Valentne mogućnosti atoma fosfora. Valentne mogućnosti atoma elemenata u kemijskim spojevima

Koncept valencija dolazi od latinske riječi valentia, a bila je poznata još sredinom 19. stoljeća. Prvi "opširni" spomen valencije bio je u djelima J. Daltona, koji je tvrdio da se sve tvari sastoje od atoma međusobno povezanih u određenim omjerima. Tada je Frankland uveo sam pojam valencije, koji je dalje razvijen u radovima Kekulea, koji je govorio o odnosu između valencije i kemijske veze, A.M. Butlerov, koji je u svojoj teoriji strukture organskih spojeva povezao valentnost s reaktivnošću određenog kemijskog spoja i D.I. Mendeljejev (u periodnom sustavu kemijskih elemenata najveća valencija elementa određena je brojem skupine).

DEFINICIJA

Valencija je broj kovalentnih veza koje atom može formirati kada se spoji s kovalentnom vezom.

Valencija elementa određena je brojem nesparenih elektrona u atomu, jer oni sudjeluju u stvaranju kemijskih veza između atoma u molekulama spojeva.

Osnovno stanje atoma (stanje s minimalnom energijom) karakterizira elektronička konfiguracija atoma, koja odgovara položaju elementa u periodnom sustavu elemenata. Pobuđeno stanje je novo energetsko stanje atoma, s novom raspodjelom elektrona unutar valentne razine.

Elektronske konfiguracije elektrona u atomu mogu se prikazati ne samo u obliku elektroničkih formula, već i pomoću elektronskih grafičkih formula (energija, kvantne ćelije). Svaka ćelija označava orbitalu, strelica označava elektron, smjer strelice (gore ili dolje) označava spin elektrona, a slobodna ćelija predstavlja slobodnu orbitalu koju elektron može zauzeti kada je pobuđen. Ako u ćeliji postoje 2 elektrona, takvi se elektroni nazivaju sparenim, a ako postoji 1 elektron, zovu se nespareni. Na primjer:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Orbitale se popunjavaju na sljedeći način: prvo jedan elektron s istim spinovima, a zatim drugi elektron sa suprotnim spinovima. Budući da 2p podrazina ima tri orbitale s istom energijom, svaki od dva elektrona zauzima jednu orbitalu. Jedna je orbitala ostala slobodna.

Određivanje valencije elementa pomoću elektroničkih grafičkih formula

Valencija elementa može se odrediti elektronsko-grafičkim formulama za elektronske konfiguracije elektrona u atomu. Razmotrimo dva atoma - dušik i fosfor.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Jer Valencija elementa određena je brojem nesparenih elektrona, stoga je valencija dušika III. Budući da atom dušika nema prazne orbitale, za ovaj element nije moguće pobuđeno stanje. Međutim, III nije najveća valencija dušika, najveća valencija dušika je V i određena je brojem skupine. Stoga treba imati na umu da korištenjem elektroničkih grafičkih formula nije uvijek moguće odrediti najveću valenciju, kao i sve valencije karakteristične za ovaj element.

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

U osnovnom stanju atom fosfora ima 3 nesparena elektrona, stoga je valencija fosfora III. Međutim, u atomu fosfora postoje slobodne d-orbitale, stoga se elektroni koji se nalaze na podrazini 2s mogu spariti i zauzeti prazne orbitale d-podrazine, tj. prijeći u uzbuđeno stanje.

Sada atom fosfora ima 5 nesparenih elektrona, stoga fosfor također ima valenciju V.

Elementi koji imaju više valentnih vrijednosti

Elementi skupina IVA – VIIA mogu imati više vrijednosti valencije, a u pravilu se valencija mijenja u koracima od 2 jedinice. Ova pojava je posljedica činjenice da elektroni sudjeluju u parovima u stvaranju kemijske veze.

Za razliku od elemenata glavnih podskupina, elementi B-podskupine u većini spojeva ne pokazuju višu valenciju jednaku broju skupine, na primjer, bakar i zlato. Općenito, prijelazni elementi pokazuju široku raznolikost kemijskih svojstava, što se objašnjava velikim rasponom valencija.

