1
/
5
با این حال، درک دقیق و بعداً کاملاً تأیید شده از پدیده ظرفیت در سال 1852 توسط شیمیدان ادوارد فرانکلند در اثری ارائه شد که در آن همه نظریه ها و فرضیاتی را که در آن زمان در این زمینه وجود داشت جمع آوری و تفسیر مجدد کرد. با مشاهده قابلیت اشباع فلزات مختلف و مقایسه ترکیب مشتقات آلی فلزات با ترکیب غیر ترکیبات آلی، فرانکلند مفهوم " نیروی اتصال» ( وزن اتصال) بدین وسیله پایه و اساس دکترین ظرفیت را پی ریزی می کند. اگرچه فرانکلند قوانین خاصی را وضع کرد، ایده های او توسعه نیافته بود.
فردریش آگوست ککوله نقش تعیین کننده ای در ایجاد نظریه ظرفیت داشت. در سال 1857، او نشان داد که کربن یک عنصر چهار پایه (چهاراتمی) است و ساده ترین ترکیب آن متان CH 4 است. ککوله با اطمینان از صحت ایده های خود در مورد ظرفیت اتم ها، آنها را در کتاب درسی شیمی آلی خود معرفی کرد: به گفته نویسنده، اساسی بودن یک ویژگی اساسی اتم است، خاصیتی به اندازه وزن اتم ثابت و غیرقابل تغییر. در سال 1858، دیدگاه هایی تقریباً همزمان با ایده های Kekule در مقاله بیان شد. درباره نظریه جدید شیمیایی» آرچیبالد اسکات کوپر.
سه سال بعد، در سپتامبر 1861، A. M. Butlerov مهمترین اضافات را به نظریه ظرفیت انجام داد. او بین اتم آزاد و اتمی که با اتم دیگر ترکیب شده است، تمایز روشنی قائل شد. متصل می شود و می رود به یونیفرم جدید
" باتلروف مفهوم استفاده کامل از نیروهای میل را معرفی کرد. تنش میل جنسی"، یعنی عدم هم ارزی انرژی پیوندها، که به دلیل تاثیر متقابل اتم ها در مولکول است. در نتیجه این تأثیر متقابل، اتم ها، بسته به محیط ساختاری خود، متفاوت می شوند "اهمیت شیمیایی" تئوری باتلروف توضیح بسیاری از حقایق تجربی در مورد ایزومریسم ترکیبات آلی و واکنش پذیری آنها را ممکن ساخت.
مزیت بزرگ تئوری ظرفیت، امکان نمایش بصری مولکول بود. در دهه 1860. اولین مدل های مولکولی ظاهر شد. قبلاً در سال 1864، A. Brown استفاده از فرمول‌های ساختاری را به شکل دایره‌هایی با نمادهای عناصر قرار داده شده در آنها پیشنهاد کرد که با خطوطی که پیوند شیمیایی بین اتم‌ها را نشان می‌دهند به هم متصل می‌شوند. تعداد خطوط مطابق با ظرفیت اتم است. در سال 1865، A. von Hoffmann اولین مدل های توپ و چوب را به نمایش گذاشت که در آن نقش اتم ها توسط توپ های کروکت ایفا می شد. در سال 1866، نقشه‌هایی از مدل‌های استریوشیمیایی که در آن اتم کربن دارای یک پیکربندی چهار وجهی بود، در کتاب درسی ککوله ظاهر شد.
در ابتدا ظرفیت اتم هیدروژن به عنوان واحد ظرفیت در نظر گرفته شد. ظرفیت یک عنصر دیگر را می توان با تعداد اتم های هیدروژنی که به خود اضافه یا جایگزین یک اتم از این عنصر دیگر می شود بیان کرد. ظرفیتی که به این ترتیب تعیین می شود، ظرفیت در ترکیبات هیدروژنی یا ظرفیت هیدروژن نامیده می شود: به عنوان مثال، در ترکیبات HCl، H 2 O، NH 3، CH 4، ظرفیت هیدروژن کلر یک است، اکسیژن - دو، نیتروژن - سه، کربن - چهار.
