ev » Xüsusiyyətlər » Atomların stasionar və həyəcanlı vəziyyətdə valentliyi. Kimyəvi birləşmələrdə elementlərin atomlarının valentlik imkanları

Atomların stasionar və həyəcanlı vəziyyətdə valentliyi. Kimyəvi birləşmələrdə elementlərin atomlarının valentlik imkanları

Kimyəvi elementlərin atomlarının xarici enerji səviyyələrinin quruluşu əsasən onların atomlarının xassələrini müəyyən edir. Buna görə də bu səviyyələrə valentlik səviyyələri deyilir. Bu səviyyələrin, bəzən isə pre-xarici səviyyələrin elektronları kimyəvi bağların yaranmasında iştirak edə bilər. Belə elektronlara valent elektronlar da deyilir.
Kimyəvi element atomunun valentliyi ilk növbədə kimyəvi bağın yaranmasında iştirak edən qoşalaşmamış elektronların sayı ilə müəyyən edilir.
Əsas yarımqrupların elementlərinin atomlarının valent elektronları xarici elektron təbəqəsinin s- və p-orbitallarında yerləşir. Yan altqrupların elementləri üçün, lantanidlər və aktinidlər istisna olmaqla, valent elektronlar xarici təbəqənin xarici və d-orbitallarının s-orbitalında yerləşir.
Kimyəvi elementlərin atomlarının valentlik imkanlarını düzgün qiymətləndirmək üçün onlarda elektronların enerji səviyyələri və alt səviyyələr üzrə paylanmasını nəzərə almaq və qoşalaşmamış elektronların sayını Pauli prinsipinə və həyəcanlanmayanlar üçün Hund qaydasına uyğun olaraq müəyyən etmək lazımdır. atomun əsas və ya stasionar vəziyyəti və həyəcanlı üçün (sonra əlavə enerji aldı, bunun nəticəsində xarici təbəqənin elektronları qoşalaşır və sərbəst orbitallara köçürülür). Həyəcanlı vəziyyətdə olan bir atom ulduz işarəsi olan müvafiq element simvolu ilə təyin olunur. Məsələn, stasionar və həyəcanlı vəziyyətdə olan fosfor atomlarının valentlik imkanlarını nəzərdən keçirək:

Həyəcansız vəziyyətdə fosfor atomunun p alt səviyyəsində üç qoşalaşmamış elektronu olur. Atom həyəcanlı vəziyyətə keçdikdə, d-alt səviyyənin elektron cütlərindən biri d-alt səviyyənin boş orbitalına keçə bilər. Fosforun valentliyi üçdən (yeraltı vəziyyətdə) beşə (həyəcanlı vəziyyətdə) dəyişir.
Qoşalaşmış elektronların ayrılması enerji tələb edir, çünki elektronların cütləşməsi atomların potensial enerjisinin azalması ilə müşayiət olunur. Eyni zamanda, atomu həyəcanlanmış vəziyyətə köçürmək üçün enerji sərfi, qoşalaşmamış elektronlar tərəfindən kimyəvi bağların formalaşması zamanı ayrılan enerji ilə kompensasiya edilir.
Beləliklə, stasionar vəziyyətdə olan bir karbon atomu iki qoşalaşmamış elektrona malikdir. Nəticə etibarilə, onların iştirakı ilə iki kovalent rabitə yaradan iki ümumi elektron cütü yarana bilər. Bununla belə, siz yaxşı bilirsiniz ki, bir çox qeyri-üzvi və bütün üzvi birləşmələrin tərkibində tetravalent karbon atomları var. Aydındır ki, onun atomları həyəcanlı vəziyyətdə bu birləşmələrdə dörd kovalent bağ əmələ gətirir.

Karbon atomlarının həyəcanlanmasına sərf olunan enerji iki əlavə kovalent bağın əmələ gəlməsi zamanı ayrılan enerji ilə kompensasiya olunduğundan çox olur. Beləliklə, karbon atomlarını 2s 2 2р 2 stasionar vəziyyətdən həyəcanlanmış vəziyyətə - 2s 1 2р 3-ə köçürmək üçün təxminən 400 kJ/mol enerji sərf etmək lazımdır. Lakin doymuş karbohidrogenlərdə C-H rabitəsi yarandıqda 360 kJ/mol ayrılır. Nəticədə, iki mol C-H bağı yarandıqda, 720 kJ sərbəst buraxılacaq ki, bu da karbon atomlarının həyəcanlanmış vəziyyətə keçmə enerjisini 320 kJ/mol üstələyir.
Sonda qeyd etmək lazımdır ki, kimyəvi elementlərin atomlarının valentlik imkanları atomların stasionar və həyəcanlı vəziyyətlərində qoşalaşmamış elektronların sayı ilə məhdudlaşmaqdan uzaqdır. Kovalent bağların əmələ gəlməsi üçün donor-akseptor mexanizmini xatırlayırsınızsa, o zaman kimyəvi elementlərin atomlarının sərbəst orbitalların olması və tək elektron cütlərinin olması ilə təyin olunan digər iki valentlik imkanı sizə aydın olacaq. donor-akseptor mexanizmi vasitəsilə kovalent kimyəvi bağ. Ammonium ionunun NH4+ əmələ gəlməsini xatırlayaq. (Kimyəvi əlaqələri öyrənərkən kimyəvi elementlərin atomları tərəfindən bu valentlik imkanlarının həyata keçirilməsini daha ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.) Ümumi bir nəticə çıxaraq.