Razmotrimo elektroničke grafičke formule elemenata i ustanovimo zašto elementi imaju različite valencije (slika 1).

Zadaci: odrediti valentne mogućnosti atoma As i Cl u osnovnom i pobuđenom stanju.

Predavanje 3. Tko je za što sposoban ili Valentne sposobnosti atoma.

1. Struktura periodnog sustava

Svaki od prisutnih u publici ima svijetlu osobnost i poseban talent. Na isti način, elementi okupljeni u periodnom sustavu, iako ponekad slični jedni drugima, ipak imaju svoje karakteristike: snage i slabosti.

Počnimo s činjenicom da ima puno elemenata - i bilo bi lijepo da ih nekako nazovemo da se ne zbunimo. Skupimo elemente sa sličnim svojstvima u grupe -

elektronički analozi.

Da ne bude zabune, prvo "zbrojimo" f-elemente u dva reda: lantanide i aktinoide.

Zatim rasporedimo skupine tako da elementi prve skupine imaju 1 valentni elektron,

elementi druge skupine imaju 2 valentna elektrona itd.

Dobit ćemo 8 skupina od kojih se u svakoj formiraju podskupine: jedna će sadržavati s- ili p-elemente, a druga d-elemente.

Na primjer, grupa 1A: H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr i grupa 1B: Cu, Ag, Au, Rg

Sastavimo periodni sustav od skupina. Budući da je razdoblje vrijeme između dva ponavljajuća događaja, udaljenost između dva susjedna elektronička analoga (vodoravni red periodnog sustava) također će se zvati razdoblje.

Na kraju, dajmo imena skupinama

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Bočne podskupine ćemo imenovati po prvom elementu: “podskupina bakra”, “podskupina cinka”.

Pokušajmo pronaći metale u našem sustavu.

Ispada da ako povučete dijagonalu od bora B do astatina At, tada metali glavnih podskupina zauzimaju donji lijevi kut, a nemetali zauzimaju gornji desni. Takve ćemo metale nazvati intranzitivnima, tj. inprijelazni elementi su metali glavnih podskupina.

Svi elementi bočnih podgrupa i f-elemenata – prijelazni elementi, ili prijelaznih metala.

S obzirom da u prirodi postoje zanemarive količine (ili ih uopće nema) elemenata sa Z > 92,

Nazovimo takve elemente transuranijem.

Sada zapravo možemo početi.

2. Valentne sposobnosti atoma.

Dakle, naše današnje pitanje je: kako atomi tvore molekule i zašto te molekule

ne raspasti se?

Logično je pretpostaviti da ako se atomi drže zajedno, onda ih nešto povezuje.

Nazovimo ovo stanje kemijska veza. Budući da je struktura atoma za nas

nije tajna, fokusirat ćemo se na najjednostavnije moguće objašnjenje:

Kemijska veza– posebna vrsta međudjelovanja atoma u kemikalijama

spojevi, temeljeni na međudjelovanju pozitivno nabijenih atomskih jezgri

jedan element s negativno nabijenim elektronima drugog elementa.

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Povlačeći analogiju sa zakonom univerzalne gravitacije, jezgra atoma, poput crne rupe, pokušava

privući svaki elektron koji padne unutar njegove sfere privlačenja.

Vrste kemijskih veza. Kovalentna veza.

Kao što znate, svaka životinja traži partnera. A elektron nije iznimka: redom

Za stvaranje jake kemijske veze potreban vam je par elektrona sa suprotnim spinovima.

Neka postoje 2 atoma - A i B, koji međusobno djeluju.

Ovisno o načinu interakcije, elektroni mogu biti ili "u fazi"

(isti predznak valne funkcije e 1 i e 2), tako da nastaje kemijska veza,

ili “izvan faze” (različiti predznaci valnih funkcija), što dovodi do međusobnog odbijanja atoma. U prvom slučaju dolazi do povećanja energije (zelena energetska razina V je niža, a veličina tog dobitka točno je jednaka energiji veze koja se stvara). U drugom slučaju dolazi do gubitka energije (crvena razina X).