ظرفیت اکسیژن معمولاً برابر با دو است. بنابراین، با دانستن ترکیب یا فرمول یک ترکیب اکسیژن از یک عنصر معین، می توان ظرفیت آن را دو برابر تعداد اتم های اکسیژنی که می تواند یک اتم از یک عنصر را به هم متصل کند، تعیین کرد. ظرفیت تعیین شده به این ترتیب را ظرفیت عنصر در ترکیبات اکسیژن یا ظرفیت اکسیژن می گویند: به عنوان مثال، در ترکیبات K 2 O , CO , N 2 O 3 , SiO 2 , SO 3 ظرفیت اکسیژن پتاسیم یک است. ، کربن - دو، نیتروژن - سه، سیلیکون - چهار، گوگرد - شش.
برای اکثر عناصر، مقادیر ظرفیت در ترکیبات هیدروژن و اکسیژن متفاوت است: به عنوان مثال، ظرفیت گوگرد در هیدروژن دو (H2S) و در اکسیژن شش (SO3) است. علاوه بر این، بیشتر عناصر در ترکیبات مختلف خود ظرفیت های متفاوتی از خود نشان می دهند [برخی عناصر ممکن است نه هیدرید داشته باشند و نه اکسید]. به عنوان مثال، کربن با اکسیژن دو اکسید تشکیل می دهد: مونوکسید کربن CO و دی اکسید کربن CO 2. در مونوکسید کربن ظرفیت کربن دو و در دی اکسید کربن چهار است (برخی عناصر نیز می توانند پراکسید تشکیل دهند). از مثال های در نظر گرفته شده، نتیجه می شود که، به عنوان یک قاعده، توصیف ظرفیت یک عنصر با هر عدد و/یا یک روش غیرممکن است.
ایده های مدرن در مورد ظرفیت
از زمان ظهور نظریه پیوند شیمیایی، مفهوم "ظرفیت" دستخوش تکامل قابل توجهی شده است. در حال حاضر، تفسیر علمی دقیقی ندارد، بنابراین تقریباً به طور کامل از واژگان علمی خارج است و عمدتاً برای اهداف روش شناختی استفاده می شود.
اساساً، ظرفیت یک عنصر شیمیایی معمولاً به عنوان توانایی اتم های آزاد آن (به معنای محدودتر، معیاری از توانایی آن) برای تشکیل یک عدد معین درک می شود. پیوندهای کووالانسی. در ترکیبات دارای پیوند کووالانسی، ظرفیت اتم ها با تعداد پیوندهای دو مرکزی دو الکترونی تشکیل شده تعیین می شود. این دقیقاً همان رویکردی است که در نظریه پیوندهای ظرفیتی موضعی اتخاذ شده است که در سال 1927 توسط دبلیو. هایتل و اف. لندن پیشنهاد شد. بدیهی است که اگر یک اتم داشته باشد nالکترون های جفت نشده و مترجفت الکترون تنها، سپس این اتم می تواند تشکیل شود n+mپیوندهای کووالانسی با اتم های دیگر هنگام ارزیابی حداکثر ظرفیت، باید از پیکربندی الکترونیکی فرضی، به اصطلاح، اقدام کرد. حالت "هیجان زده" (توانایی). به عنوان مثال، حداکثر ظرفیت یک اتم بور، کربن و نیتروژن 4 (به عنوان مثال، در -، CH 4 و +)، فسفر - 5 (PCl 5)، گوگرد - 6 (H 2 SO 4)، کلر - است. 7 (Cl 2 O 7 ).
تعداد پیوندهایی که یک اتم می تواند تشکیل دهد برابر است با تعداد الکترون های جفت نشده آن که برای تشکیل جفت های الکترونی مشترک (ابرهای دو الکترونی مولکولی) استفاده می شود. پیوند کووالانسی نیز می تواند توسط مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل شود. علاوه بر این، در هر دو مورد، قطبیت پیوندهای تشکیل شده در نظر گرفته نمی شود، و بنابراین ظرفیت علامتی ندارد - نه می تواند مثبت باشد و نه منفی، بر خلاف حالت اکسیداسیون(N 2، NO 2، NH 3 و +).
