Mga posibilidad ng Valence ng phosphorus atom. Mga posibilidad ng Valence ng mga atomo ng mga elemento sa mga kemikal na compound

Konsepto valence ay mula sa salitang Latin na "valentia" at kilala noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Ang unang "malawak" na pagbanggit ng valency ay nasa mga gawa ni J. Dalton, na nagtalo na ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga atomo na konektado sa bawat isa sa ilang mga proporsyon. Pagkatapos, ipinakilala ni Frankland ang mismong konsepto ng valency, na higit na binuo sa mga gawa ni Kekule, na nagsalita tungkol sa kaugnayan sa pagitan ng valency at chemical bonding, A.M. Butlerov, na sa kanyang teorya ng istraktura ng mga organikong compound ay nag-uugnay sa valency sa reaktibiti ng isang partikular na compound ng kemikal at D.I. Mendeleev (sa Periodic Table of Chemical Elements, ang pinakamataas na valency ng isang elemento ay tinutukoy ng bilang ng grupo).

DEPINISYON

Valence ay ang bilang ng mga covalent bond na maaaring mabuo ng isang atom kapag pinagsama sa isang covalent bond.

Ang valence ng isang elemento ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron sa isang atom, dahil nakikibahagi sila sa pagbuo ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga atomo sa mga molekula ng mga compound.

Ang ground state ng isang atom (estado na may pinakamababang enerhiya) ay nailalarawan sa pamamagitan ng electronic configuration ng atom, na tumutugma sa posisyon ng elemento sa Periodic Table. Ang nasasabik na estado ay isang bagong estado ng enerhiya ng isang atom, na may bagong pamamahagi ng mga electron sa loob ng antas ng valence.

Ang mga elektronikong pagsasaayos ng mga electron sa isang atom ay maaaring ilarawan hindi lamang sa anyo ng mga elektronikong formula, kundi pati na rin gamit ang mga electron graphic formula (enerhiya, mga cell ng quantum). Ang bawat cell ay nagpapahiwatig ng isang orbital, ang isang arrow ay nagpapahiwatig ng isang electron, ang direksyon ng arrow (pataas o pababa) ay nagpapahiwatig ng pag-ikot ng electron, at ang isang libreng cell ay kumakatawan sa isang libreng orbital na maaaring sakupin ng isang electron kapag nasasabik. Kung mayroong 2 electron sa isang cell, ang mga naturang electron ay tinatawag na paired, kung mayroong 1 electron, tinatawag silang unpaired. Halimbawa:

6 C 1s 2 2s 2 2p 2

Ang mga orbital ay pinupuno tulad ng sumusunod: una, isang elektron na may parehong mga pag-ikot, at pagkatapos ay isang pangalawang elektron na may kabaligtaran na mga pag-ikot. Dahil ang 2p sublevel ay may tatlong orbital na may parehong enerhiya, ang bawat isa sa dalawang electron ay sumasakop sa isang orbital. Isang orbital ang nanatiling libre.

Pagpapasiya ng valence ng isang elemento gamit ang mga electronic graphic formula

Ang lakas ng isang elemento ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng mga electron-graphical na formula para sa mga elektronikong pagsasaayos ng mga electron sa isang atom. Isaalang-alang natin ang dalawang atomo - nitrogen at posporus.

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

kasi Ang valence ng isang elemento ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron, samakatuwid, ang valence ng nitrogen ay III. Dahil ang nitrogen atom ay walang mga orbital na walang laman, ang isang nasasabik na estado ay hindi posible para sa elementong ito. Gayunpaman, ang III ay hindi ang pinakamataas na valence ng nitrogen, ang maximum na valency ng nitrogen ay V at tinutukoy ng numero ng grupo. Samakatuwid, dapat tandaan na ang paggamit ng mga electronic graphic formula ay hindi laging posible upang matukoy ang pinakamataas na valency, pati na rin ang lahat ng valences na katangian ng elementong ito.

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

Sa ground state, ang phosphorus atom ay may 3 unpaired electron, samakatuwid, ang valence ng phosphorus ay III. Gayunpaman, sa phosphorus atom ay may mga libreng d-orbitals, samakatuwid ang mga electron na matatagpuan sa 2s sublevel ay maaaring mag-pair up at sumakop sa mga bakanteng orbital ng d-sublevel, i.e. pumunta sa isang nasasabik na estado.