Məqalələr Rəsmlər Cədvəllər Sayt haqqında İngilis dili

Fosforun valentliyi

Fosfor P (Is 2s 2/f 3s Зр) valentlik elektronlarının sayına görə azotun analoqudur. Lakin 3-cü dövrün elementi kimi 2-ci dövrün elementi olan azotdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Bu fərq ondan ibarətdir ki, fosfor azotdan daha böyük atom ölçüsünə, daha az ionlaşma enerjisinə, yüksək elektron yaxınlığına və daha çox atom qütbləşmə qabiliyyətinə malikdir. Fosforun maksimum koordinasiya sayı altıdır. 3-cü dövrün digər elementlərinə gəlincə, RL - RL əlaqəsi fosfor atomu üçün xarakterik deyil və buna görə də, azotdan fərqli olaraq, fosfor orbitallarının sp- və sp-hibrid vəziyyətləri qeyri-sabitdir. Birləşmələrdəki fosfor -3-dən +5-ə qədər oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Ən tipik oksidləşmə vəziyyəti +5-dir.

və-dən ibarət olan birləşmə üçün düstur yaradaq. fosfor (valentlik V) və oksigen (valentlik II).

Fosfor hansı birləşmələrdə maksimum valentliyə malikdir?

Fosforun valentlik imkanları hansılardır?O, bu baxımdan öz analoqundan - azotdan nə ilə fərqlənir?

Fosfor atomunun elektron quruluşu 16Р 5 25 2р Зз Зр düsturuna uyğundur. Fosforun üçüncü (xarici) enerji səviyyəsində valent elektronları var ki, burada 5 və üç p-orbitaldan əlavə beş sərbəst -orbital var.

Başqa bir nöqteyi-nəzərdən fosfor və azotun xassələrindəki fərq fosfor atomunda valentlik 3 orbitalın olması ilə izah olunur,

P və 8 atomlarının valentlik orbital elektron konfiqurasiyalarının müqayisəsi əsasında fosforun ilk ionlaşma enerjisi P (1063 kJ mol) və kükürdün 8 (1000 kJ mol) arasındakı fərqi izah edin.

Amma fosforda 3-cü dövrün elementi kimi valentlik orbitallarının rolunu da 3-cü orbitallar oynayır. Buna görə də V qrupun bu tipik elementlərinin kimyasında ümumi xassələri ilə yanaşı, əhəmiyyətli fərqlər də meydana çıxır. Fosfor üçün valentlik orbitallarının hibridləşməsinin zrCh-, zrCh- və 5p-tipləri mümkündür. Fosforun maksimum koordinasiya sayı 6-dır. Azotdan fərqli olaraq, fosfor müvafiq atomların elektron cütlərinin sərbəst 3d orbitallar tərəfindən qəbul edilməsinə görə l - rl bağı ilə xarakterizə olunur.

Fosforun sabit koordinasiya nömrəsi (V) 4-dür ki, bu da onun valentlik orbitallarının sp-hibridləşməsinə uyğundur. 5 və 6 koordinasiya nömrələri daha az görünür, bu hallarda fosfor atomuna müvafiq olaraq sp4- və sp-hibrid vəziyyətləri təyin olunur (s. 415).

Oxşar davranış VA qrupunun elementlərində olur, lakin bu qrupdakı metallar və qeyri-metallar arasındakı sərhəd daha aşağıdır. Azot və fosfor qeyri-metallardır, onların kovalent birləşmələrinin kimyası və mümkün oksidləşmə dərəcələri konfiqurasiyada beş valent elektronun olması ilə müəyyən edilir.Azot və fosfor ən çox oksidləşmə dərəcələrinə malikdir - 3, -b 3 və +5. Arsen As və antimon Sb amfoter oksidlər əmələ gətirən yarımmetallardır və yalnız vismut metal xassələrə malikdir. As və Sb üçün ən vacib oksidləşmə vəziyyəti + 3-dür. Bi üçün bu, bəzi son dərəcə spesifik şərtlər altında nümayiş olunan oksidləşmə vəziyyətlərindən başqa mümkün olan yeganədir. Vismut bütün beş valent elektronunu itirə bilməz, bunun üçün tələb olunan enerji çox yüksəkdir. Bununla belə, üç br-elektronu itirərək Bi ionunu əmələ gətirir.

Mendeleyev dissertasiya işini Almaniyada, Heidelberqdə, məhz Karlsruedə Beynəlxalq Kimya Konqresi zamanı həyata keçirdi. O, konqresdə iştirak etdi və Cannizzaro'nun atom çəkisi problemi ilə bağlı fikirlərini açıq şəkildə ifadə etdiyi çıxışını eşitdi. Rusiyaya qayıdan Mendeleyev elementlərin siyahısını öyrənməyə başladı və atom çəkilərinin artan ardıcıllığı ilə düzülmüş elementlərin valentliyindəki dəyişikliklərin dövriliyinə diqqət çəkdi: hidrogen valentliyi 1, litium I, berillium 2, bor 3, karbon 4, maqnezium 2, azot 3, kükürd 2, flüor 1, natrium 1, alüminium 3, silikon 4, fosfor 3, k1 karbon 2, xlor I və s.

