנה מספרית. רק כאשר אינטראקציה עם יותר אטומי אלקטרו מדינת חמצון חיובי, עם אלמנטים אשר איו מתחת - שליליים. הקונספט של "ערכיות של" לעתים קרובות חל רק על החומר של המבנה המולקולרי.