Ngayon ang phosphorus atom ay may 5 unpaired electron, samakatuwid ang phosphorus ay mayroon ding valence ng V.

Mga elementong may maraming valence value

Ang mga elemento ng mga pangkat IVA – VIIA ay maaaring magkaroon ng ilang halaga ng valency, at, bilang panuntunan, nagbabago ang valency sa mga hakbang ng 2 unit. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga electron ay lumahok sa mga pares sa pagbuo ng isang kemikal na bono.

Hindi tulad ng mga elemento ng pangunahing subgroup, ang mga elemento ng B-subgroup sa karamihan ng mga compound ay hindi nagpapakita ng mas mataas na valency na katumbas ng numero ng grupo, halimbawa, tanso at ginto. Sa pangkalahatan, ang mga elemento ng paglipat ay nagpapakita ng isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga katangian ng kemikal, na ipinaliwanag ng isang malaking hanay ng mga valence.

Isaalang-alang natin ang mga electronic graphic formula ng mga elemento at itatag kung bakit ang mga elemento ay may iba't ibang valence (Larawan 1).

Mga gawain: matukoy ang mga posibilidad ng valence ng As at Cl atoms sa lupa at mga excited na estado.

Lecture 3. Sino ang may kakayahang ano o Valence kakayahan ng mga atom.

1. Istraktura ng Periodic Table

Ang bawat isa sa mga naroroon sa madla ay may maliwanag na personalidad at espesyal na talento. Sa parehong paraan, ang mga elementong pinagsama-sama sa Periodic Table, bagama't minsan ay magkatulad sa isa't isa, ay mayroon pa ring sariling katangian: kalakasan at kahinaan.

Magsimula tayo sa katotohanan na mayroong maraming elemento - at mabuti para sa atin na tawagan sila kahit papaano upang hindi malito. Kolektahin natin ang mga elementong may katulad na katangian sa mga grupo -

mga elektronikong analogue.

Upang maiwasan ang pagkalito, "idagdag" muna natin ang mga f-element sa dalawang hanay: lanthanides at actinides.

Pagkatapos ay inayos namin ang mga grupo upang ang mga elemento ng unang pangkat ay may 1 valence electron,

Ang mga elemento ng pangalawang pangkat ay may 2 valence electron, atbp.

Makakakuha tayo ng 8 grupo, sa bawat isa kung saan ang mga subgroup ay nabuo: ang isa ay maglalaman ng s- o p-elemento, at ang isa ay maglalaman ng d-elemento.

Halimbawa, pangkat 1A: H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr at pangkat 1B: Cu, Ag, Au, Rg

Buuin natin ang Periodic Table mula sa mga pangkat. Dahil ang isang panahon ay ang oras sa pagitan ng dalawang umuulit na mga kaganapan, ang distansya sa pagitan ng dalawang magkatabing mga elektronikong analogue (ang pahalang na hilera ng Periodic System) ay tatawagin ding isang tuldok.

Panghuli, pangalanan natin ang mga pangkat

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Pangalanan namin ang mga side subgroup ayon sa kanilang unang elemento: "copper subgroup", "zinc subgroup".

Subukan nating maghanap ng mga metal sa ating system.

Ito ay lumiliko na kung gumuhit ka ng isang dayagonal mula sa boron B hanggang astatine At, kung gayon ang mga metal ng mga pangunahing subgroup ay sumasakop sa ibabang kaliwang sulok, at ang mga nonmetals ay sumasakop sa kanang itaas. Tatawagin namin ang mga naturang metal na intransitive, i.e. Ang mga elemento ng intransition ay mga metal ng mga pangunahing subgroup.

Lahat ng elemento ng side subgroup at f-element – mga elemento ng paglipat, o mga metal na transisyon.

Isinasaalang-alang na sa likas na katangian mayroong mga bale-wala na halaga (o wala sa lahat) ng mga elemento na may Z > 92,

Tawagin natin ang mga naturang elemento na transuranium.

Ngayon ay maaari na tayong magsimula.

2. Valence kakayahan ng atoms.

Kaya ang tanong natin ngayon ay: paano bumubuo ang mga atomo ng mga molekula at bakit ang mga molekulang ito

wag kang malaglag?

Ito ay lohikal na ipagpalagay na kung ang mga atomo ay magkakadikit, kung gayon may isang bagay na nag-uugnay sa kanila.

Tawagin natin ang estadong ito kemikal na dumidikit. Dahil ang istraktura ng atom ay para sa atin

ay hindi isang lihim, kami ay tumutuon sa pinakasimpleng posibleng paliwanag:

Kemikal na dumidikit– isang espesyal na uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo sa mga kemikal

mga compound, batay sa pakikipag-ugnayan ng positibong sisingilin na atomic nuclei

isang elemento na may negatibong sisingilin na mga electron ng isa pang elemento.

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Ang pagguhit ng pagkakatulad sa batas ng unibersal na grabitasyon, ang nucleus ng isang atom, tulad ng isang black hole, ay sumusubok

makaakit ng anumang electron na nasa loob ng sphere of attraction nito.

Mga uri ng mga bono ng kemikal. Covalent bond.

Tulad ng alam mo, ang anumang hayop ay naghahanap ng mapapangasawa. At ang elektron ay walang pagbubukod: sa pagkakasunud-sunod

Upang bumuo ng isang malakas na bono ng kemikal, kailangan mo ng isang pares ng mga electron na may magkasalungat na mga spin.

Hayaang magkaroon ng 2 atoms - A at B, na nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Depende sa paraan ng pakikipag-ugnayan, ang mga electron ay maaaring alinman sa "sa yugto"

(parehong tanda ng pag-andar ng alon e 1 at e 2), upang ang isang kemikal na bono ay nabuo,

o "wala sa yugto" (iba't ibang mga palatandaan ng pag-andar ng alon), na humahantong sa pagtataboy ng mga atomo mula sa isa't isa. Sa unang kaso, mayroong isang pakinabang sa enerhiya (ang berdeng antas ng enerhiya V ay mas mababa, at ang magnitude ng pakinabang na ito ay eksaktong katumbas ng enerhiya ng bono na nabuo). Sa pangalawang kaso, mayroong pagkawala ng enerhiya (pulang antas X).

Isipin na ikaw ay nagpapagulong ng bola. Kung gumulong ito pababa, hindi ka gumawa ng anumang pagsisikap at ang bola ay gumulong sa butas. Sa kabaligtaran, itinutulak mo ang bola sa burol gamit ang pawis ng iyong noo, ngunit sa sandaling bitawan mo ito

– at ang bola ay gumulong pababa sa kanyang paa.

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Ano ang mangyayari kapag ang isang koneksyon ay nabuo sa isang electron cloud?

Para sa pagiging simple ng larawan, kumukuha kami ng spherically symmetric s-AOs (l = 0).

1. Kung ang mga ulap (mga kulay abong bola) ay nagdaragdag, ang larawan sa ibaba ay lilitaw - mayroong isang magkakapatong na rehiyon kung saan ang density ng elektron ay "doble", at sa natitirang bahagi ng rehiyon ito ay tumutugma sa alinman sa density ng electron cloud ng atom A o ang density ng electron cloud ng atom B.

Sa kasong ito, ang tumaas na density ng elektron, tulad ng isang hamburger patty, ay nagbubuklod

positibong sisingilin ang nuclei ng mga atom A at B.

2. Kung ang mga ulap (mga kulay abong bola) ay nabawasan, pagkatapos ay isang larawan ang lilitaw mula sa itaas - sa gitna ay may kumpletong pagkawasak sa isa't isa, at sa mga gilid - ang density ng electron cloud ng atom bago ang pakikipag-ugnayan.

Sa kasong ito, walang densidad ng elektron sa pagitan ng nuclei - at ang walang awa na batas ng Coulomb ay nag-uutos sa mga atomo na lumipad sa magkaibang direksyon.

Kaya, covalent chemical bond lumitaw kapag ang mga hindi magkapares na electron na may magkasalungat na mga spin, na orihinal na kabilang sa iba't ibang mga atom, ay ibinahagi.

Sa kasong ito, ang mga elemento na pumapasok sa isang covalent chemical bond ay tila nagpapalitan ng mga electron, samakatuwid ang gayong mekanismo (paraan) ng pagbuo

Ang covalent bond ay tinatawag na exchange bond.

A· + ·B = A: B

(pagbabahagi ng mga electron, pagbuo ng isang karaniwang pares ng elektron)

A· + ·B = A – B

(pagbubuo ng isang kemikal na bono,

ang gitling sa pagitan ng A at B ay nagpapahiwatig ng isang kemikal na bono at tinatawag na isang valence prime)

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Kaya, para sa pagbuo ng isang covalent chemical bond sa pamamagitan ng palitan

Halimbawa, kapag ang isang molekula ng hydrogen ay nabuo, ang bawat atom ay nagbibigay ng 1e - isang karaniwang (pagsasama) na pares ng mga electron ay nakuha.

