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] На основе представления о валентности элементов возникло представление и о валентности целых групп. Так, например, группе ОН, поскольку она присоединяла один атом водорода или замещала один атом водорода в других его соединениях, приписывалась валентность, равная единице. Однако представление о валентности теряло свою однозначность, когда дело касалось соединений более сложных. Так, например, в перекиси водорода Н2О2 валентность кислорода должна быть признана равной единице, поскольку в этом соединении на каждый атом кислорода приходится один атом водорода. Однако известно, что каждый атом кислорода в Н2О2 соединен с одним атомом водорода и одной одновалентной группой ОН, т. е. кислород двухвалентен. Подобным образом валентность углерода в этане СзНе должна быть признана равной трем, так как в этом соединении на каждый атом углерода приходится по три атома водорода, но, поскольку каждый атом углерода соединен с тремя атомами водорода и одной одновалентной группой СНд, валентность углерода в СаН равна четырем. [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. Дру- гими 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 нонное 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. П1.6). 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. Огепень 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 вел в химию понятие координационного числа, которое соответствует числу атомов или групп, непосредственно связанных с атомом, счн- Л ающимся в молекуле центральным. Эти связанные с центральным ато-/N OM частицы, роль которых могут играть атомы, группы атомов, эле- ентарные и сложные ионы, в настоящее время названы лигандами. аким 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 III.7 и III.11.) Первоначально же Вернер подчеркивал, что понятие координационного числа есть чисто экспериментальное. [c.17] Вернуться к основной статье