علاوه بر ظرفیت هیدروژن و اکسیژن، توانایی اتمهای یک عنصر معین برای ترکیب با یکدیگر یا با اتمهای عناصر دیگر در تعدادی از موارد می‌تواند به روش‌های دیگری نیز بیان شود: برای مثال، اکسیداسیون. حالت عنصر (بار مشروط یک اتم با این فرض که ماده متشکل از یون است)، کووالانسی (تعداد پیوندهای شیمیایی تشکیل شده توسط یک اتم از یک عنصر معین، از جمله با عنصری به همین نام؛ زیر را ببینید) تعداد هماهنگی یک اتم (تعداد اتم هایی که بلافاصله یک اتم را احاطه کرده اند) و غیره. به عنوان مثال، در مولکول های ایزوالکترونیک نیتروژن N2، مونوکسید کربن CO و یون سیانید CN-، یک پیوند سه گانه تحقق می یابد (یعنی ظرفیت هر اتم 3 است)، اما حالت اکسیداسیون عناصر به ترتیب 0 است. ، +2، -2، +2 و -3. در مولکول اتان (شکل را ببینید)، کربن مانند اکثر ترکیبات آلی چهار ظرفیتی است، در حالی که حالت اکسیداسیون -3 است.
این امر به ویژه برای مولکول هایی با پیوندهای شیمیایی غیرمحلی صادق است، به عنوان مثال، در اسید نیتریک، حالت اکسیداسیون نیتروژن +5 است، در حالی که نیتروژن نمی تواند ظرفیتی بالاتر از 4 داشته باشد. کتاب های درسی مدرسهقانون - "حداکثر ظرفیتعنصر از نظر عددی برابر با شماره گروه در جدول تناوبی است - فقط به حالت اکسیداسیون اشاره دارد. مفاهیم " ظرفیت ثابت " و " ظرفیت متغیر " نیز در درجه اول به حالت اکسیداسیون اشاره دارد.
کووالانسیعنصر (معیار قابلیت های ظرفیت عناصر؛ ظرفیت اشباع) تعیین می شود تعداد کلالکترونهای جفت نشده [جفت الکترون ظرفیتی] هم در حالت عادی و هم در حالت برانگیخته اتم یا به عبارت دیگر تعداد پیوندهای کووالانسی تشکیل شده توسط اتم (کربن 2s 2 2p 2 II کووالانسی است و در حالت برانگیخته C* 2s 1 2p 3 - IV -کووالانسی بنابراین، در CO و CO 2 ظرفیت II است یا IV، و کووالانسی - II و/ یا IV). بنابراین، کووالانسی نیتروژن در مولکول های N 2، NH 3، Al≡N و سیانامید Ca=N-C≡N سه است، کووالانسی اکسیژن در مولکول های H 2 O و CO 2 دو است، کووالانسی کربن در مولکول های CH 4 است. ، CO 2 و کریستال (الماس) - چهار.
در مفهوم شیمی کلاسیک و/یا پسا کوانتومی، تعداد الکترون‌های نوری (ظرفیت) در یک انرژی تحریک معین را می‌توان از طیف‌های جذب الکترونیکی مولکول‌های دواتمی تعیین کرد. بر اساس این روش، مقدار متقابل مماس شیب همبستگی خط مستقیم / مستقیم (با مقادیر مربوط به ترم های الکترونیکی مولکولی، که از مجموع نسبی اتمی تشکیل می شوند) مطابق با تعداد جفت است. الکترون های ظرفیت، یعنی ظرفیت به معنای کلاسیک آن.
بین ظرفیت [استوکیومتری] در این ارتباطجرم مولی اتم ها و جرم معادل آن رابطه ساده ای دارد که مستقیماً از تئوری اتمی و تعریف مفهوم «جرم معادل CO» ناشی می شود. ظرفیتاز آنجایی که بیشتر مواد معدنی ساختار غیر مولکولی دارند، در حالی که بیشتر مواد آلی ساختار مولکولی دارند. این دو مفهوم را نمی توان شناسایی کرد، حتی اگر به صورت عددی همخوانی داشته باشند. اصطلاح "الکترون های ظرفیت" نیز به طور گسترده استفاده می شود، یعنی ضعیف ترین آنها با هسته یک اتم، اغلب الکترون های بیرونی مرتبط است.