Fosfor valent elektronların sayına görə azotun analoqudur (35 3р)

Oksigen atomları ən azı iki fərqli atomla birləşir. Kalsium, kükürd, maqnezium və barium eyni şəkildə davranır. Bu elementlərin valentliyi iki, azot, fosfor, alüminium və qızılın isə üç valentliyi var. Dəmir iki və ya üç valentliyə malik ola bilər. Prinsipcə, valentlik məsələsi ilk baxışdan göründüyü qədər sadə olmadığı ortaya çıxdı, lakin bu nəzəriyyənin ən sadə versiyası belə mühüm nəticələr çıxarmağa imkan verdi.

Litiumdan flüor G-ə keçərkən, metal xüsusiyyətlərin təbii zəifləməsi və valentliyin eyni vaxtda artması ilə qeyri-metal xüsusiyyətlərin artması var. Flüor G-dən atom kütləsi baxımından növbəti elementə, natrium La-ya keçid xassələrin və valentliyin kəskin dəyişməsi ilə müşayiət olunur və natrium daha aktiv olsa da, tipik bir valentli metal olan litiumun xüsusiyyətlərini əsasən təkrarlayır. Natriumun yanında maqnezium bir çox cəhətdən berillium Be-yə bənzəyir (hər ikisi ikivalentdir və metal xüsusiyyətlərə malikdir, lakin hər ikisinin kimyəvi aktivliyi Li - Na cütlüyündən daha az ifadə edilir). Alüminium A1, maqneziumun yanında, bor B-yə bənzəyir (valentlik 3). Bir-birinə nə qədər yaxın qohumlar oxşardırlar silikon 81 və karbon C, fosfor P və azot S, kükürd 8 və oksigen O, xlor C1 və flüor G. Atom kütləsinin artması ardıcıllığı ilə xlordan sonra növbəti elementə keçərkən, kalium K, dəyişiklik bir sıçrayış yenidən valentlik və kimyəvi xassələri meydana gəlir. Kalium, litium və natrium kimi, bir sıra elementləri açır (ardıcıl üçüncü), onların nümayəndələri ilk iki cərgənin elementləri ilə dərin bənzətmə göstərirlər.

Aşqarın effektivliyi aşqar molekulunda elementlərin valentlik vəziyyətindən və mövqeyindən, funksional qrupların mövcudluğundan, onların sinerjisindən və digər amillərdən asılıdır. Fosfor, kükürd, oksigen və azot tərkibli birləşmələrin sürtkü yağlarına əlavələr kimi istifadəsi bu elementlərin elektron quruluşunun özəlliyi ilə sıx bağlıdır. Onların mühərrik hissələrinin metal səthi ilə qarşılıqlı əlaqəsi sonuncunun modifikasiyasına (strukturun dəyişməsinə) səbəb olur və qoruyucu filmlərin əmələ gəlməsi səbəbindən bu birləşmələrin yağ məhlulunda korroziyaya qarşı, aşınmaya qarşı və həddindən artıq təzyiq xüsusiyyətləri təmin edilir. . Bundan əlavə, bu elementləri ehtiva edən əlavələr peroksid radikalları ilə reaksiya verərək oksidləşmə zəncirini qıraraq və hidroperoksidləri məhv edərək yağı sabitləşdirir.

Halogenləşmə. Xlorlama üçün ən çox istifadə edilən katalizatorlar metal dəmir, mis oksidi, brom, kükürd, yod, dəmirin halidləri, surma, qalay, arsen, fosfor, alüminium və mis, bitki və heyvan kömürləri, aktivləşdirilmiş boksit və digər gillərdir. Bu katalizatorların əksəriyyəti halogen daşıyıcılarıdır. Beləliklə, halogen birləşmələrdə Fe, Sb və P sərbəst xlorun iştirakı ilə iki valent vəziyyətdə mövcud ola bilirlər, növbə ilə aktiv formada xlor əlavə edir və buraxırlar. Eynilə, yod, brom və kükürd xlorla qeyri-sabit birləşmələr əmələ gətirir. Bromlaşdırma katalizatorları xlorlama katalizatorlarına bənzəyir. Fosfor yodlaşdırma üçün ən yaxşı sürətləndiricidir. Flüorlaşdırma prosesi katalizator tələb etmir. Oksigenin olması halında halogenləşmə yavaşlayır.

Katalitik xlorlama xlorlu karbohidrogendə və ya qaz parafin karbohidrogenlərinin xlorlanmasında həll olunan müvafiq xloridlər şəklində yod, kükürd, fosfor, sürmə və başqaları kimi xlor daşıyıcısının istifadəsinə əsaslanır. həlledici. Yalnız ən azı iki valentlik dəyəri olan elementlər istifadə olunur. Diazo-metan, tetraetil qurğuşun və heksafeniletan kimi radikallar əmələ gətirən maddələr də homojen katalizatorlar kimi istifadə oluna bilər. Onlar xlor molekulunu dərhal zəncirvari reaksiyaya səbəb olan atomlara bölmək qabiliyyətinə malikdirlər.