Kapag nabuo ang isang molekula ng tubig, para sa 1 oxygen atom, na mayroon

2 hindi magkapares na electron, nangangailangan ng 2 hydrogen atoms, bawat isa ay may 1e -

Nabubuo ang 2 O – H bond. Sa kasong ito, ang oxygen atom ay mayroon ding dalawang pares ng mga electron (sa 2s at sa 2p sublevel), na hindi nakikilahok sa reaksyon. Ang ganitong mga pares ay tinatawag nag-iisang pares ng elektron.

Ang imahe ng mga atomo na may mga electron sa antas ng valence ay tinatawag Mga istruktura ng Lewis. Sa kasong ito, inirerekomenda na kumatawan sa mga electron ng iba't ibang mga atom na may iba't ibang mga simbolo, halimbawa, · , *, atbp.

Ang imahe ng pagkakasunud-sunod kung saan ang mga atom ay nagsasama-sama ay tinatawag

mga pormula sa istruktura. Sa kasong ito, ang bawat pares ng mga electron sa liham ay pinapalitan ng valence stroke.

Mga istrukturang formula ng mga sangkap: H – H, H – O – H, O = O.

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Ang bilang ng mga covalent bond na nabubuo ng isang partikular na elemento ay tinatawag

covalence, o valency ng elementong ito.

Ang Valence ay ipinahiwatig ng Romanong numero.

Kaya, sa yugtong ito, ang valence ng isang elemento ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na mga electron na maaaring makilahok sa pagbuo ng mga covalent bond.

Mga posibilidad ng Valence ng mga elemento.

1. Karbon.

Sa ground state, ang electronic configuration ng carbon atom ay 1s2 2s2 2p2, kung saan ang valence electron ay 2s at 2p electron.

Sa ganitong estado, ang carbon atom ay nagagawang bumuo ng 2 covalent bond ayon sa palitan

mekanismo.

Gayunpaman, sa pagsasagawa, ang mga matatag na compound ng divalent carbon ay hindi umiiral.

Dahil sa maliit na pagkakaiba sa pagitan ng 2s at 2p-

sublevel, ang isang carbon atom na may maliit na paggasta sa enerhiya ay maaaring lumipat sa una

nasasabik na estado (tinutukoy na C*).

Sa ganitong estado, ang carbon atom ay may kakayahang

bumuo ng 4 na covalent bond sa pamamagitan ng exchange mechanism.

Mga halimbawa ng mga stable na molekula kung saan ang valency ng carbon ay IV

mga compound na may hydrogen, oxygen, ...

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Ang valency ng carbon sa lahat ng mga compound ay IV, hydrogen - I, oxygen - II.

Ang Acetylene H–C ≡C–H ay isang nasusunog na gas na ginagamit upang makagawa ng mataas na temperatura ng apoy, halimbawa, sa welding.

Konklusyon: binigyan ng pagkakataong ito (mga bakanteng orbital), ang mga atomo ay nakapagpapares ng kanilang mga valence electron upang mapataas ang kanilang covalency.

Mekanismo ng donor-acceptor ng pagbuo ng covalent bond.

Ang matematika ay isang dakilang kapangyarihan. Tulad ng mga sumusunod mula sa itaas, 2 electron (shared electron pair) ay kinakailangan upang bumuo ng isang kemikal na bono.

Malinaw, dalawang electron ang maaaring makuha:

Gayunpaman, may isa pang solusyon!

Mekanismo ng donor-acceptor ng pagbuo ng covalent bond – isang paraan ng pagbuo ng isang covalent bond, kung saan ang isang atom (donor) ay nagbibigay ng isang pares ng mga electron para sa pagbuo ng bono, at ang isa pang atom (acceptor) ay nagbibigay ng isang bakanteng (walang tao).

orbital.

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Halimbawa. Ang istraktura ng molekula ng carbon monoxide (carbon monoxide (II), carbon monoxide)

Sa isang molekula ng carbon monoxide, ang mga atomo ng carbon at oxygen ay pinag-uugnay ng dalawang covalent bond na nabuo sa pamamagitan ng metabolic mechanism.

Gayunpaman, dahil ang carbon atom ay may hindi napunong orbital sa 2p sublevel, at ang oxygen atom ay may nag-iisang pares ng mga electron, ang ikatlong covalent bond ay nabuo ayon sa donor-acceptor mekanismo

Sa pagsulat, ang mekanismo ng donor-acceptor ay kinakatawan ng isang arrow na nakaturo palayo sa

donor atom sa acceptor atom ng isang pares ng mga electron.

Tamang pormula ng istruktura ng molekula ng carbon monoxide.

Ang valence ng oxygen ay III, ang valency ng carbon ay III.

Ang triple bond sa pagitan ng oxygen at carbon atoms ay nakumpirma ng halaga

carbon-oxygen bond energy (ang halaga ay mas malapit sa triple bond energy kaysa sa

double bond energy), data mula sa mga pamamaraan ng spectral analysis.

2. Valence kakayahan ng atoms. Nitrogen.

Ang mga atom ng nitrogen, oxygen at fluorine ay malaki ang pagkakaiba sa kanilang electronic

analogues dahil sa kawalan ng enerhiya d-sublevel.

Ang electronic configuration ng nitrogen atom ay 7 N 1s2 2s2 2p3.

Valence electron 2s2 2p3 – 3 unpared electron at 1 electron pair.

Malinaw na bilang karagdagan sa tatlong pares ng pagbubuklod, mayroon ang nitrogen atom

1 nag-iisang pares ng mga electron (2s2).

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

Dahil dito, ang nitrogen atom ay may kakayahang kumilos bilang isang donor ng isang pares ng mga electron.

Sa pinakasimpleng kaso, ang PROTON ay gumaganap bilang isang acceptor: pamilyar tayo sa halimbawang ito mula sa reaksyon ng ammonia sa mga acid upang bumuo ng mga ammonium salts.

Tandaan:

1. Ang acceptor ay dapat may bakanteng orbital (sa kasong ito, ang hydrogen atom ay nawalan ng isang electron at may bakanteng 1s-AO)

2. Sa panahon ng isang kemikal na reaksyon, ang singil ay pinananatili (batas ng konserbasyon ng singil!).

Ang pinakamalaking pagkakamali ay ang kakulangan ng singil, dahil ang nitrogen atom ay hindi makabuo ng 4 na bono sa pamamagitan ng mekanismo ng palitan.

3. Ang istraktura ng ammonium cation ay inilalarawan sa anyo ng tatlong covalent bonds N - H,

nabuo ayon sa mekanismo ng palitan, na ipinahiwatig ng valence primes, at

isang covalent bond na nabuo sa pamamagitan ng mekanismo ng donor-acceptor,

ipinahiwatig ng isang arrow mula sa nitrogen atom hanggang sa hydrogen atom. Ang positibong singil ay dapat ipakita sa alinman sa nitrogen atom (karaniwang nasa itaas ng atom) o sa NH4 particle

ay nakapaloob sa mga square bracket at may iginuhit na “+” sign sa likod ng mga bracket.

4. Ang pinakamataas na valency ng nitrogen ay APAT - ang isang atom ay mayroon lamang 4 na AO, tatlo sa mga ito ay naglalaman ng mga hindi magkapares na electron, at ang isa ay naglalaman ng isang pares ng elektron. Ang susunod na antas ng enerhiya (3s) ay masyadong malayo para magamit upang bumuo ng isang bono, kaya ang nitrogen atom ay hindi makabuo ng V valency.

Malalaman mo ang tungkol sa mas kumplikadong mga kaso ng pagbuo ng mga covalent bond ng isang nitrogen atom sa ibang pagkakataon.

Lecture 3. Valence kakayahan ng atoms. Covalent chemical bond

3. Valence kakayahan ng atoms. Sulfur.

Mga electron antas ng valence Ang mga sulfur atom sa ground state ay may configuration

16 S ... 3s 2 3p 4 – 2 pares ng elektron at 2 hindi magkapares na electron.

Konklusyon (octet rule) 1: kapag bumubuo ng mga kemikal na compound, ang mga atom ng mga elemento ay may posibilidad na madagdagan ang kanilang elektronikong pagsasaayos sa pinaka-matatag,

Halimbawa, sa isang molekula ng hydrogen sulfide, ang sulfur atom ay bumubuo ng isang octet ng mga electron dahil sa dalawang pares ng bonding na may mga atomo ng hydrogen at dalawang solong pares ng elektron.

Ang panuntunan ng octet ay HINDI MANDATORY, hindi nababago - mayroong hindi mabilang na mga compound kung saan ang panuntunan ng octet ay hindi sinusunod para sa isang elemento o iba pa, ngunit tama nitong hinuhulaan ang pangkalahatang ugali na bumuo ng mga compound ng katulad na stoichiometry.

Para sa mga koneksyon ng d-elemento mayroong kaukulang panuntunan labing walong electron, dahil ito ang bilang ng mga electron na tumutugma sa isang ganap na nakumpletong ns2 (n-1)d10 np6 – electron shell.

1 Doublet – 2, triplet – 3, quartet – 4, quintet – 5, sextet – 6, septet – 7, octet – 8. Kaya, ang octet rule ay isang panuntunan walong elektron.

>> Chemistry: Mga kakayahan ng Valence ng mga atom ng mga elemento ng kemikal

Ang istraktura ng mga panlabas na antas ng enerhiya ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay pangunahing tumutukoy sa mga katangian ng kanilang mga atomo. Samakatuwid, ang mga antas na ito ay tinatawag na mga antas ng valence. Ang mga electron mula sa mga antas na ito, at kung minsan mula sa mga pre-external na antas, ay maaaring makilahok sa pagbuo ng mga kemikal na bono. Ang ganitong mga electron ay tinatawag ding valence electron.

Ang valency ng isang atom ng isang kemikal na elemento ay pangunahing tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron na nakikilahok sa pagbuo ng isang kemikal na bono.

Mga layunin.

• Bumuo ng mga ideya tungkol sa valency bilang pangunahing pag-aari ng isang atom, tukuyin ang mga pattern ng mga pagbabago sa radii ng mga atom ng mga elemento ng kemikal sa mga panahon at grupo ng periodic system.
• Gamit ang pinagsama-samang diskarte, bumuo ng mga kasanayan ng mga mag-aaral upang ihambing, ihambing, maghanap ng mga pagkakatulad, at hulaan ang mga praktikal na resulta batay sa teoretikal na pangangatwiran.
• Sa pamamagitan ng paglikha ng mga sitwasyon ng tagumpay, pagtagumpayan ang sikolohikal na pagkawalang-galaw ng mga mag-aaral.
• Bumuo ng mapanlikhang pag-iisip at mga kakayahan sa pagmuni-muni.

Kagamitan: Talahanayan "Valency at electronic configuration ng mga elemento", multimedia.

Epigraph.Ang lohika, kung masasalamin sa katotohanan at sentido komun, ay laging humahantong sa layunin, sa tamang resulta.

Ang aralin ay pinagsama, na may mga elemento ng pagsasama. Pamamaraan ng pagtuturo na ginamit: paliwanag-illustrated, heuristic at batay sa problema.

Stage I. Indicative at motivational

Ang aralin ay nagsisimula sa "pag-set up" (mga tunog ng musika - Symphony No. 3 ni J. Brahms).

Guro: Ang salitang "valency" (mula sa Latin na valentia) ay lumitaw sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, sa panahon ng pagkumpleto ng ikalawang yugto ng kemikal-analytical sa pagbuo ng kimika. Sa oras na iyon, higit sa 60 elemento ang natuklasan.

Ang mga pinagmulan ng konsepto ng "valence" ay nakapaloob sa mga gawa ng iba't ibang mga siyentipiko. Itinatag ni J. Dalton na ang mga sangkap ay binubuo ng mga atomo na konektado sa ilang partikular na sukat. Sa katunayan, ipinakilala ni E. Frankland ang konsepto ng valency bilang isang puwersang nag-uugnay. F. Natukoy ni Kekule ang valency na may chemical bond. Binibigyang pansin ni A.M. Butlerov ang katotohanan na ang valence ay nauugnay sa reaktibiti ng mga atomo. DI. Nilikha ni Mendeleev ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal, kung saan ang pinakamataas na valency ng mga atom ay kasabay ng bilang ng grupo ng elemento sa system. Ipinakilala rin niya ang konsepto ng "variable valency".

Tanong. Ano ang valency?

Basahin ang mga kahulugan na kinuha mula sa iba't ibang mapagkukunan (ipinapakita ng guro ang mga slide sa pamamagitan ng multimedia):

"Valency ng isang kemikal na elemento- ang kakayahan ng mga atomo nito na pagsamahin sa iba pang mga atomo sa ilang partikular na sukat."

"Valence- ang kakayahan ng mga atomo ng isang elemento na ilakip ang isang tiyak na bilang ng mga atomo ng isa pang elemento."

"Valence– pag-aari ng mga atom na pumapasok sa mga kemikal na compound, magbigay o kumuha ng isang tiyak na bilang ng mga electron (electrovalency) o pagsamahin ang mga electron upang bumuo ng mga pares ng electron na karaniwan sa dalawang atoms (covalency).

Aling kahulugan ng valence ang sa tingin mo ay mas perpekto at saan mo nakikita ang iba na kulang? (Pagtalakay sa mga pangkat.)

Ang mga posibilidad ng valence at valence ay mahalagang katangian ng isang elemento ng kemikal. Natutukoy ang mga ito sa pamamagitan ng istruktura ng mga atomo at pana-panahong nagbabago sa pagtaas ng mga singil sa nuklear.

Guro. Kaya, napagpasyahan namin na:

Ano sa palagay mo ang ibig sabihin ng konsepto ng "posibilidad ng valence"?

Ang mga mag-aaral ay nagpapahayag ng kanilang mga opinyon. Naaalala nila ang kahulugan ng mga salitang "pagkakataon", "posible", linawin ang kahulugan ng mga salitang ito sa paliwanag na diksyunaryo ng S.I. Ozhegov:

"Pagkataon- isang paraan, isang kondisyon na kinakailangan para sa pagpapatupad ng isang bagay";

"Maaari"isang maaaring mangyari, magagawa, pinahihintulutan, pinahihintulutan, naiisip."

(ipapakita ng guro ang susunod na slide)

Pagkatapos ay magbubuod ang guro.

Guro. Ang mga posibilidad ng Valence ng mga atom ay ang pinahihintulutang valence ng isang elemento, ang buong saklaw ng kanilang mga halaga sa iba't ibang mga compound.

Stage II. Mga operasyon at ehekutibo

Paggawa gamit ang talahanayan na "Valence at electronic configuration ng mga elemento."

Guro. Dahil ang valence ng isang atom ay nakasalalay sa bilang ng mga hindi pares na mga electron, kapaki-pakinabang na isaalang-alang ang mga istruktura ng mga atomo sa mga nasasabik na estado, na isinasaalang-alang ang mga posibilidad ng valence. Isulat natin ang mga formula ng electron diffraction para sa pamamahagi ng mga electron sa mga orbital sa isang carbon atom. Sa kanilang tulong, tutukuyin natin kung anong valency carbon C ang ipinapakita sa mga compound. Ang asterisk (*) ay tumutukoy sa isang atom sa isang nasasabik na estado:

Kaya, ang carbon ay nagpapakita ng valence IV dahil sa singaw
2s 2 – mga electron at ang paglipat ng isa sa mga ito sa isang bakanteng orbital. (Bakante - walang tao, walang laman (S. I. Ozhegov))

Bakit ang valence C-II at IV, at H-I, He-O, Be – II, B – III, P-V?

Ihambing ang mga formula ng electron diffraction ng mga elemento (Scheme No. 1) at itatag ang dahilan ng magkaibang valency.

Gumawa ng sama sama:

Guro. Kaya, ano ang nakasalalay sa mga kakayahan ng valence at valence ng mga atom? Tingnan natin ang dalawang konseptong ito na magkakaugnay (diagram No. 2).

Ang pagkonsumo ng enerhiya (E) upang ilipat ang atom sa isang nasasabik na estado ay binabayaran ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng isang kemikal na bono.

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang atom sa lupa (nakatigil) na estado at isang atom sa isang nasasabik na estado (scheme No. 3)?

Guro . Maaari bang magkaroon ng mga sumusunod na valence ang mga elemento: Li -III, O - IV, Ne - II?

Ipaliwanag ang iyong sagot gamit ang electronic at electron diffraction formula ng mga elementong ito (diagram No. 4).

Gumawa ng sama sama.

Sagot. Hindi, dahil sa kasong ito ang enerhiya na kinakailangan upang ilipat ang elektron ay

(1s -> 2p o 2p -> 3s) ay napakalaki na hindi sila mabayaran ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng isang kemikal na bono.