بر اساس ظرفیت عناصر، می توان فرمول واقعی ترکیبات را جمع آوری کرد و برعکس، بر اساس فرمول های واقعی، ظرفیت عناصر در ترکیبات داده شده را می توان تعیین کرد. در این صورت باید به این اصل پایبند بود که حاصل ضرب ظرفیت یک عنصر به تعداد اتم هایش برابر است با حاصل ضرب ظرفیت عنصر دوم به تعداد اتم های آن. بنابراین، برای ایجاد فرمول اکسید نیتریک (III)، باید بالای نماد ظرفیت عناصر بنویسید. N I I I (\displaystyle (\stackrel (III)(\mbox(N)))) O I I (\displaystyle (\stackrel (II)(\mbox(O)))). با تعیین کوچکترین مخرج مشترکو با تقسیم آن به ظرفیت های مربوطه، نسبت اتمی نیتروژن به اکسیژن را به دست می آوریم، یعنی 2: 3. بنابراین، فرمول اکسید نیتروژن (III) مطابقت دارد. N + 3 2 O − 2 3 (\displaystyle (\stackrel (+3)(\mbox(N)))_(2)(\stackrel (-2)(\mbox(O)))_(3)). برای تعیین ظرفیت، همین کار را به صورت معکوس انجام دهید.
فرمول شیمیایی ترکیب (ساختار) یک ترکیب شیمیایی یا ماده ساده را منعکس می کند. به عنوان مثال، H 2 O - دو اتم هیدروژن به یک اتم اکسیژن متصل هستند. فرمول های شیمیایی همچنین حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار ماده هستند: به عنوان مثال، Fe(OH) 3، Al 2 (SO 4) 3 - این فرمول ها نشان دهنده برخی از گروه های پایدار (OH، SO 4) هستند که بخشی از ماده هستند - آن مولکول، فرمول یا واحد ساختاری (FU یا SE).
فرمول مولکولیتعداد اتم های هر عنصر در یک مولکول را نشان می دهد. فرمول مولکولی فقط موادی با ساختار مولکولی (گازها، مایعات و برخی جامدات) را توصیف می کند. ترکیب یک ماده با ساختار اتمی یا یونی را فقط می توان با نمادهای واحد فرمول توصیف کرد.
واحدهای فرمولساده ترین رابطه بین تعداد اتم ها را نشان می دهد عناصر مختلفدر ماده به عنوان مثال، واحد فرمول بنزن CH است، فرمول مولکولی C 6 H 6 است.
فرمول ساختاری (گرافیکی).نشان دهنده ترتیب اتصال اتم ها در یک مولکول (و همچنین در FE و CE) و تعداد پیوند بین اتم ها است.
در نظر گرفتن چنین فرمول هایی منجر به این ایده شد ظرفیت(valentia - قدرت) - به عنوان توانایی یک اتم از یک عنصر معین برای اتصال تعداد معینی از اتم های دیگر به خود. سه نوع ظرفیت قابل تشخیص است: استوکیومتری (شامل حالت اکسیداسیون)، ساختاری و الکترونیکی.
ظرفیت استوکیومترییک رویکرد کمی برای تعیین ظرفیت پس از ایجاد مفهوم "معادل" و تعریف آن بر اساس قانون معادل ها امکان پذیر شد. بر اساس این مفاهیم می توان ایده ای از ظرفیت استوکیومتریتعداد معادل هایی است که یک اتم معین می تواند به خود متصل کند یا تعداد معادل های یک اتم است. معادل ها با تعداد اتم های هیدروژن تعیین می شوند، سپس V сх در واقع به معنای تعداد اتم های هیدروژن (یا ذرات معادل آن) است که یک اتم معین با آن برهمکنش می کند.
V stx = Z B یا V stx = . (1.1)
به عنوان مثال، در SO 3 ( S= +6)، Z B (S) برابر است با 6 V stx (S) = 6.
معادل هیدروژن 1 است، بنابراین برای عناصر موجود در ترکیبات زیر، Z B (Cl) = 1، Z B (O) = 2، Z B (N) = 3، و Z B (C) = 4. مقدار عددیظرفیت استوکیومتری معمولاً با اعداد رومی نشان داده می شود:
I I I II III I IV I
HCl، H 2 O، NH 3، CH 4.
در مواردی که عنصری با هیدروژن ترکیب نمی شود، ظرفیت عنصر مورد نظر از عنصری که ظرفیت آن مشخص است تعیین می شود. بیشتر اوقات با استفاده از اکسیژن یافت می شود ، زیرا ظرفیت آن در ترکیبات معمولاً برابر با دو است. به عنوان مثال، در اتصالات:
II II III II IV II
CaO Al 2 O 3 CO 2 .
هنگام تعیین ظرفیت استوکیومتری یک عنصر با استفاده از فرمول یک ترکیب دوتایی، باید به خاطر داشت که ظرفیت کل همه اتم های یک عنصر باید برابر با ظرفیت کل همه اتم های یک عنصر دیگر باشد.