Element müxtəlif oksidləşmə dərəcələrinə uyğun gələn bir neçə sıra birləşmələr əmələ gətirdikdə, birləşmənin adından sonra mötərizədə ya kation valentliyi (Roma rəqəmləri ilə), ya da halogen, oksigen, kükürd və ya turşuların sayı göstərilir. mürəkkəb molekulda qalıqlar (sözlə). Məsələn, dəmir xlorid (P1), fosfor xlorid üç), manqan oksidi (iki). Bu halda valentliyin təyini adətən daha az xarakterik olan valentlik halları üçün verilir. Məsələn, mis üçün divalent vəziyyətində valentlik göstəricisi buraxılır, monovalent mis isə mis yodidi (I) olaraq təyin olunur.

Silikon və germanium kimi maddələrin keçiriciliyi onlara az miqdarda müəyyən çirkləri daxil etməklə artırıla bilər. Məsələn, bor və ya fosfor çirklərinin silikon kristallarına daxil edilməsi zolaqlararası boşluğun effektiv şəkildə daralmasına gətirib çıxarır. Kiçik miqdarda bor və ya fosfor (milyonda bir neçə hissə) kristal böyüməsi zamanı silisium quruluşuna daxil edilə bilər. Fosfor atomunda beş valent elektron var və buna görə də onlardan dördü istifadə edildikdən sonra -

Fosfor, arsen, sürmə və vismut yalnız sink yarımqrupunun s-elementləri və d-elementləri ilə formal valentliyə uyğun gələn stexiometrik birləşmələr əmələ gətirir.

Boya və adsorbentin vahid kvant sistemini təşkil etməsi bir çox faktlardan aydın görünür. Onlardan ən bariz odur ki, müəyyən bir fosforun udma zolağı daxilində istənilən, məsələn, ən aşağı tezlikli radiasiyanın udulması onun bütün radiasiya spektrinin, o cümlədən udulmuş işığın tezliklərindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək tezliklərin emissiyasına səbəb olur. Bu o deməkdir ki, radiasiya kvantları ümumi istifadə üçün istifadə olunur və udulmuş işığın kiçik tezliyini aşan tezlikləri buraxmaq üçün kifayət olmayan enerji də bərk cismin ümumi resurslarından gəlir. Fakt budur ki, boya, şübhəsiz ki, yalnız səthdə olsa da, onun xarakterik uzun dalğalarının işığının udulması (bunun üçün bu boyanı adsorbsiya edən kristal praktiki olaraq şəffafdır) gümüş bromid kristalının həcmində metal gümüşün əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur. başqa təfsirlərə yol vermir. Bu zaman gümüş bromidin həssaslığı daha uzun dalğalara doğru sürüşür, boya molekulunun strukturunda birləşmiş bağlar zənciri nə qədər uzun olarsa (şək. 44). Fakt budur ki, boyanın elektronları dalğa hərəkətindədir və valentlik bağı ilə kristalla birləşən boya molekulu onunla vahid bir bütövlük yaradır. Kristal və boya vahid kvant sistemini təşkil edir. Təəccüblü deyil ki, təmiz fotoliz mexanizmi

Fosforun, P, valentlik konfiqurasiyası 3x 3p, kükürdün, 8, 3x 3p valentlik konfiqurasiyasına malikdir. Beləliklə, P atomu yarı dolu 3p qabığına malikdir, atom 8 isə artıq 3p orbitallarında mövcud olan elektronlardan biri ilə cütləşməyə məcbur edilən əlavə elektrona malikdir.

Silikonun kristal strukturunda kovalent bağların əmələ gəlməsi üçün fosfor daha bir elektron saxlayır. Kristala elektrik sahəsi tətbiq edildikdə, bu elektron fosfor atomundan uzaqlaşa bilər; buna görə də fosforun silikon kristalında elektron donoru olduğu deyilir. Hədiyyə edilmiş elektronları buraxmaq üçün yalnız 1,05 kJ mol tələb olunur; bu enerji kiçik bir fosfor qarışığı olan silikon kristalını keçiriciyə çevirir. Bor çirkləri bir silikon kristalına daxil edildikdə, əks hadisə baş verir. Silikon kristalında lazımi sayda kovalent bağ yaratmaq üçün bor atomunda bir elektron yoxdur. Buna görə də, bir silikon kristalındakı hər bir bor atomu üçün bağlanma orbitalında bir boşluq var. Silisium valentlik elektronları bor atomları ilə əlaqəli bu boş orbitallara həyəcanlana bilər və elektronların kristal boyunca sərbəst hərəkət etməsinə imkan verir. Belə keçiricilik qonşu silisium atomundan bir elektronun bor atomunun boş orbitalına sıçraması nəticəsində baş verir. Silikon atomunun orbitalında yeni yaranan boşluq dərhal onu izləyən başqa bir silikon atomundan gələn elektronla doldurulur. Elektronların bir atomdan digərinə keçməsi ilə kaskad effekti meydana gəlir. Fiziklər bu hadisəni müsbət yüklü dəliyin əks istiqamətdə hərəkəti kimi təsvir etməyə üstünlük verirlər. Ancaq fenomen necə təsvir olunsa da, kristalda az miqdarda fosfor kimi elektron donoru və ya bor kimi elektron qəbuledicisi varsa, silikon kimi bir maddədə keçiriciliyi aktivləşdirmək üçün daha az enerji tələb olunduğu qəti şəkildə müəyyən edilmişdir.

