Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 7 класс>> Валентность химических элементов. На досуге. «Конструируем» молекулы

Валентность химических элементов

Материал параграфа поможет вам:

>  выяснить, что такое валентность элемента;
>  прогнозировать  возможные  значения  валентности  элемента,  исходя  из его размещения  в  периодической системе;
>  определять  значения  валентности  элементов  в бинарных соединениях по их формулам;
>  составлять формулы бинарных соединений, исходя из значений  валентности элементов.

Валентность.

Числовые индексы в химических формулах  указывают  на  то,  что  атомы  соединяются  друг  с  другом  не  произвольно,  а  в  определенных соотношениях.

Способность атома  соединяться  с определенным количеством таких же или других атомов называют валентностью.

Валентность  является  важным  свойством  атома. Ее определяют исходя из того, сколько атомов присоединяет  данный  атом  и  каким  элементам они принадлежат.

Значение  валентности  атома  Гидрогена  принято считать равным  I. Этот атом всегда соединяется только с одним атомом. В результате образуются, например, молекулы водорода H₂, фтороводорода HF, воды H₂O:

Гидроген — одновалентный элемент.

В молекуле фтороводорода HF атом Флуора связан с атомом Гидрогена. Поэтому значение валентности Флуора, как и Гидрогена, равно I.

Атом Оксигена удерживает в молекуле воды H₂O два  атома  Гидрогена.  Отсюда  вывод:  Оксиген двухвалентный  элемент.

¹ Термин происходит от латинского слова valentia — сила.

Такую  валентность Оксиген  проявляет  всегда —  и в   молекуле  простого вещества (O₂), и в молекулах сложных веществ.

Значение  валентности  элемента  при  необходимости указывают в химической формуле римской цифрой над его символом: В математических расчетах и тексте для этого используют арабские цифры.

► Определите валентность элементов в молекулах аммиака NH₃ и метана CH₄.

Сведения  о  валентности  элементов  в  веществе можно представить другим способом. Сначала записывают  на  определенном  расстоянии  друг  от друга  символы  каждого  атома,  находящегося  в молекуле. Затем одновалентный атом соединяют с другим одной черточкой, от двухвалентного атома проводят две черточки и т. д.:



Такие формулы  называют  графическими.  Они  показывают порядок соединения атомов в молекулах.

Молекула  простого  вещества  водорода  имеет графическую формулу H-H. Аналогичными являются  графические формулы молекул фтора,  хлора,  брома, иода.  Графическая формула молекулы кислорода 0=0, а молекулы азота .

Составляя такие формулы для молекул сложных веществ,  следует  иметь  в  виду,  что  атомы  одного элемента, как правило, не соединены между собой.

► Изобразите  графические формулы молекул  аммиака и метана.

Из графической формулы молекулы легко определить  валентность  каждого  атома.  Значение валентности  равно  количеству  черточек,  которые исходят от атома.

Для  соединений  ионного  и  атомного  строения графические формулы не используют.

Валентность элемента и его размещение в периодической  системе. 

Некоторые  элементы  имеют постоянную валентность.

Это интересно

В начале XIX в. во взглядах на состав химических соединений господствовал
принцип «наибольшей простоты». Так, формулу воды записывали HO, а не H₂O.

Гидроген и Флуор всегда одновалентны,  а Оксиген — двухвалентен. Другие элементы  с  постоянной  валентностью находятся  в I—III  группах  периодической  системы,  причем значение валентности каждого элемента совпадает с номером группы. Так, элемент I группы Литий одновалентен,  элемент II группы Магний двухвалентен, а элемент III группы Бор трехвалентен. Исключениями  являются  элементы  I  группы  Купрум (значения валентности —  I и 2) и Аурум (I и 3).

Большинство элементов имеют переменную валентность. Приводим ее  значения для некоторых из них:

Плюмбум (IV группа) — 2,4;
Фосфор (V группа) — 3,5;
Хром (VI группа) — 2, 3, 6;
Сульфур (VI группа) — 2, 4, 6;
Манган (VII группа) — 2, 4, 6,  7;
Хлор (VII группа) —  I, 3,  5,  7.

Из  этих  сведений  вытекает  важное  правило: максимальное  значение  валентности  элемента совпадает  с номером  группы,  в  которой  он  находится1.   Поскольку  в  периодической системе  восемь  групп,  то  значения  валентности  элементов могут быть от  I до 8.

Существует еще одно правило: значение валентности неметаллического элемента в соединении с  Гидрогеном  или  с  металлическим  элементом равно 8 минус номер группы, в которой размещен элемент. Подтвердим его примерами  соединений элементов с Гидрогеном. Элемент VII группы Иод в  иодоводороде HI  одновалентен  (8-7=1),   элемент VI группы Оксиген в воде H₂O двухвалентен (8 -  6 = 2), элемент V группы Нитроген в аммиаке  
NH3 трехвалентен (8 -  5 = 3).