با دانستن ظرفیت عناصر، می توانید فرمول شیمیایی یک ماده را ایجاد کنید. هنگام کامپایل فرمول های شیمیایی، می توانید مراحل زیر را دنبال کنید:
1. در کنار نمادهای شیمیایی عناصر تشکیل دهنده ترکیب بنویسید: KO AlCl AlO ;
2. ظرفیت آنها در بالای نمادهای عناصر شیمیایی نشان داده شده است:
I II III I III II
3. با استفاده از قانون فوق، حداقل مضرب مشترک اعداد بیانگر ظرفیت استوکیومتری هر دو عنصر (به ترتیب 2، 3 و 6) را تعیین کنید.
با تقسیم کمترین مضرب مشترک بر ظرفیت عنصر مربوطه، شاخص ها به دست می آیند:
I II III I III II
K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3 .
مثال 1.با دانستن اینکه کلر موجود در آن هفت ظرفیتی و اکسیژن دو ظرفیتی است، فرمولی برای اکسید کلر ایجاد کنید.
راه حل.ما کوچکترین مضرب اعداد 2 و 7 را پیدا می کنیم - برابر است با 14. با تقسیم کمترین مضرب مشترک بر ظرفیت استوکیومتری عنصر مربوطه، شاخص ها را پیدا می کنیم: برای اتم های کلر 14/7 = 2، برای اتم های اکسیژن 14 /2 = 7.
فرمول اکسید -Cl 2 O 7 است.
حالت اکسیداسیونهمچنین ترکیب ماده را مشخص می کند و برابر با ظرفیت استوکیومتری با علامت مثبت (برای فلز یا عنصر الکترومثبت تر در مولکول) یا منهای است.
= ± V stx. (1.2)
w از طریق V stx تعریف می شود، بنابراین از طریق یک معادل، و این بدان معنی است که w(H) = 1±; سپس w همه عناصر دیگر در ترکیبات مختلف را می توان به صورت تجربی یافت. به ویژه، مهم است که تعدادی از عناصر همیشه یا تقریباً همیشه حالت اکسیداسیون ثابت داشته باشند.
یادآوری قوانین زیر برای تعیین حالت های اکسیداسیون مفید است.
1. w(H) = 1± (. w = +1 در H2O، HCl؛ . w = -1 در NaH، CaH2).
2.
اف(فلوئور) در همه ترکیبات دارای w = -1 است، هالوژن های باقیمانده با فلزات، هیدروژن و سایر عناصر الکترومثبت تر نیز دارای w = -1 هستند.
3. اکسیژن در ترکیبات معمولی دارد. w = -2 (استثنا پراکسید هیدروژن و مشتقات آن - H 2 O 2 یا BaO 2 است که در آن اکسیژن حالت اکسیداسیون -1 دارد و همچنین اکسیژن فلوراید OF 2 که در آن حالت اکسیداسیون اکسیژن +2 است. ).
4. فلزات قلیایی (Li – Fr) و خاکی قلیایی (Ca – Ra) همیشه حالت اکسیداسیونی برابر با عدد گروه دارند، یعنی به ترتیب +1 و +2.
5. Al، Ga، In، Sc، Y، La و لانتانیدها (به جز Ce) – w = +3.
6. بالاترین حالت اکسیداسیون یک عنصر برابر با شماره گروه سیستم تناوبی و کمترین = (تعداد گروه - 8) است. به عنوان مثال، بالاترین w (S) = +6 در SO 3، کمترین w = -2 در H2S.
7. حالت های اکسیداسیون مواد ساده صفر فرض می شود.
8. حالت های اکسیداسیون یون ها با بار آنها برابر است.
9. حالت های اکسیداسیون عناصر یک ترکیب یکدیگر را خنثی می کنند به طوری که مجموع آنها برای همه اتم های یک مولکول یا واحد فرمول خنثی صفر و برای یک یون بار آن است. این می تواند برای تعیین یک حالت اکسیداسیون ناشناخته از موارد شناخته شده و ایجاد فرمول برای ترکیبات چند عنصری استفاده شود.
مثال 2.درجه اکسیداسیون کروم را در نمک K 2 CrO 4 و در یون Cr 2 O 7 2 - تعیین کنید.
راه حل.ما w(K) = +1 w(O) =-2 را می پذیریم. برای واحد ساختاری K 2 CrO 4 ما داریم:
2 .