Ağ fosfor tetraedral P4 molekullarından ibarətdir, sxematik şəkildə Şek. 21.25. Bölmədə qeyd edildiyi kimi. 8.7, hissə 1, əlaqə bucaqları 60", P4 molekulunda olduğu kimi, digər molekullarda olduqca nadirdir. Onlar yüksək reaksiya qabiliyyətinə uyğun gələn çox gərgin bağların mövcudluğunu göstərir.

Fosfor azotun elektron analoqu olsa da, atomun valentlik mektron təbəqəsində sərbəst i-orbitalların olması fosfor birləşmələrini azot birləşmələrindən fərqləndirir.

Fosfor üzvi birləşmələrin elektron quruluşu və kimyəvi rabitələrin təbiəti, fosfor rabitələrinin enerjisi və uzunluğu, rabitə bucaqları, italların 3-cü kürəsini əhatə edən rabitələrin əmələ gəlməsi.

Daha böyük dərəcədə aromatik xüsusiyyətlər fosfor halqasına xasdır. 2,4,6-Trifenilfosfor metilyodidin və ya trietiloksonium borofloridin təsiri altında avtooksidləşmir və ya dördüncülləşmir. Eyni zamanda, onun nukleofilik reagentlərlə - alkil və ya arillitium birləşmələri ilə qarşılıqlı əlaqəsi, otaq temperaturunda artıq benzolda asanlıqla baş verir." Bu vəziyyətdə, hücum valent qabığı desetuma qədər genişlənən və rezonansla sabitləşən fosforda baş verir. fosfor-rin anionu görünür ( 1). Anion (I) əmələ gəlməsi PMR və UV spektrlərindən istifadə etməklə sübut edilmişdir. Tünd mavi-bənövşəyi rəngə malik reaksiya qarışığının hidrolizi 1-alkil(aril)-2, 4,6-tri-

Silikat fosforun hazırlanması. Fosforun kimyəvi tərkibi, fosforun quruluşu, Mn-nin valentliyi. Silikat əsaslı kristal fosforların hazırlanması üçün xeyli sayda müxtəlif üsullar mövcuddur. Nümunə olaraq onlardan birini verəcəyik. Sink oksidin yaxşı təmizlənmiş ammonyak məhlulu, manqan nitratın sulu məhlulu və silisium turşusunun (etil silikat) spirt məhlulu birlikdə tökülərək gel əmələ gəlir. Gel kvars qablarda qurudulur, üyüdülür və 1200°C-ə qədər kalsine edilir və kalsinasiyadan sonra tez soyudulur. Mn miqdarı azdırsa, kalsinasiya havada aşağı Mn tərkibində aparıla bilər; oksidləşməsinin qarşısını almaq üçün kalsinasiya karbon qazı atmosferində aparılır.

Neft qalıqlarının katalitik oksidləşməsi. Müxtəlif katalizatorlar və təşəbbüskarlardan istifadə edərək, xammalın oksidləşmə prosesini sürətləndirmək, keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq və ya oksidləşmiş bituma müəyyən xassələri vermək cəhdləri çoxdur. Redoks reaksiyalarının katalizatorları kimi xlor turşusunun duzlarından və dəyişkən valentli metallardan (dəmir, mis, qalay, titan və s.) istifadə edilməsi təklif olunur. Dehidratasiya, alkilləşmə və krekinq (proton transferi) üçün katalizatorlar kimi oksidləşmənin təşəbbüskarları - peroksidlər kimi alüminium, dəmir, qalay xloridləri və fosfor pentoksidi təklif olunur. Bu katalizatorların əksəriyyəti bitumu oksigenlə zənginləşdirmədən xammal molekullarının (yağlar və qatranlar) asfaltenlərə sıxılma reaksiyalarına başlayır. Xammalın oksidləşmə prosesini sürətləndirmək və bitumun xassələrini yaxşılaşdırmaq imkanları (əsasən müəyyən bir yumşalma temperaturunda nüfuzun artması istiqamətində) çoxsaylı patent ədəbiyyatında verilmişdir, lakin patent müəllifləri prosesin kimyası açıqlanmadan təklifləri, bu monoqrafiyada olan qənaətləri nəzərə alınmır. A. Hoiberg tərəfindən tədqiqat

Əksər hallarda halogenləşmə yüngül şüalanma (dalğa uzunluğu 3000-5000 A) və ya yüksək temperatur (katalizatorlu və ya katalizatorsuz) ilə sürətlənir. Katalizator kimi adətən iki valentlik vəziyyətinə malik olan və bir valentlik vəziyyətindən digərinə keçid zamanı halogen atomlarını verməyə qadir olan metal halid birləşmələri - P I5, P I3, Fe lg istifadə olunur. Antimon xlorid və ya manqan xlorid, həmçinin qeyri-metal katalizatorlar - yod, brom və ya fosfor da istifadə olunur.