Zamislite da kotrljate loptu. Ako se kotrlja nizbrdo, ne ulažete nikakav napor i lopta se otkotrlja u rupu. Naprotiv, u znoju lica guraš loptu uz brdo, ali čim je pustiš

– i lopta se otkotrlja na nogu.

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Što se događa kada se uspostavi veza s elektronskim oblakom?

Radi jednostavnosti slike, uzmimo sferno simetrične s-AO (l = 0).

1. Ako se oblaci (sive kuglice) zbroje, pojavljuje se donja slika - postoji područje preklapanja u kojem se gustoća elektrona "udvostručila", au ostatku područja poklapa se ili s gustoćom elektronskog oblaka ili atom A ili gustoća elektronskog oblaka atoma B.

U ovom slučaju, povećana elektronska gustoća, poput pljeskavice za hamburger, veže se

pozitivno nabijene jezgre atoma A i B.

2. Ako se oduzmu oblaci (sive kuglice), tada se odozgo pojavljuje slika - u sredini je potpuno međusobno uništenje, a na rubovima - gustoća elektronskog oblaka atoma prije interakcije.

U ovom slučaju nema gustoće elektrona između jezgri - a Coulombov nemilosrdni zakon naređuje atomima da se razlete u različitim smjerovima.

Tako, kovalentna kemijska veza nastaje kada se nespareni elektroni sa suprotnim spinovima, koji su izvorno pripadali različitim atomima, dijele.

U ovom slučaju čini se da elementi koji ulaze u kovalentnu kemijsku vezu izmjenjuju elektrone, stoga takav mehanizam (metoda) nastanka

kovalentna veza naziva se razmjenska veza.

A· + ·B = A: B

(dijeljenje elektrona, formiranje zajedničkog elektronskog para)

A· + ·B = A – B

(stvaranje kemijske veze,

crtica između A i B označava kemijsku vezu i naziva se valentnim prostim brojem)

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Dakle, za stvaranje kovalentne kemijske veze izmjenom

Na primjer, kada se formira molekula vodika, svaki atom daje 1e - dobiva se zajednički (vezni) par elektrona.

Kada nastane molekula vode, za 1 atom kisika, koji ima

2 nesparena elektrona, zahtijeva 2 atoma vodika, svaki s 1e -

Stvaraju se veze 2 O – H. U ovom slučaju atom kisika također ima dva para elektrona (na 2s i na 2p podrazini), koji ne sudjeluju u reakciji. Takvi se parovi nazivaju usamljeni elektronski parovi.

Slika atoma s elektronima u valentnoj razini naziva se Lewisove strukture. U tom slučaju preporuča se predstavljanje elektrona različitih atoma različitim simbolima, na primjer, · , * itd.

Slika redoslijeda povezivanja atoma naziva se

strukturne formule. U ovom slučaju, svaki par elektrona na slovu zamijenjen je valentnim potezom.

Strukturne formule tvari: H – H, H – O – H, O = O.

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Naziva se broj kovalentnih veza koje određeni element tvori

kovalencije, odnosno valencije ovog elementa.

Valencija je označena sa rimski brojevi.

Dakle, u ovoj fazi, valencija elementa određena je brojem nesparenih elektrona koji mogu sudjelovati u stvaranju kovalentnih veza.

Valentne mogućnosti elemenata.

1. Ugljik.

U osnovnom stanju elektronska konfiguracija ugljikovog atoma je 1s2 2s2 2p2, od čega su valentni elektroni 2s i 2p elektroni.

U tom stanju atom ugljika može prema izmjeni formirati 2 kovalentne veze

mehanizam.

Međutim, u praksi stabilni spojevi dvovalentnog ugljika ne postoje.

Zbog male razlike između 2s i 2p-

podrazine, atom ugljika s malim utroškom energije može prijeći u prvu

pobuđeno stanje (označeno C*).

U tom je stanju ugljikov atom sposoban

tvore 4 kovalentne veze putem mehanizma izmjene.

