Что такое валентность алюминия
Валентность алюминия
Валентность алюминия.
Валентность алюминия:
Валентность (от лат. valēns – «имеющий силу») – способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Валентность – это мера (численная характеристика) способности химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Значения валентности записывают римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.
Валентность определяют по числу химических связей, которые один атом образует с другими.
Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.
Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.
С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.
Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.
| Валентность алюминия в соединениях | |
| III | Al2O3, Al(OH)3, AlCl3 |
Таблица валентности.
В таблице валентности приведены значения валентности элементов периодической таблицы Менделеева. Что такое валентность?
Точками здесь обозначаются неподеленные пары электронов, однако в структурных формулах их отмечают не каждый раз.
В химии принято, что валентность химических элементов можно узнать по группе (колонке) в таблице Менделеева. В действительности не всегда валентность элемента соответствует номеру группы, но в большинстве случаев определенная валентность по такому методу даст правильный результат часто элементы, в зависимости от разных факторов, имеют не одну валентность. Чтобы проще было понимать и не путаться, ниже приведена таблица валентностей всех элементов периодической таблицы.
Цифра положительной валентности элемента соответствует количеству отданных атомом электронов, а отрицательной валентности – количеству электронов, которые атом должен забрать себе для завершения внешнего энергетического уровня.
Значение, приведенное в скобках таблицы валентности, перечисляет менее распространенные валентности. Если у элемента указана только одна цифра, значит он может иметь только одну валентность.
Таблица валентности химических элементов.
Порядковый номер химического элемента, он же: атомный номер, он же: зарядовое число атомного ядра, он же: атомное число
Русское / Английское наименование
Таблица валентности химических элементов
Таблица валентности химических элементов.
Таблица валентности химических элементов:
Ниже приводится таблица валентности химических элементов с примерами соединений.
Валентность (от лат. valēns – «имеющий силу») – способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Валентность – это мера (численная характеристика) способности химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Значения валентности записывают римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.
Валентность определяют по числу химических связей, которые один атом образует с другими.
Таблица валентности химических элементов:
Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.
Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.
С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.
Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.
Что такое валентность алюминия
Валентность алюминия
Общие сведения о валентности алюминия
При комнатной температуре алюминий не изменяется на воздухе, но лишь потому, что его поверхность покрыта тонкой пленкой оксида, обладающей очень сильным защитным действием.
Валентность алюминия в соединениях
Алюминий — тринадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде в IIIA группе. В ядре атома алюминия содержится 13 протонов и 14 нейтронов (массовое число равно 27). В атоме алюминия есть три энергетических уровня, на которых находятся 13 электронов (рис. 1).
Рис. 1. Строения атома алюминия.
Электронная формула атома алюминия в основном состоянии имеет следующий вид:
А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):
Так как на третьем энергетическом слое помимо 3s-подуровня есть еще и 3p-подуровень, две орбитали которого не заняты электронами, то пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3p-подуровня. Это означает, что для атома алюминия характерно наличие возбужденного состояния:
Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что алюминий проявляет валентность III в своих соединения (Al III 2O3, Al III (OH)3, Al III Cl3и др.). Валентность алюминия постоянная.
Примеры решения задач
| Задание | С какими из перечисленных ниже веществ реагирует алюминий: а) хлор; б) сера; в) серная кислота; г) гидроксид калия; д) хлорид калия? Составьте уравнения реакций. |
| Ответ | Алюминий взаимодействует с простыми веществами неметаллами хлором (обычные условия) и серой (при нагревании) с образованием хлорида и сульфида алюминия: |
Алюминий способен растворяться в щелочах с образованием комплексных солей — алюминатов:
Алюминий растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием сульфата алюминия:
| Задание | Вычислите объем водорода (н.у.), который образуется при растворении алюминия массой 8,1 г в водном растворе щелочи (гидроксида натрия). |
| Решение | В ходе указанной реакции происходит образование комплексной соли – тетрагидроксоалюмината натрия: |
Рассчитаем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию (молярная масса равна 23 г/моль):
Согласно уравнению реакции n (Al) :n (H2) = 2: 3. Значит, количество моль водорода будет равно:
n (H2) = 3/2 × n (Al) = 3/2 × 0,35 = 0,525 моль.
Тогда, объем выделившегося водорода будет равен:
Валентность и степень окисления
Валентность
Валентность (лат. valere — иметь значение) — мера «соединительной способности» химического элемента, равная числу индивидуальных химических связей, которые может образовать один атом.