Litium və natrium orta elektron yaxınlığına malikdir, berillium mənfi elektron yaxınlığına malikdir və maqnezium sıfıra yaxın elektron yaxınlığına malikdir. Be və M atomlarında valentlik x-orbitalı tamamilə doldurulur və əlavə olunan elektron enerji baxımından daha yüksək olan p-orbitalı tutmalıdır. Azot və fosforun elektron yaxınlıqları aşağıdır, çünki əlavə olunan elektron bu atomlarda yarı dolu p orbitallarındakı elektronlardan biri ilə cütləşməlidir.

Üçüncü və sonrakı dövrlərin elementlərinin atomları çox vaxt oktet qaydasına tabe olmur. Onlardan bəziləri oktet qaydasının təxmin etdiyindən daha çox atoma bağlanma (yəni daha çox elektron cütü ilə əhatə olunma) əlamətdar qabiliyyəti nümayiş etdirir. Məsələn, fosfor və kükürd müvafiq olaraq PF5 və SF birləşmələrini əmələ gətirir. Bu birləşmələrin Lyuis strukturlarında ağır elementin bütün valent elektronları digər atomlarla əlaqə yaratmaq üçün istifadə olunur.

Bu diaqramlarda tam ox koordinasiya bağının mövqeyini göstərir. Burada meydana çıxan donor elementlər (kükürd, arsen və azot), həmçinin selen, fosfor və başqaları, ən yüksək valentlik vəziyyətində olduqda, katalitik zəhərlərin xassələrinə malik olan birləşmələr əmələ gətirmir, çünki bu halda molekullar sərbəst elektron cütləri yoxdur. Eyni şey bu elementlərin ionları üçün də keçərlidir. Məsələn, sulfit ionu zəhərdir, sulfat ionu isə zəhər deyil

Xarici qabıqdakı elektronların sayı müəyyən bir elementə xas olan valentlik vəziyyətlərini və buna görə də onun birləşmələrinin növlərini - hidridləri, oksidləri, hidroksidləri, duzları və s.. Beləliklə, xarici qabıqlarda fosfor, arsen, surma və vismutda eyni sayda (beş) elektron var. Bu, onların əsas valentlik vəziyyətlərinin (-3, -f3, -b5), eyni tipli EH3 hidridlərinin, E2O3 və EaO oksidlərinin, hidroksidlərin və s. eyniliyini müəyyən edir. Bu hal son nəticədə bu elementlərin eyni yerdə yerləşməsinin səbəbidir. alt qrup dövri sistem.

Beləliklə, həyəcanlı vəziyyətdə olan berillium, bor və karbon atomlarında qoşalaşmamış elektronların sayı bu elementlərin faktiki valentliyinə uyğundur. Azot, oksigen və flüor atomlarına gəldikdə, onların həyəcanlanması elektron qabıqlarının ikinci səviyyəsində qeyri-ionar elektronların sayının artmasına səbəb ola bilməz. Bununla belə, bu elementlərin analoqları - fosfor, kükürd və xlor - üçüncü səviyyədə olduğundan onlar

Həyəcan zamanı fosfor atomunda qoşalaşmamış elektronların sayı beşə çatır ki, bu da onun faktiki maksimum palensliyinə uyğundur. Kükürd atomu həyəcanlandıqda, qoşalaşmamış elektronların sayı dördə və hətta [dir]ə, xlor atomu üçün isə üçə, beşə və maksimum yeddiyə qədər artır, bu da faktiki qiymətlərə uyğundur. valentlik nümayiş etdirirlər. Həyəcanlı olduqları zaman da eyni şəkildə davranırlar

Atomun xassələri əsasən onun xarici elektron təbəqəsinin quruluşu ilə müəyyən edilir. Atomun xarici, bəzən isə sondan əvvəlki elektron təbəqəsində yerləşən elektronlar kimyəvi bağların əmələ gəlməsində iştirak edə bilər. Belə elektronlar adlanır valentlik Məsələn, fosfor atomunun 5 valent elektronu var: (şək. 1).

düyü. 1. Fosfor atomunun elektron düsturu

Əsas yarımqrupların elementlərinin atomlarının valent elektronları xarici elektron təbəqəsinin s- və p-orbitallarında yerləşir. Yan altqrupların elementləri üçün, lantanidlər və aktinidlər istisna olmaqla, valent elektronlar sondan əvvəlki təbəqənin xarici və d-orbitallarının s-orbitalında yerləşir.

Valentlik bir atomun kimyəvi bağlar yaratmaq qabiliyyətidir. Bu tərif və valentlik anlayışının özü yalnız kovalent tipli bağlara malik olan maddələrə münasibətdə düzgündür. İon birləşmələri üçün bu anlayış tətbiq edilmir, bunun əvəzinə "oksidləşmə vəziyyəti" formal anlayışı istifadə olunur.

Valentlik bir atomun digər atomlarla qarşılıqlı əlaqəsi zamanı əmələ gələn elektron cütlərinin sayı ilə xarakterizə olunur. Məsələn, ammonyak NH3-də azotun valentliyi üçdür (şək. 2).

düyü. 2. Ammonyak molekulunun elektron və qrafik düsturları

Bir atomun digər atomlarla yarada biləcəyi elektron cütlərinin sayı, ilk növbədə, onun qoşalaşmamış elektronlarının sayından asılıdır. Məsələn, karbon atomunun 2p orbitallarında iki qoşalaşmamış elektronu var (şək. 3). Qoşalaşmamış elektronların sayından deyə bilərik ki, belə bir karbon atomu II valentlik nümayiş etdirə bilər.

düyü. 3. Əsas vəziyyətdə olan karbon atomunun elektron quruluşu

Bütün üzvi maddələrdə və bəzi qeyri-üzvi birləşmələrdə karbon tetravalentdir. Belə valentlik yalnız karbon atomunun əlavə enerji aldıqda çevrildiyi həyəcanlanmış vəziyyətdə mümkündür.