Primjeri stabilnih molekula u kojima je valencija ugljika IV su

spojevi s vodikom, kisikom, ...

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Valencija ugljika u svim spojevima je IV, vodika – I, kisika – II.

Acetilen H–C ≡C–H je zapaljivi plin koji se koristi za stvaranje visokotemperaturnog plamena, na primjer, u zavarivanju.

Zaključak: uz ovu priliku (prazne orbitale), atomi mogu upariti svoje valentne elektrone kako bi povećali svoju kovalentnost.

Donor-akceptorski mehanizam stvaranja kovalentne veze.

Matematika je velika moć. Kao što slijedi iz gore navedenog, za stvaranje kemijske veze potrebna su 2 elektrona (zajednički elektronski par).

Očito se mogu dobiti dva elektrona:

Međutim, postoji još jedno rješenje!

Donor-akceptorski mehanizam stvaranja kovalentne veze – metoda stvaranja kovalentne veze, u kojoj jedan atom (donor) daje par elektrona za stvaranje veze, a drugi atom (akceptor) daje prazan (nezauzet).

orbitalni.

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Primjer. Struktura molekule ugljikovog monoksida (ugljikov monoksid (II), ugljikov monoksid)

U molekuli ugljikovog monoksida atomi ugljika i kisika povezani su dvjema kovalentnim vezama metaboličkim mehanizmom.

Međutim, budući da atom ugljika ima nepopunjenu orbitalu na podrazini 2p, a atom kisika ima usamljeni par elektrona, treća kovalentna veza nastaje prema donor-akceptor mehanizam

U pisanom obliku, donorski-akceptorski mehanizam predstavljen je strelicom koja pokazuje suprotno od

donorski atom akceptorskom atomu para elektrona.

Ispravna strukturna formula molekule ugljikovog monoksida.

Valencija kisika je III, valencija ugljika je III.

Trostruku vezu između atoma kisika i ugljika potvrđuje vrijednost

energija veze ugljik-kisik (vrijednost je bliža energiji trostruke veze nego

energija dvostruke veze), podaci iz metoda spektralne analize.

2. Valentne sposobnosti atoma. Dušik.

Atomi dušika, kisika i fluora bitno se razlikuju od svojih elektronskih

analozi zbog nepostojanja energetske d-podrazine.

Elektronska konfiguracija atoma dušika je 7 N 1s2 2s2 2p3.

Valentni elektroni 2s2 2p3 – 3 nesparena elektrona i 1 elektronski par.

Očito je da atom dušika osim tri vezna para ima

1 usamljeni par elektrona (2s2).

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

Prema tome, atom dušika može djelovati kao donor para elektrona.

U najjednostavnijem slučaju PROTON djeluje kao akceptor: ovaj nam je primjer poznat iz reakcije amonijaka s kiselinama pri čemu nastaju amonijeve soli.

Bilješka:

1. Akceptor mora imati praznu orbitalu (u ovom slučaju, atom vodika je izgubio elektron i ima praznu 1s-AO)

2. Tijekom kemijske reakcije naboj je očuvan (zakon očuvanja naboja!).

Najveća greška je nedostatak naboja, jer atom dušika nije u stanju formirati 4 veze kroz mehanizam izmjene.

3. Struktura amonijevog kationa prikazana je u obliku tri kovalentne veze N – H,

formiran u skladu s mehanizmom razmjene, označenim valentnim prostim brojevima, i

jedna kovalentna veza nastala mehanizmom donor-akceptor,

označeno strelicom od atoma dušika prema atomu vodika. Pozitivni naboj mora biti prikazan ili na atomu dušika (obično iznad atoma) ili na čestici NH4

nalazi se u uglatim zagradama, a iza zagrada se nalazi znak “+”.

4. Najveća valencija dušika jeČETIRI - atom ima samo 4 AO, od kojih tri sadrže nesparene elektrone, a jedan sadrži elektronski par. Sljedeća energetska razina (3s) predaleko je da bi se iskoristila za formiranje veze, tako da atom dušika ne može formirati V valenciju.

O složenijim slučajevima stvaranja kovalentnih veza atomom dušika naučit ćete nešto kasnije.

Predavanje 3. Valentne sposobnosti atoma. Kovalentna kemijska veza

3. Valentne sposobnosti atoma. Sumpor.

Elektroni valentna razina atomi sumpora u osnovnom stanju imaju konfiguraciju

16 S ... 3s 2 3p 4 – 2 elektronska para i 2 nesparena elektrona.

Zaključak (pravilo okteta) 1: pri tvorbi kemijskih spojeva atomi elemenata nastoje nadopuniti svoju elektroničku konfiguraciju najstabilnijom,

Na primjer, u molekuli vodikovog sulfida atom sumpora tvori oktet elektrona zbog dva vezna para s vodikovim atomima i dva usamljena elektronska para

Pravilo okteta NIJE OBAVEZNO, nepromjenjivo - postoji bezbroj spojeva u kojima se pravilo okteta ne poštuje za jedan ili drugi element, ali ono ispravno predviđa opću tendenciju stvaranja spojeva slične stehiometrije.

Za veze d-elemenata postoji odgovarajuće pravilo osamnaest elektrona, budući da je to broj elektrona koji odgovara potpuno završenoj ns2 (n-1)d10 np6 – elektronskoj ljusci.

1 Dublet – 2, triplet – 3, kvartet – 4, kvintet – 5, sekstet – 6, septet – 7, oktet – 8. Dakle, pravilo okteta je pravilo osam elektrona.

>> Kemija: Valentne sposobnosti atoma kemijskih elemenata

Struktura vanjskih energetskih razina atoma kemijskih elemenata uglavnom određuje svojstva njihovih atoma. Stoga se te razine nazivaju valentnim razinama. Elektroni s tih razina, a ponekad i s predvanjskih razina, mogu sudjelovati u stvaranju kemijskih veza. Takvi se elektroni nazivaju i valentni elektroni.

Valencija atoma kemijskog elementa određena je prvenstveno brojem nesparenih elektrona koji sudjeluju u stvaranju kemijske veze.

Ciljevi.

• Razviti ideje o valenciji kao glavnom svojstvu atoma, identificirati obrasce promjena polumjera atoma kemijskih elemenata u periodima i skupinama periodnog sustava.
• Koristeći integrirani pristup, razvijajte vještine učenika za usporedbu, kontrast, pronalaženje analogija i predviđanje praktičnih rezultata na temelju teorijskog razmišljanja.
• Stvaranjem situacija uspjeha prevladati psihičku inertnost učenika.
• Razvijati maštovito mišljenje i sposobnost refleksije.

Oprema: Tablica “Valencija i elektroničke konfiguracije elemenata”, multimedija.

Epigraf.Logika, ako se ogleda u istini i zdravom razumu, uvijek vodi do cilja, do ispravnog rezultata.

Nastava je kombinirana, s elementima integracije. Nastavne metode koje se koriste: eksplanatorno-ilustrirana, heuristička i problemska.

Stadij I. Indikativno i motivirajuće

Sat počinje “namještanjem” (zvuči glazba - Simfonija br. 3 J. Brahmsa).

Učitelj, nastavnik, profesor: Riječ "valencija" (od latinskog valentia) nastala je sredinom 19. stoljeća, u razdoblju završetka druge kemijsko-analitičke faze u razvoju kemije. Do tada je otkriveno više od 60 elemenata.

Porijeklo koncepta "valencije" sadržano je u djelima raznih znanstvenika. J. Dalton je utvrdio da se tvari sastoje od atoma povezanih u određenim omjerima, a E. Frankland je, naime, uveo pojam valencije kao poveznice. F. Kekule je identificirao valentnost s kemijskom vezom. A.M. Butlerov skrenuo je pozornost na činjenicu da je valencija povezana s reaktivnošću atoma. DI. Mendeljejev je stvorio periodni sustav kemijskih elemenata, u kojem se najveća valencija atoma poklapala s brojem grupe elementa u sustavu. Također je uveo koncept "varijabilne valencije".

