ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Валентность и степень окисления из "Введение в общую химию" С установлением атомно-молекулярных представлений понятие валентности приобрело определенный структурно-теоретический смысл. Под валентностью стали понимать способность одного атома данного элемента присоединять к себе то или иное число атомов другого химического элемента. За единицу валентности была принята соответствующая способность атома водорода, поскольку отношение атомной массы водорода к его эквиваленту равно единице. Таким образом валентность химического элемента определяли как способность его атома присоединять то или иное число атомов водорода. Если данный элемент не образовывал химических соединений с водородом, его валентность определялась как способность его атома замещать то или иное число атомов водорода в его соединениях. [c.14] Такое представление о валентности подтверждалось для простейших соединений. [c.14] Следует заметить, что при формировании представлений о валентности отдельных элементов указанные осложняющие обстоятельства не принимались во внимание, а учитывался только состав простейших соединений. Но и при этом оказалось, что у многих элементов валентность в различных соединениях не одинакова. Особенно это было заметно для соединений некоторых элементов с водородом и кислородом, в которых проявлялась различная валентность. Так, в соединении с водородом валентность серы оказалась равной двум, а с кислородом — шести. Поэтому стали различать валентность по водороду и валентность по кислороду. [c.14] Различные значения валентности у одних и тех же элементов проявлялись также в их различных соединениях с кислородом. Другими словами, одни и те же элементы оказались способны проявлять различную положительную валентность. Так появилось представление о переменной положительной валентности некоторых элементов. Что касается отрицательной валентности неметаллических элементов, то она, как правило, оказалась у одних и тех же элементов постоянной. [c.15] Элементов, проявляющих переменную положительную валентность, оказалось большинство. Однако для каждого из таких элементов характерной оказалась его максимальная валентность. Такая максимальная валентность получила название характеристичной. [c.15] В дальнейшем, в связи с возникновением и развитием электронной теории строения атома и химической связи, валентность стали связывать с числом электронов, переходящих от одного атома к другому, или с числом химических связей, возникающих между атомами в процессе образования химического соединения (см. III.7). [c.15] 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] Степень окисления и окислительное число. При реакциях образования ионных соединений переход электронов от одних реагирующих атомов или ионов к другим сопровождается соответствующим изменением величины или знака их электровалентности. При образовании соединений ковалентной природы такого изменения электровалент-. ного состояния атомов фактически не происходит, а только имеет место перераспределение электронных связей, причем валентность элементов исходных реагирующих веществ не изменяется. В настоящее время для характеристики состояния элемента в соединениях введено условное понятие степени окисления. Численное выражение степени окисления называют окислительным числом. [c.16] Определение степени окисления связано с понятием об электроотрицательности элементов (см. И 1.6). С использованием этого понятия формулируется еще одно правило. [c.16] Очевидно, что валентность характеризует атомы, только входящие в состав какого-либо соединения, хотя бы гомоядерного, т. е. состоящего из атомов одного элемента о валентности же отдельных атомов говорить бессмысленно. Сгепень же окисления характеризует состояние атомов как входящих в какое-либо соединение, так и существующих отдельно. [c.17] Координационное число. Первоначальное понятие валентности оказалось явно недостаточным для установления природы более сложных соединений, чем рассмотренные выше. А. Вернер в 1891 г. для случаев, когда к молекулам соединений, в которых валентность элементов была полностью насыщена, присоединялись другие молекулы, предложил понятие побочной валентности. Вслед за этим (в 1893 г.) он ввел в химию понятие координационного числа, которое соответствует числу атомов или групп, непосредственно связанных с атомом, считающимся в молекуле центральным. Эти связанные с центральным атомом частицы, роль которых могут играть атомы, группы атомов, элементарные и сложные ионы, в настоящее время названы лигандами. Таким образом, координационное число показывает, сколько лигандов скоординировано около центрального атома. [c.17] С течением времени понятие побочной валентности постепенно утрачивало свое значение, понятие же координационного числа оказалось чрезвычайно плодотворным. (Структурно-теоретическую интерпретацию понятия координационного числа см. в I 1.7 и 111.11.) Первоначально же Вернер подчеркивал, что понятие координационного числа есть чисто экспериментальное. [c.17] По трад1щии молекулярные и атомные массы называли ранее молекулярными и атомными весами, хотя эти названия неправильны. [c.18] Экспериментальное определение молекулярной массы веществ, находящихся в газовом состоянии, осуществляется тремя различными способами. [c.18] Сложнее определить молекулярную массу веществ, которые нельзя перевести в газообразное состояние вследствие их малой летучести или же разложения при испарении. В этих случаях приходится прибегать к косвенным методам определения молекулярной массы, основанным на использовании характеристик поведения исследуемых веществ в растворенном состоянии. [c.18] Атомные массы элементов могут быть определены из значений молекулярных масс соответствующих элементарных веществ, если только известно число атомов элемента в молекулах этих веществ. [c.18] Длл определения химических эквивалентов элементов измеряют массу водорода или кислорода, соединяющуюся с определенной массой исследуемого элементарного вещества или вытесняемую им. Химические эквиваленты элементов (элементарных веществ) определяются с достаточной точностью. Однако, как было указано (см. [c.19] Таким образом, атомная масса может быть вычислена посредством деления этой величины на удельную теплоемкость соответствующего элементарного вещества. Полученное значение атомной массы элемента приблизительно. Надо сказать, что правило Дюлонга и Пти вообще выполняется только для элементов с атомной массой больше 35. Однако полученное таким способом значение атомной массы может быть исправлено при его сопоставлении с достаточно точным значением химического эквивалента. Частное от деления атомной массы на эквивалент должно быть равно валентности элемента. Поскольку валентность должна выражаться целым числом, реально получаемое от этого деления значение исправляется на близкое к нему целое число. Умножая на это число значение эквивалента, получают точное значение атомной массы исследуемого элемента. [c.19] В некоторых случаях для определения атомной массы элемента используют явление изоморфизма. Пользуясь тем, что соединения аналогичного формульного состава и одинаковой кристаллической формы могут быть образованы разными элементами, устанавливают молекулярную массу соединения элемента с неизвестной атомной массой, сравнивая ее с молекулярной массой соединения элемента с известной атомной массой. Определив массовое содержание исследуемого элемента в соединении, можно рассчитать его атомную массу. [c.19] Вернуться к основной статье