(+1) + X + 4 .
(-2) = 0، از این رو X =w(Cr) = +6.
برای یون Cr 2 O 7 2 - داریم: 2 .
X + 7 .
(-2) =-2، X =w(Cr) = +6.
یعنی حالت اکسیداسیون کروم در هر دو حالت یکسان است.
مثال 3.درجه اکسیداسیون فسفر را در ترکیبات P 2 O 3 و PH 3 تعیین کنید.
راه حل.در ترکیب P 2 O 3 w(O) = -2. بر اساس این واقعیت که مجموع جبری حالت های اکسیداسیون یک مولکول باید برابر با صفر باشد، حالت اکسیداسیون فسفر را می یابیم: 2. X + 3. (-2) = 0، از این رو X =w(P) = +3.
در ترکیب PH 3 w(H) = +1، از این رو X + 3.(+1) = 0. X =w(P) =-3.
مثال 4.فرمول اکسیدهایی را که می توان با تجزیه حرارتی هیدروکسیدهای فهرست شده در زیر بدست آورد را بنویسید:
H 2 SiO 3 ; Fe(OH) 3; H 3 AsO 4 ; H2WO4; Cu(OH)2.
راه حل. H 2 SiO 3 - بیایید حالت اکسیداسیون سیلیکون را تعیین کنیم: w(H) = +1، w(O) =-2، از این رو: 2. (+1) + X + 3 . (-2) = 0.w (Si) = X = +4. ما فرمول اکسید-SiO 2 را می سازیم.
Fe(OH) 3 - بار گروه هیدروکسو برابر با 1- است، بنابراین w(Fe) = +3 و فرمول اکسید مربوطه Fe 2 O 3 است.
H 3 AsO 4 - حالت اکسیداسیون آرسنیک در اسید: 3. (+1) +X+ 4 . (-2) = 0.X=w(As) = +5. بنابراین، فرمول اکسید As 2 O 5 است.
H 2 WO 4 -w(W) در اسید +6 است، بنابراین فرمول اکسید مربوطه WO 3 است.
Cu(OH) 2 - از آنجایی که دو گروه هیدروکسو وجود دارد که بار آنها 1- است، بنابراین w(Cu) = +2 و فرمول اکسید -CuO است.
اکثر عناصر دارای چندین حالت اکسیداسیون هستند.
بیایید در نظر بگیریم که چگونه با استفاده از جدول D.I. مندلیف می تواند حالت های اکسیداسیون اصلی عناصر را تعیین کند.
حالت های اکسیداسیون پایدار عناصر زیر گروه های اصلیمی توان با توجه به قوانین زیر تعیین کرد:
1.
عناصر گروه I-III فقط یک حالت اکسیداسیون دارند - مثبت و از نظر ارزش برابر با اعداد گروه (به جز تالیم که دارای w = +1 و +3 است).
برای عناصر گروه IV-VI، علاوه بر حالت اکسیداسیون مثبت مربوط به عدد گروه، و منفی، برابر با تفاوت بین عدد 8 و عدد گروه، حالت‌های اکسیداسیون میانی نیز وجود دارد که معمولاً با 2 تفاوت دارند. واحدها برای گروه IV، حالت های اکسیداسیون به ترتیب +4، +2، -2، -4 است. برای عناصر گروه V، به ترتیب -3، -1 +3 +5. و برای گروه VI - +6، +4، -2.
3.
عناصر گروه VII دارای تمام حالت های اکسیداسیون از 7+ تا 1- هستند که دو واحد متفاوت هستند، یعنی. +7، +5، +3، +1 و -1. در گروه هالوژن ها فلوئور آزاد می شود که حالت اکسیداسیون مثبت ندارد و در ترکیبات با عناصر دیگر فقط در یک حالت اکسیداسیون -1 وجود دارد. (چندین ترکیب هالوژن با حالت اکسیداسیون یکنواخت وجود دارد: ClO، ClO2 و غیره)
المانها زیر گروه های جانبیهیچ رابطه ساده ای بین حالت های اکسیداسیون پایدار و تعداد گروه وجود ندارد. برای برخی از عناصر زیرگروه های ثانویه، حالت های اکسیداسیون پایدار را باید به سادگی به خاطر بسپارید. این عناصر عبارتند از:
کروم (+3 و +6)، منگنز (+7، +6، +4 و +2)، آهن، کو و نیکل (+3 و +2)، مس (+2 و +1)، نقره (+1) ، طلا (+3 و +1)، روی و کادمیوم (+2)، جیوه (+2 و +1).
