ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Качественная характеристика окислительно-восстановительных реакций из "Составление химических уравнений 1991" Окислительно-восстановительн1)1е процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение и теории и н )актике. [c.75] Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления - восстановления. Получение простых веществ (железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д.) ценных химических продуктов, например аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. Производство строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов И т. д. было бы невозможно без использования окисли-тельно-восстановительных процессов. На процессах окисления — восстановления в аналитической химии основаны методы объемного анализа перманганатометрия, ио,дометркя, броматометрия и др., играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. [c.75] Окисление — восстановление один из важнейших процессов природы. Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. [c.75] Человечество давно пользовалось окислительно-восстановительными реакциями, вначале не понимая их сущности. Лишь к началу XX в. была создана электронная теория окислительновосстановительных процессов, разработкой и распространением которой в нашей стране успешно занимались Л. В. Писаржев-ский, Я. И. Михайленко, А. М, Беркенгейм и др. [c.75] Валентность и степень окисления. Валентность (от лат. va lentia — сила) — свойство атома данного элемента присоединять или замеш,ать определенное число атомов другого элемента. Под валентностью химического элемента понимают также способность его атомов образовывать химические связи в соединениях. Количественно валентность определяется числом химических связей, образованных атомом. [c.76] Для некоторых элементов валентность — величина постоянная. Например, натрий во всех соединениях одновалентен, цинк — двухвалентен, лантан — трехвалентен и т. д. Но для целого ряда элементов валентность изменяется в зависимости от условий протекания процесса и природы партнера. Так, титан образует с хлором соединения Ti l2, Ti l,3, Ti l4, в которых валентность титана соответственно равна 2, 3 и 4. Следовательно, титан обладает переменной валентностью. Установлено, что подавляющее большинство элементов может проявлять переменную валентность. Но ни в одном из известных соединений титан не проявляет валентность больше 4, т. е, валентность 4 является для него высшей, максимальной или характеристичной. [c.77] Высшая валентность элементов определяется в основном номером группы периодической системы, т. е. должна изменяться в пределах от 1 до 8. Однако ход изменения валентности элементов в периодах и группах представляет собой сложную функцию (наблюдается ряд отступлений). Например, в главной п )д-группе I группы все элементы одновалентны, а в побочной подгруппе этой группы валентность элементов Си, Ag и Аи может быть равна 1, 2 и 3. Элементы VHI побочной подгруппы, судя по номеру группы, должны проявлять максимальную валентность 8. Но только для рутения и осмия известны соединения, в которых они восьмивалентны для остальных элементов подгруппы известны максимальные валентности от 4 до 6. [c.77] В структурных формулах валентность обозначают соответствующим числом черточек между символами элементов. Число черточек равно числу единиц валентности. Атомы в молекуле связываются между собой так, что на определенное число единиц валентности одного элемента приходится такое же число единиц валентности другого элемента. [c.77] Вследствие перехода электрона от атома азота к атому кислорода у атома азота появляются четыре неспаренных электрона, способных образовать четыре химические связи. [c.78] Из этой формулы видно, что четвертая связь разделена поровну между атомами кислорода. [c.78] Структурные формулы соединений дают более полное представление о рассматриваемых веществах, чем обычные, так как они показывают не только из каких атомов состоит та или иная молекула, но и как эти атомы связаны между собой. [c.78] Разумеется, молекулы разного состава и строения обладают различными химическими свойствами. Следует учитывать также, что на химические свойства молекул оказывают влияние порядок и последовательность соединения атомов между собой. Известны, например, два соединения, молекулы которых имеют химическую формулу С НбО, но различную последовательность связей атомов СНз—СНа—ОН и СНг- О—СНз. [c.79] В XX в. было синтезировано огромное число новых соединений и изучено их строение, многие н ) них, как и комплексные соединения, невозможно уместить в рамки классических представлений о валентности, Выясни.пось, что склонность к образованию координационных соединений и насыщению координационных валентностей весьма распространена и практически характерна для всех элементов и ч го суждение о валентности на основании одного лишь стехиометрического состава часто оказывается несостоятельным без учета точных данных о структуре соединения и геометрическом расположении ближайшего окружения рассматриваемого атома. [c.79] В карбонилах мепаллов тина Г е(СО)г,, Сг(СО)е, аммиакатах типа (Р1(ЫНз)41 С1г и других отсутствует классическое валентное взаимодействие, так как у атомов С и N в молекулах СО и NHз нет неспаренных электронов, а связь осуществляется за счет координационных валентностей металла и молекул лигандов. [c.79] Следует указать, что за счет донорно-акцепторного взаимодействия фактическое число связей атома, а потому и его валентность не только в комплексных, но и в простых соединениях может быть больше не только числа его неспаренных электронов, но и числа связанных с ним соседних атомов. [c.79] Когда образуегся вещество, в ном происходит перераспределение электронной плотности и выравнивание связей. Так, например, в комплексных анионах типа Ве[ 4) , [А1Рб] все связи М—Р одинаковы. [c.79] Следующим шагом в развитии общей теории валентности стал метод молекулярных орбиталей. Согласно этому методу молекула рассматривается как единое целое, в котором каждый электрон движется в поле остальных электронов и всех ядер. Подобно тому как каждому электрону в атоме соответствует атомная орбиталь (АО), в молекуле ему соответствует молекулярная орбиталь (МО) — то пространство, где наиболее вероятно пребывание электрона. [c.80] Молекулярные орбитали, описывающие состояние электронов, охватывают все атомы молекулы, так что каждый атом способен в принципе образовывать связи со всеми остальными атомами молекулы. [c.80] Метод МО можно считать наиболее совершенным как для качественного, так и для количественного рассмотрения электронного строения молекулы. Однако в настоящее время эволюция представлений о валентности еще не завершена. [c.80] Вернуться к основной статье