Həyəcanlı vəziyyətdə karbon atomunda 2s elektron cütləşir, onlardan biri sərbəst 2p orbitalına keçir. Dörd qoşalaşmamış elektron dörd kovalent rabitə yarada bilər. Atomun həyəcanlanmış vəziyyəti adətən “ulduz” ilə işarələnir (şək. 4).

düyü. 4. Həyəcanlı vəziyyətdə olan karbon atomunun elektron quruluşu

Azotun valentlik elektronlarının sayına görə beş valentliyi ola bilərmi? Azot atomunun valentlik imkanlarını nəzərdən keçirək.

Azot atomunun iki elektron təbəqəsi var, onların üzərində yalnız 7 elektron yerləşir (şək. 5).

düyü. 5. Azot atomunun xarici təbəqəsinin strukturunun elektron diaqramı

Azot üç elektron cütünü digər üç elektronla paylaşa bilər. 2s orbitalındakı bir cüt elektron da bir əlaqənin meydana gəlməsində iştirak edə bilər, lakin fərqli bir mexanizm - donor-akseptor vasitəsilə dördüncü bağı meydana gətirir.

Azot atomunda 2s elektronun cütləşməsi qeyri-mümkündür, çünki ikinci elektron təbəqəsində d alt səviyyəsi yoxdur. Buna görə də azotun ən yüksək valentliyi IV-dir.

Dərsi yekunlaşdırmaq

Bu dərsdə siz kimyəvi elementlərin atomlarının valentlik qabiliyyətini təyin etməyi öyrəndiniz. Materialı tədqiq edərkən, müəyyən bir atomun özünə nə qədər başqa kimyəvi element atomu bağlaya biləcəyini və həmçinin elementlərin niyə fərqli valentlik dəyərləri nümayiş etdirdiyini öyrəndiniz.

Mənbələr

http://www.youtube.com/watch?t=3&v=jSTB1X1mD0o

http://www.youtube.com/watch?t=7&v=6zwx_d-MIvQ

http://www.youtube.com/watch?t=1&v=qj1EKzUW16M

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/11-klass - mücərrəd

düyü. 1. Fosfor atomunun elektron düsturu

düyü. 2. Ammonyak molekulunun elektron və qrafik düsturları

düyü. 3. Əsas vəziyyətdə olan karbon atomunun elektron quruluşu

düyü. 4. Həyəcanlı vəziyyətdə olan karbon atomunun elektron quruluşu

Azotun valentlik elektronlarının sayına görə beş valentliyi ola bilərmi? Azot atomunun valentlik imkanlarını nəzərdən keçirək.

Azot atomunun iki elektron təbəqəsi var, onların üzərində yalnız 7 elektron yerləşir (şək. 5).

düyü. 5. Azot atomunun xarici təbəqəsinin strukturunun elektron diaqramı

Azot atomunda 2s elektronun cütləşməsi qeyri-mümkündür, çünki ikinci elektron təbəqəsində d alt səviyyəsi yoxdur. Buna görə də azotun ən yüksək valentliyi IV-dir.

Dərsi yekunlaşdırmaq

Biblioqrafiya

Novoshinsky I.I., Novoshinskaya N.S. kimya. Ümumtəhsil 10-cu sinif dərsliyi. müəssisə Profil səviyyəsi. - M.: MMC TID “Rus sözü - RS”, 2008. (§ 9)
Rudzitis G.E. kimya. Ümumi kimyanın əsasları. 11-ci sinif: təhsil. ümumi təhsil üçün qurum: əsas səviyyə / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Təhsil, ASC “Moskva Dərslikləri”, 2010. (§ 5)
Radetsky A.M. kimya. Didaktik material. 10-11 siniflər. - M.: Təhsil, 2011.
Xomçenko İ.D. Ali məktəb üçün kimyadan məsələlər və tapşırıqlar toplusu. - M.: RİA “Yeni dalğa”: Nəşriyyat Umerenkov, 2008. (səh. 8)

Rəqəmsal təhsil resurslarının vahid toplusu (mövzu ilə bağlı video təcrübələr) ().
"Kimya və Həyat" jurnalının elektron versiyası ().

Ev tapşırığı

ilə. 30 № 2.41, 2.43 Orta məktəb üçün kimyadan məsələlər və tapşırıqlar toplusundan (Xomçenko İ.D.), 2008.
Xlor atomunun yeraltı və həyəcanlı vəziyyətlərdə quruluşunun elektron diaqramlarını yazın.
Atomda neçə valent elektron var: a) berillium; b) oksigen; c) kükürd?

Konsepsiya valentlik Latın "valentia" sözündən gəlir və 19-cu əsrin ortalarında tanınırdı. Valentlik haqqında ilk “geniş” qeyd C. Daltonun əsərlərində olmuşdur ki, o, bütün maddələrin müəyyən nisbətdə bir-biri ilə əlaqəli atomlardan ibarət olduğunu müdafiə etmişdir. Sonra Frankland valentlik anlayışını təqdim etdi ki, bu da valentlik və kimyəvi əlaqə arasındakı əlaqə haqqında danışan Kekulenin əsərlərində daha da inkişaf etdirilmişdir, A.M. Üzvi birləşmələrin quruluşu nəzəriyyəsində valentliyi müəyyən kimyəvi birləşmənin reaktivliyi ilə əlaqələndirən Butlerov və D.İ. Mendeleyev (Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəlində elementin ən yüksək valentliyi qrup nömrəsi ilə müəyyən edilir).

TƏrif

Valentlik atomun kovalent rabitə ilə birləşdiyi zaman yarada biləcəyi kovalent bağların sayıdır.

Elementin valentliyi atomdakı qoşalaşmamış elektronların sayı ilə müəyyən edilir, çünki onlar birləşmələrin molekullarında atomlar arasında kimyəvi bağların yaranmasında iştirak edirlər.

Atomun əsas vəziyyəti (minimum enerjiyə malik vəziyyət) elementin Dövri Cədvəldəki mövqeyinə uyğun gələn atomun elektron konfiqurasiyası ilə xarakterizə olunur. Həyəcanlı vəziyyət valentlik səviyyəsində elektronların yeni paylanması ilə atomun yeni enerji vəziyyətidir.

Atomdakı elektronların elektron konfiqurasiyaları təkcə elektron düsturlar şəklində deyil, həm də elektron qrafik düsturlardan (enerji, kvant hüceyrələri) istifadə etməklə təsvir edilə bilər. Hər bir hüceyrə bir orbitalı, ox bir elektronu, oxun istiqaməti (yuxarı və ya aşağı) elektronun spinini, sərbəst hüceyrə isə elektronun həyəcanlandıqda tuta biləcəyi sərbəst orbitalı ifadə edir. Hüceyrədə 2 elektron varsa, belə elektronlar qoşalaşmış, 1 elektron varsa, qoşalaşmamış elektronlar adlanır. Misal üçün:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Orbitallar aşağıdakı kimi doldurulur: əvvəlcə eyni spinli bir elektron, sonra isə əks spinli ikinci elektron. 2p alt səviyyədə eyni enerjiyə malik üç orbital olduğundan, iki elektronun hər biri bir orbital tuturdu. Bir orbital sərbəst qaldı.

Elektron qrafik düsturlardan istifadə etməklə elementin valentliyinin təyini

Elementin valentliyi atomdakı elektronların elektron konfiqurasiyası üçün elektron-qrafik düsturlarla müəyyən edilə bilər. İki atomu - azot və fosforu nəzərdən keçirək.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Çünki Elementin valentliyi qoşalaşmamış elektronların sayı ilə müəyyən edilir, buna görə də azotun valentliyi III-dür. Azot atomunun boş orbitalları olmadığı üçün bu element üçün həyəcanlı vəziyyət mümkün deyil. Lakin III azotun maksimum valentliyi deyil, azotun maksimum valentliyi V-dir və qrup nömrəsi ilə müəyyən edilir. Buna görə də yadda saxlamaq lazımdır ki, elektron qrafik düsturlardan istifadə etməklə bu elementə xas olan bütün valentliklər kimi ən yüksək valentliyi də müəyyən etmək həmişə mümkün olmur.

15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Əsas vəziyyətdə fosfor atomunun 3 qoşalaşmamış elektronu var, buna görə də fosforun valentliyi III-dür. Bununla birlikdə, fosfor atomunda sərbəst d-orbitallar var, buna görə də 2s alt səviyyəsində yerləşən elektronlar cütləşə və d-alt səviyyənin boş orbitallarını tuta bilir, yəni. həyəcanlı vəziyyətə düşmək.

İndi fosfor atomunda 5 qoşalaşmamış elektron var, buna görə də fosforun da V valentliyi var.

Çoxlu valentlik dəyəri olan elementlər

IVA – VIIA qruplarının elementləri bir neçə valentlik dəyərinə malik ola bilər və bir qayda olaraq, valentlik 2 vahid addımlarla dəyişir. Bu hadisə elektronların kimyəvi rabitənin yaranmasında cüt-cüt iştirak etməsi ilə bağlıdır.

Əsas altqrupların elementlərindən fərqli olaraq, əksər birləşmələrdə B-altqruplarının elementləri qrup nömrəsinə bərabər daha yüksək valentlik nümayiş etdirmir, məsələn, mis və qızıl. Ümumiyyətlə, keçid elementləri geniş çeşidli kimyəvi xassələr nümayiş etdirirlər ki, bu da geniş valentlik diapazonu ilə izah olunur.

Elementlərin elektron qrafik düsturlarını nəzərdən keçirək və elementlərin niyə fərqli valentliyə malik olduğunu müəyyən edək (şək. 1).

Tapşırıqlar: As və Cl atomlarının torpaqda və həyəcanlanmış vəziyyətdə valentlik imkanlarını təyin edin.

Fosforun valentliyi

Elektron qrafik düsturlardan istifadə etməklə elementin valentliyinin təyini

Çoxlu valentlik dəyəri olan elementlər

Oxşar məqalələr