برای تهیه فرمول ترکیبات سه و چند عنصری با توجه به حالت‌های اکسیداسیون، شناخت حالت‌های اکسیداسیون همه عناصر ضروری است. در این حالت، تعداد اتم های عناصر در فرمول از این شرط تعیین می شود که مجموع حالت های اکسیداسیون همه اتم ها برابر با بار واحد فرمول (مولکول، یون) باشد. به عنوان مثال، اگر مشخص شود که یک واحد فرمول بدون بار حاوی اتم های K، Cr و O با حالت های اکسیداسیون به ترتیب برابر با 1+، 6+ و -2 است، این شرط با فرمول های K 2 CrO 4، K برآورده می شود. 2 Cr 2 O 7، K 2 Cr 3 O 10 و بسیاری دیگر. به طور مشابه، این یون با بار -2 حاوی Cr +6 و O - 2 با فرمول های CrO 4 2 - ، Cr 2 O 7 2 - ، Cr 3 O 10 2 - ، Cr 4 O 13 2 - و غیره مطابقت دارد.
3. ظرفیت الکترونیکی V 
- تعداد پیوندهای شیمیایی تشکیل شده توسط یک اتم معین.
به عنوان مثال، در مولکول H 2 O 2 H ¾ O
V stx (O) = 1، V c.h (O) = 2، V 
.(O) = 2
یعنی ترکیبات شیمیایی وجود دارند که در آنها ظرفیت های استوکیومتری و الکترونیکی بر هم منطبق نیستند. اینها برای مثال ترکیبات پیچیده را شامل می شوند.
هماهنگی و ظرفیت های الکترونیکی با جزئیات بیشتر در مباحث "پیوند شیمیایی" و "ترکیبات پیچیده" مورد بحث قرار گرفته است.
دستورالعمل ها
جدول ساختاری است که در آن عناصر شیمیایی بر اساس اصول و قوانین خود چیده شده اند. یعنی می توان گفت که این یک "خانه" چند طبقه است که در آن عناصر شیمیایی "زندگی می کنند" و هر یک از آنها خود را دارند. آپارتمان خودتحت یک شماره خاص "طبقه ها" به صورت افقی قرار دارند که می توانند کوچک یا بزرگ باشند. اگر نقطه ای از دو ردیف تشکیل شده باشد (همانطور که با شماره گذاری در کناره مشخص شده است)، چنین نقطه ای بزرگ نامیده می شود. اگر فقط یک ردیف داشته باشد به آن کوچک می گویند.
جدول همچنین به "ورودی ها" تقسیم می شود - گروه هایی که در مجموع هشت عدد وجود دارد. همانطور که در هر ورودی، آپارتمان ها در سمت چپ و راست قرار دارند، در اینجا نیز عناصر شیمیایی به همین ترتیب چیده شده اند. فقط در این نوع قرارگیری آنها ناهموار است - در یک طرف عناصر بیشتری وجود دارد و سپس در مورد گروه اصلی صحبت می کنند ، از طرف دیگر تعداد کمتری وجود دارد و این نشان می دهد که گروه ثانویه است.
ظرفیت، توانایی عناصر برای شکل گیری است پیوندهای شیمیایی. یک ثابت وجود دارد که تغییر نمی کند و یک متغیر که تغییر می کند معنی متفاوتبسته به اینکه عنصر جزء کدام ماده است. هنگام تعیین ظرفیت با استفاده از جدول تناوبی، باید به ویژگی های زیر توجه کنید: تعداد گروه عناصر و نوع آن (یعنی گروه اصلی یا فرعی). ظرفیت ثابت در این مورد با شماره گروه زیرگروه اصلی تعیین می شود. برای پیدا کردن مقدار ظرفیت متغیر (اگر یک وجود دارد و معمولاً y) ، باید تعداد گروهی که عنصر در آن قرار دارد را از 8 کم کنید (در مجموع 8 - از این رو تعداد).
مثال شماره 1. اگر به عناصر گروه اول زیرگروه اصلی (قلیایی) نگاه کنید، می توان نتیجه گرفت که همه آنها ظرفیتی برابر با I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) دارند.
مثال شماره 2. عناصر گروه دوم از زیرگروه اصلی (فلزات قلیایی خاکی) به ترتیب دارای ظرفیت II (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) هستند.