Pitanje. Što je valencija?

Pročitajte definicije preuzete iz različitih izvora (nastavnik multimedijski prikazuje slajdove):

“Valencija kemijskog elementa- sposobnost njegovih atoma da se spajaju s drugim atomima u određenim omjerima.”

"Valencija- sposobnost atoma jednog elementa da vežu određeni broj atoma drugog elementa.”

"Valencija– svojstvo ulaska atoma u kemijskim spojevima, dati ili uzeti određeni broj elektrona (elektrovalentnost) ili kombinirati elektrone da bi se formirali elektronski parovi zajednički za dva atoma (kovalentnost)."

Koja je definicija valencije po vašem mišljenju savršenija i gdje vidite nedostatak ostalih? (Rasprava u grupama.)

Valencija i valentne mogućnosti važna su svojstva kemijskog elementa. Oni su određeni strukturom atoma i periodički se mijenjaju s povećanjem nuklearnih naboja.

Učitelj, nastavnik, profesor. Dakle, zaključujemo da:

Što mislite što znači koncept "mogućnosti valencije"?

Učenici iznose svoje mišljenje. Prisjećaju se značenja riječi "prilika", "moguće", razjašnjavaju značenje ovih riječi u rječniku objašnjenja S.I. Ozhegova:

"Prilika- sredstvo, uvjet potreban za provedbu nečega”;

"Moguće“onaj koji se može dogoditi, izvediv, dopušten, dopušten, zamisliv.”

(nastavnik pokazuje sljedeći slajd)

Zatim nastavnik rezimira.

Učitelj, nastavnik, profesor. Valentne mogućnosti atoma su dopuštene valencije elementa, cijeli raspon njihovih vrijednosti u različitim spojevima.

Stadij II. Operativni i izvršni

Rad s tablicom “Valencija i elektroničke konfiguracije elemenata.”

Učitelj, nastavnik, profesor. Budući da valencija atoma ovisi o broju nesparenih elektrona, korisno je razmotriti strukture atoma u pobuđenim stanjima, uzimajući u obzir mogućnosti valencije. Zapišimo formule difrakcije elektrona za raspodjelu elektrona po orbitalama u atomu ugljika. Uz njihovu pomoć utvrdit ćemo kakvu valenciju ugljik C pokazuje u spojevima. Zvjezdica (*) označava atom u pobuđenom stanju:

Dakle, ugljik pokazuje valenciju IV zbog isparavanja
2s 2 – elektroni i prijelaz jednog od njih na praznu orbitalu. (Prazno - nenaseljeno, prazno (S. I. Ozhegov))

Zašto je valencija C-II i IV, a H-I, He-O, Be – II, B – III, P-V?

Usporedite formule difrakcije elektrona elemenata (shema br. 1) i ustanovite razlog različite valencije.

Rad u skupinama:

Učitelj, nastavnik, profesor. Dakle, o čemu ovise valencija i valentne sposobnosti atoma? Pogledajmo ova dva koncepta zajedno (dijagram br. 2).

Utrošak energije (E) za prijenos atoma u pobuđeno stanje kompenzira se energijom koja se oslobađa tijekom stvaranja kemijske veze.

Koja je razlika između atoma u osnovnom (stacionarnom) stanju i atoma u pobuđenom stanju (shema br. 3)?

Učitelj, nastavnik, profesor . Mogu li elementi imati sljedeće valencije: Li -III, O - IV, Ne - II?

Objasnite svoj odgovor pomoću formule elektroničke i elektronske difrakcije ovih elemenata (dijagram br. 4).

Rad u skupinama.

Odgovor. Ne, jer u ovom slučaju energija potrebna za pomicanje elektrona je

(1s -> 2p ili 2p -> 3s) su toliko veliki da se ne mogu nadoknaditi energijom koja se oslobađa tijekom stvaranja kemijske veze.

Učitelj, nastavnik, profesor. Postoji još jedna vrsta valentne mogućnosti atoma - prisutnost usamljenih elektronskih parova (formiranje kovalentne veze prema donor-akceptorskom mehanizmu):

Stadij III. Evaluativno-refleksivna

Sumiraju se rezultati i karakterizira rad učenika na satu (povratak na epigraf sata). Zatim se daje sažetak - stav djece prema lekciji, predmetu, učitelju.

1. Što vam se nije svidjelo na lekciji?

2. Što ti se svidjelo?

3. Koja su vam pitanja ostala nejasna?

4. Ocjena rada nastavnika i vlastitog rada? (razuman).

Domaća zadaća(prema udžbeniku O.S. Gabrielyana, Kemija-10; razina profila, paragraf br. 4, vježba 4)

Valentne sposobnosti atoma određene su brojem nesparenih elektrona. U procesu nastanka kemijskih spojeva te se mogućnosti mogu u potpunosti iskoristiti ili ne ostvariti, ali se mogu i nadmašiti. Povećanje broja nesparenih elektrona moguće je kada u atomu postoje prazne orbitale, a energija utrošena na prijelaz elektrona iz normalnog u pobuđeno stanje kompenzira se energijom stvaranja kemijskog spoja.

U metodi valentne veze, formiranje normalnih veza zahtijeva interakciju dviju poluzauzetih valentnih orbitala. Ovdje se pretpostavlja da atom A ima jedan od elektrona i dijeli ga s atomom B, koji zauzvrat ima još jedan elektron i dopušta atomu A da također koristi ovaj elektron.

Valentne sposobnosti atoma određene su brojem nesparenih elektrona, kao i broj nepodijeljenih elektronskih parova koji se mogu pomaknuti na slobodne orbitale atoma drugog elementa (sudjeluju u stvaranju kovalentne veze prema donor-akceptorskom mehanizmu).

Struktura vanjskih energetskih razina atoma kemijskih elemenata uglavnom određuje svojstva njihovih atoma. Stoga se te razine nazivaju valentnim razinama. Elektroni ovih razina, a ponekad i predvanjskih razina, mogu sudjelovati u stvaranju kemijskih veza. Takvi se elektroni nazivaju i valentni elektroni.

Valencija atoma kemijskog elementa određena je prvenstveno brojem nesparenih elektrona koji sudjeluju u stvaranju kemijske veze.

Valentni elektroni atoma elemenata glavnih podskupina nalaze se u s- i p-orbitalama vanjskog elektronskog sloja. Za elemente pobočnih podskupina, osim za lantanide i aktinoide, valentni elektroni nalaze se u s-orbitali vanjskog i d-orbitali predvanjskog sloja.

Da bi se ispravno procijenile valentne sposobnosti atoma kemijskih elemenata, potrebno je razmotriti raspodjelu elektrona u njima po energetskim razinama i podrazinama te odrediti broj nesparenih elektrona u skladu s Paulijevim načelom i Hundovim pravilom za nepobuđene ( osnovno, ili stacionarno) stanje atoma i za pobuđeno (to jest, primivši dodatnu energiju, uslijed čega se elektroni vanjskog sloja uparuju i prenose na slobodne orbitale). Atom u pobuđenom stanju označen je odgovarajućim simbolom elementa sa zvjezdicom.

Valentne sposobnosti atoma kemijskih elemenata daleko nisu ograničene na broj nesparenih elektrona u stacionarnim i pobuđenim stanjima atoma. Ako se prisjetite donorsko-akceptorskog mehanizma za stvaranje kovalentnih veza, tada će vam postati jasne još dvije valentne mogućnosti atoma kemijskih elemenata, koje su određene prisutnošću slobodnih orbitala i prisutnošću nepodijeljenih elektronskih parova koji mogu dati kovalentna kemijska veza putem donor-akceptorskog mehanizma.

Zaključak

Valentne sposobnosti atoma kemijskih elemenata određuju se:

1) broj nesparenih elektrona (jednoelektronske orbitale);

2) prisutnost slobodnih orbitala;

3) prisutnost nepodijeljenih parova elektrona.