Определяют валентность по числу связей, которые один атом образует с другими. Для примера рассмотрим две молекулы
Для определения валентности нужно хорошо представлять графические формулы веществ. В этой статье вы увидите множество формул. Сообщаю вам также о химических элементах с постоянной валентностью, знать которые весьма полезно.
В электронной теории считается, что валентность связи определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии. Мы касались с вами темы валентных электронов и возбужденного состояния атома. На примере фосфора объединим эти две темы для полного понимания.
Подавляющее большинство химических элементов обладает непостоянным значением валентности. Переменная валентность характерна для меди, железа, фосфора, хрома, серы.
Ниже вы увидите элементы с переменной валентностью и их соединения. Заметьте, определить их непостоянную валентность нам помогают другие элементы — с постоянной валентностью.
Запомните, что у некоторых простых веществ валентность принимает значения: III — у азота, II — кислорода. Подведем итог полученным знаниям, написав графические формулы азота, кислорода, углекислого и угарного газов, карбоната натрия, фосфата лития, сульфата железа (II) и ацетата калия.
Как вы заметили, валентности обозначаются римскими цифрами: I, II, III и т.д. На представленных формулах валентности веществ равны:
Степень окисления
Степенью окисления (СО) называют условный показатель, который характеризует заряд атома в соединении и его поведение в ОВР (окислительно-восстановительной реакции). В простых веществах СО всегда равна нулю, в сложных — ее определяют исходя из постоянных степеней окисления у некоторых элементов.
Численно степень окисления равна условному заряду, который можно приписать атому, руководствуясь предположением, что все электроны, образующие связи, перешли к более электроотрицательному элементу.
Определяя степень окисления, одним элементам мы приписываем условный заряд «+», а другим «-«. Это связано с электроотрицательностью — способностью атома притягивать к себе электроны. Знак «+» означает недостаток электронов, а «-» — их избыток. Повторюсь, СО — условное понятие.
Сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю — это важно помнить для самопроверки.
Зная изменения электроотрицательности в периодах и группах периодической таблицы Д.И. Менделеева, можно сделать вывод о том какой элемент принимает «+», а какой минус. Помогают в этом вопросе и элементы с постоянной степенью окисления.
Кто более электроотрицательный, тот сильнее притягивает к себе электроны и «уходит в минус». Кто отдает свои электроны и испытывает их недостаток — получает знак «+».
Самостоятельно определите степени окисления атомов в следующих веществах: RbOH, NaCl, BaO, NaClO3, SO2Cl2, KMnO4, Li2SO3, O2, NaH2PO4. Ниже вы найдете решение этой задачи.
Сравнивайте значение электроотрицательности по таблице Менделеева, и, конечно, пользуйтесь интуицией 🙂 Однако по мере изучения химии, точное знание степеней окисления должно заменить даже самую развитую интуицию 😉
Особо хочу выделить тему ионов. Ион — атом, или группа атомов, которые за счет потери или приобретения одного или нескольких электронов приобрел(и) положительный или отрицательный заряд.
Определяя СО атомов в ионе, не следует стремиться привести общий заряд иона к «0», как в молекуле. Ионы даны в таблице растворимости, они имеют разные заряды — к такому заряду и нужно в сумме привести ион. Объясню на примере.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Блиц-опрос по теме Валентность и степень окисления
Валентность алюминия
Валентность алюминия.
Валентность алюминия:
Валентность (от лат. valēns – «имеющий силу») – способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Валентность – это мера (численная характеристика) способности химических элементов образовывать определённое число химических связей.
Значения валентности записывают римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.
Валентность определяют по числу химических связей, которые один атом образует с другими.
Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.
Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.
С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.
Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.
Валентность алюминия равна III. Алюминий проявляет постоянную валентность.
| Валентность алюминия в соединениях | |
| III | Al2O3, Al(OH)3, AlCl3 |
Валентность
Валентность — это способность атомов химических элементов образовывать определенное число химических связей с атомами других химических элементов.
Обменный механизм образования ковалентной связи — в образовании связи участвуют одноэлектронные атомные орбитали, т.е. каждый из атомов предоставляет по одному неспаренному электрону.
Донорно-акцепторный механизм — образование связи происходит за счет электронной пары одного из атомов (атом-донор) и вакантной орбитали другого атома (атом-акцептор):
Таким образом, атомы могут образовывать химическую связь не только за счет неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне, но и за счет неподеленных электронных пар, или свободных орбиталей на этом уровне.