مثال شماره 3. اگر در مورد غیر فلزات صحبت کنیم، مثلاً P (فسفر) در گروه V زیرگروه اصلی قرار دارد. بنابراین، ظرفیت آن برابر با V خواهد بود. علاوه بر این، فسفر یک مقدار ظرفیت بیشتری دارد و برای تعیین آن باید مرحله 8 - شماره عنصر را انجام دهید. این یعنی 8 – 5 (تعداد گروه) = 3. بنابراین، ظرفیت دوم فسفر برابر با III است.
مثال شماره 4. هالوژن ها در گروه VII زیر گروه اصلی قرار دارند. این بدان معنی است که ظرفیت آنها VII خواهد بود. با این حال، با توجه به اینکه اینها غیرفلز هستند، باید یک عملیات حسابی انجام دهید: 8 – 7 (عدد گروه عنصر) = 1. بنابراین، ظرفیت دیگر برابر با I است.
برای عناصر زیرگروه های ثانویه (و فقط فلزات به آنها تعلق دارند)، ظرفیت باید به خاطر سپرده شود، به خصوص که در بیشتر موارد برابر با I، II، کمتر III است. همچنین باید ظرفیت عناصر شیمیایی را که بیش از دو معنی دارند به خاطر بسپارید.
ویدئو در مورد موضوع
توجه داشته باشید
هنگام شناسایی فلزات و غیرفلزات مراقب باشید. برای این منظور معمولاً نمادها در جدول آورده شده است.
منابع:
- نحوه تلفظ صحیح عناصر جدول تناوبی
- ظرفیت فسفر چقدر است؟ ایکس
از مدرسه یا حتی قبل از آن، همه می دانند که همه چیز در اطراف، از جمله خود ما، از اتم ها - کوچکترین و تقسیم ناپذیرترین ذرات تشکیل شده است. به لطف توانایی اتم ها برای ارتباط با یکدیگر، تنوع جهان ما بسیار زیاد است. این توانایی اتم های شیمیایی عنصرایجاد پیوند با اتم های دیگر نامیده می شود ظرفیت عنصر.
دستورالعمل ها
به هر عنصر در جدول یک شماره سریال خاص (H - 1، Li - 2، Be - 3، و غیره) اختصاص داده شده است. این عدد مربوط به هسته (تعداد پروتون های موجود در هسته) و تعداد الکترون هایی است که به دور هسته می چرخند. بنابراین تعداد پروتون ها با تعداد الکترون ها برابر است، به این معنی که در شرایط عادی اتم الکتریکی است.
تقسیم به هفت دوره با توجه به تعداد سطوح انرژی اتم اتفاق می افتد. اتم های دوره اول دارای یک پوسته الکترونی تک سطحی هستند، دومی - دو سطحی، سومی - سه سطحی و غیره. هنگامی که یک سطح انرژی جدید پر می شود، دوره جدیدی آغاز می شود.
اولین عناصر هر دوره با اتم هایی مشخص می شوند که دارای یک الکترون در سطح بیرونی هستند - اینها اتم های فلز قلیایی هستند. دوره‌ها با اتمهای گازهای نجیب پایان می‌یابند که سطح انرژی خارجی آنها کاملاً پر از الکترون است: در دوره اول، گازهای نجیب دارای 2 الکترون هستند، در دوره‌های بعدی - 8. دقیقاً به دلیل ساختار مشابه لایه‌های الکترونی است که گروهی از عناصر فیزیک مشابهی دارند.
در جدول D.I. مندلیف دارای 8 زیر گروه اصلی است. این عدد با حداکثر تعداد ممکن الکترون در سطح انرژی تعیین می شود.
در انتهای جدول تناوبی، لانتانیدها و اکتینیدها به عنوان سری مستقل متمایز می شوند.
با استفاده از جدول D.I. مندلیف، می توان تناوب ویژگی های زیر عناصر را مشاهده کرد: شعاع اتمی، حجم اتمی. پتانسیل یونیزاسیون؛ نیروهای میل الکترونی؛ الکترونگاتیوی اتم؛ ; مشخصات فیزیکیاتصالات بالقوه
تناوب به وضوح قابل ردیابی آرایش عناصر در جدول D.I. مندلیف به طور منطقی با ماهیت متوالی پر کردن سطوح انرژی با الکترون توضیح داده می شود.
منابع:
