§ 8. ВАЛЕНТНОСТЬ
краткий пересказ
Закон постоянства состава веществ молекулярного строения был сформулирован Ж. Л. Прустом в 1799 г. Согласно этому закону состав вещества не зависит от способа его получения и остаётся постоянным. Поэтому каждое вещество молекулярного строения имеет только одну химическую формулу.
Атомы химических элементов соединяются в молекулы не произвольно, а в соответствии с их валентностью.
Валентность — это свойство атомов одного химического элемента соединяться с строго определённым числом атомов другого элемента.
За единицу валентности принята валентность атома водорода. Атом водорода всегда одновалентен, поэтому валентность элемента в соединении определяется числом атомов водорода, с которыми он связан.
В структурной формуле каждая валентность изображается валентным штрихом. Структурная формула показывает, какие атомы связаны между собой.
Примеры валентности элементов:
водород — I,
кислород — II,
азот — III,
углерод — IV.
При образовании молекул все валентности атомов должны быть реализованы. Например, молекула углекислого газа имеет строение O=C=O, так как углерод четырёхвалентен, а кислород двухвалентен.
По характеру валентности химические элементы делятся на элементы с постоянной и переменной валентностью.
Постоянную валентность имеют, например:
H — I,
O — II,
Mg, Ca, Ba — II,
B, Al — III.
Переменную валентность имеют, например:
Cu — I, II;
Fe — II, III;
N — I, II, III, IV, V;
S — II, IV, VI;
P — III, V;
Cl — I, III, V, VII;
C — II, IV.
Составление формул бинарных соединений по валентности
Для бинарных соединений (состоящих из двух элементов) формулу составляют, записывая символы элементов и их валентности, находя наименьшее общее кратное валентностей и определяя индексы элементов. Индекс 1 в формуле не записывают.
Определение валентности элемента по формуле
Если известна формула бинарного соединения и валентность одного элемента, валентность второго элемента можно определить по числу атомов и общей сумме валентностей.
Названия бинарных соединений
Название образуется следующим образом:
сначала произносится сокращённое латинское название второго элемента с суффиксом -ид, затем — русское название первого элемента в родительном падеже.
Для элементов с переменной валентностью её значение указывают в скобках.
Примеры:
CaCl₂ — хлорид кальция;
N₂O — оксид азота(I);
N₂O₃ — оксид азота(III);
PCl₅ — хлорид фосфора(V).
Понятие валентности применимо и к группам атомов. В этом случае валентность относится ко всей группе атомов. Например, в фосфорной кислоте H₃PO₄ валентность кислотного остатка PO₄ равна III, так как он соединён с тремя атомами водорода.
При составлении формул соединений с повторяющимися группами атомов их заключают в скобки, например Ca₃(PO₄)₂.
Валентность используется для объяснения состава веществ, построения структурных формул, составления химических формул и названий соединений, а также для определения валентности элементов по формулам веществ.