Большинство элементов характеризуются высшей, низшей или промежуточной валентностью в соединениях.
Для большинства элементов высшая валентность, как правило, равна номеру группы, низшая валентность определяется по формуле: 8 — № группы. Промежуточная валентность – это число между низшей и высшей валентностями.
Обратите внимание! Степень окисления и валентность — это не одно и то же. Хотя иногда степени окисления совпадают с валентностями. Стпень окисления — это условный заряд атома, он может быть и положительным и отрицательным. А вот образовать отрицательное число связей атом никак не может.
| Элемент | Валентность |
| Фтор F | I |
| Кислород О | II |
| Металлы IA группы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) | I |
| Металлы IIA группы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) | II |
| Алюминий Al | III |
Как определить валентность атома в соединении?
Рассмотрим валентные возможности атомов второго периода. В силу некоторых ограничений они не соответствуют традиционным «школьным» представлениям.
Следовательно, литий может образовывать одну связь и валентность лития I.
Таким образом, на внешнем э нергетическом уровне бериллия в возбужденном энергетическом состоянии есть 2 неспаренных электрона и две вакантные электронные орбитали. Следовательно, бериллий может образовать 2 связи по обменному механизму, т.е. валентность бериллия равна номеру группы и равна II.
Электронная конфигурация атома бора в основном состоянии +5B 1s 2 2s 2 2p 1 :
Следовательно, бор может образовывать 3 связи по обменному механизму (за счет неспаренных электронов). Валентность бора в соединениях — III.
Однако, при этом у бора остается еще одна вакантная электронная орбиталь. Следовательно, бор может выступать, как акцептор электронной пары.
За счет 3 неспаренных электронов на p-подуровне азот может образовывать 3 связи по обменному механизму (валентность III), и еще 1 связь азот может образовать по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной электронной пары. Таким образом, максимальная валентность азота в соединениях — IV. На примере азота можно убедиться, что высшая валентность атома и максимальная степень окисления — разные величины, которые далеко не всегда совпадают. Возбужденное состояние с 5 неспаренными электронами для атома азота не реализуется, т.к. на 2 энергетическом уровне есть только s и p орбитали.
Валентность алюминия
Общие сведения о валентности алюминия
При комнатной температуре алюминий не изменяется на воздухе, но лишь потому, что его поверхность покрыта тонкой пленкой оксида, обладающей очень сильным защитным действием.
Валентность алюминия в соединениях
Алюминий — тринадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде в IIIA группе. В ядре атома алюминия содержится 13 протонов и 14 нейтронов (массовое число равно 27). В атоме алюминия есть три энергетических уровня, на которых находятся 13 электронов (рис. 1).
Рис. 1. Строения атома алюминия.
Электронная формула атома алюминия в основном состоянии имеет следующий вид:
А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):
Так как на третьем энергетическом слое помимо 3s-подуровня есть еще и 3p-подуровень, две орбитали которого не заняты электронами, то пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3p-подуровня. Это означает, что для атома алюминия характерно наличие возбужденного состояния:
Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что алюминий проявляет валентность III в своих соединения (Al III 2O3, Al III (OH)3, Al III Cl3и др.). Валентность алюминия постоянная.
Примеры решения задач
| Задание | С какими из перечисленных ниже веществ реагирует алюминий: а) хлор; б) сера; в) серная кислота; г) гидроксид калия; д) хлорид калия? Составьте уравнения реакций. |
| Ответ | Алюминий взаимодействует с простыми веществами неметаллами хлором (обычные условия) и серой (при нагревании) с образованием хлорида и сульфида алюминия: |
Алюминий способен растворяться в щелочах с образованием комплексных солей — алюминатов:
Алюминий растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием сульфата алюминия:
| Задание | Вычислите объем водорода (н.у.), который образуется при растворении алюминия массой 8,1 г в водном растворе щелочи (гидроксида натрия). |
| Решение | В ходе указанной реакции происходит образование комплексной соли – тетрагидроксоалюмината натрия: |
Рассчитаем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию (молярная масса равна 23 г/моль):
n(Al) =8,1 / 23 = 0,35 моль.
Согласно уравнению реакции n (Al) :n (H2) = 2: 3. Значит, количество моль водорода будет равно:
n (H2) = 3/2 × n (Al) = 3/2 × 0,35 = 0,525 моль.
Тогда, объем выделившегося водорода будет равен:
V (H2) = 0,525 × 22,4 = 11,76 л.