Определение  валентности  элементов  в  бинарном соединении по его формуле.

Бинарным² называют соединение, образованное двумя элементами .

¹ Существует несколько исключений.
² Термин происходит от латинского слова binarius — двойной;  состоящий из двух частей.

Это интересно

Формулы соединений, образованных тремя и более элементами, составляют иначе.

Выяснить значение валентности элемента в соединении нужно тогда,  когда элемент имеет переменную  валентность.  Как  выполняют  такое  задание, покажем на примере.

Найдем значение валентности Иода в его соединении с Оксигеном, которое имеет формулу  I₂O₅.

Вы  знаете,  что Оксиген —  двухвалентный  элемент. Запишем значение его валентности над символом этого элемента в химической формуле соединения:  .  На  5  атомов  Оксигена  приходится 2  * 5 =  10 единиц валентности. Их нужно  «распределить» между двумя атомами Иода (10 : 2 = 5). Из этого следует, что Иод в соединении пятивалентен.

Формула соединения с обозначением валентности  элементов — 

► Определите  валентность  элементов  в  соединениях с формулами  CO₂ и Cl₂O₇.

Составление химических формул соединений по валентности элементов.

Выполним задание, противоположное предыдущему, — составим химическую формулу  соединения  Сульфура  с  Оксигеном,  в котором Сульфур шестивалентен.

Сначала запишем символы элементов,  образующих  соединение,  и  укажем  над  ними  значения валентности: . Затем находим наименьшее число, которое делится без остатка на оба значения валентности.  Это  число  6.  Делим  его  на  значение валентности каждого элемента и получаем соответствующие индексы в химической формуле соединения: .

Для проверки химической формулы используют правило:  произведения  значений  валентности каждого  элемента  на  количество  его  атомов  в формуле одинаковы. Эти произведения для только что выведенной химической формулы: 6 -1  = 2-3.

Запомните,  что  в  формулах  соединений,  в  том числе  бинарных,  сначала  записывают  символы металлических элементов, а потом — неметаллических. Если соединение образовано только неметаллическими элементами и среди них есть Оксиген или Флуор, то эти элементы записывают последними.

Это интересно

Порядок записи элементов в формуле соединения Оксигена с Флуором такой: OF₂.

► Составьте химические формулы соединений Бора с Флуором и Оксигеном.

Причины  соединения  атомов  друг  с  другом  и объяснение значений валентности элементов связаны  со  строением атомов.  Этот материал будет рассмотрен в 8 классе.

Выводы

Валентность — это способность атома соединяться с определенным количеством таких же или других атомов.

Существуют элементы с постоянной и переменной валентностью. Гидроген и Флуор всегда одновалентны, Оксиген — двухвалентен.

Значения валентности элементов отражают в графических формулах молекул соответствующим количеством черточек возле атомов.

Произведения  значений  валентности  каждого элемента на количество его атомов в формуле бинарного соединения одинаковы.

?
75. Что такое валентность? Назовите максимальное и минимальное значения валентности химических элементов.

76. Укажите символы элементов, имеющих постоянную валентность: К, Ca, Cu, Cl, Zn,  F, Н.

77. Определите валентность всех элементов в соединениях, которые имеют такие формулы:

78. Определите валентность элементов в соединениях с такими формулами:
a) BaH₂, V₂O₅, MoS₃, SiF₄,  Li₃P;  б) CuS, TiCI₄, Ca₃N₂, P₂O₃, Mn₂O₇.

79. Составьте формулы соединений, образованных элементами  с постоян­ной валентностью: Na...H..., Ba...F..., Al...О..., AI...F....

80. Составьте  формулы  соединений,  используя  указанные  валентности некоторых элементов:


81. Напишите формулы соединений с Оксигеном таких элементов: а) Лития; б) Магния; в) Осмия (проявляет валентность 4 и 8).

82. Изобразите графические формулы молекул CI₂O,  PH₃, SO₃.

83. Определите валентность элементов по графическим формулам молекул:

На досуге

«Конструируем» молекулы

Рис. 45. Модель молекулы метана CH₄

По  графическим формулам  можно  изготовлять модели  молекул  (рис.  45). Самым  удобным  материалом для этого является пластилин. Из него делают шарикиатомы  (для  атомов  различных  элементов  используют пластилин  разного  цвета).  Шарики  соединяют  с помощью  спичек;  каждая  спичка  заменяет  одну черточку в графической формуле молекулы.

Изготовьте  модели  молекул  H₂,  O₂,  H₂O  (имеет угловую  форму),  NH3  (имеет  форму  пирамиды),  CO₂  (имеет линейную форму).

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. — К.: ВЦ «Академія», 2008. — 136 с.: іл.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.