Guro. May isa pang uri ng posibilidad ng valence ng mga atomo - ang pagkakaroon ng nag-iisang mga pares ng elektron (pagbuo ng isang covalent bond ayon sa mekanismo ng donor-acceptor):

Stage III. Evaluative-reflective

Ang mga resulta ay summed up at ang gawain ng mga mag-aaral sa aralin ay nailalarawan (bumalik sa epigraph ng aralin). Pagkatapos ay ibinigay ang isang buod - ang saloobin ng mga bata sa aralin, paksa, guro.

1. Ano ang hindi mo nagustuhan sa aralin?

2. Ano ang nagustuhan mo?

3. Anong mga tanong ang nananatiling hindi malinaw para sa iyo?

4. Pagsusuri sa gawain ng guro at sa iyong sariling gawain? (makatwiran).

Takdang aralin(ayon sa aklat-aralin ni O.S. Gabrielyan, Chemistry-10; antas ng profile, talata Blg. 4, ehersisyo 4)

Ang mga kakayahan ng valence ng isang atom ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron. Sa proseso ng pagbuo ng mga compound ng kemikal, ang mga posibilidad na ito ay maaaring ganap na magamit o hindi maisasakatuparan, ngunit maaari rin silang malampasan. Ang isang pagtaas sa bilang ng mga hindi magkapares na electron ay posible kapag may mga bakanteng orbital sa atom, at ang pagkonsumo ng enerhiya para sa paglipat ng mga electron mula sa isang normal patungo sa isang nasasabik na estado ay binabayaran ng enerhiya ng pagbuo ng isang kemikal na tambalan.

Sa paraan ng valence bond, ang pagbuo ng mga normal na bono ay nangangailangan ng interaksyon ng dalawang kalahating orbital na valence. Dito ipinapalagay na ang atom A ay may isa sa mga electron at ibinabahagi ito sa atom B, na kung saan ay may isa pang electron at nagpapahintulot sa atom A na gamitin din ang elektron na ito.

Ang mga kakayahan ng valence ng mga atom ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron, pati na rin ang bilang ng mga hindi nakabahaging pares ng elektron na may kakayahang lumipat sa mga libreng orbital ng isang atom ng isa pang elemento (lumahok sa pagbuo ng isang covalent bond ayon sa mekanismo ng donor-acceptor).

Ang istraktura ng mga panlabas na antas ng enerhiya ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay pangunahing tumutukoy sa mga katangian ng kanilang mga atomo. Samakatuwid, ang mga antas na ito ay tinatawag na mga antas ng valence. Ang mga electron ng mga antas na ito, at kung minsan ng mga pre-external na antas, ay maaaring makilahok sa pagbuo ng mga kemikal na bono. Ang ganitong mga electron ay tinatawag ding valence electron.

Ang valence ng isang atom ng isang kemikal na elemento ay pangunahing tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron na nakikilahok sa pagbuo ng isang kemikal na bono.

Ang mga valence electron ng mga atomo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ay matatagpuan sa s- at p-orbitals ng panlabas na layer ng elektron. Para sa mga elemento ng side subgroups, maliban sa lanthanides at actinides, ang mga valence electron ay matatagpuan sa s-orbital ng outer at d-orbitals ng pre-outer layer.

Upang masuri nang tama ang mga kakayahan ng valence ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal, kinakailangang isaalang-alang ang pamamahagi ng mga electron sa kanila sa mga antas ng enerhiya at sublevel at matukoy ang bilang ng mga hindi magkapares na electron alinsunod sa prinsipyo ng Pauli at panuntunan ng Hund para sa hindi nasasabik ( lupa, o nakatigil) na estado ng atom at para sa nasasabik ( iyon ay, nakatanggap ng karagdagang enerhiya, bilang isang resulta kung saan ang mga electron ng panlabas na layer ay ipinares at inilipat sa mga libreng orbital). Ang isang atom sa isang nasasabik na estado ay itinalaga ng kaukulang simbolo ng elemento na may asterisk.

Ang mga kakayahan ng valence ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay malayo sa pagiging limitado sa bilang ng mga hindi magkapares na electron sa nakatigil at nasasabik na mga estado ng mga atom. Kung naaalala mo ang mekanismo ng donor-acceptor para sa pagbuo ng mga covalent bond, kung gayon ang dalawang iba pang posibilidad ng valence ng mga atom ng mga elemento ng kemikal ay magiging malinaw sa iyo, na natutukoy sa pagkakaroon ng mga libreng orbital at pagkakaroon ng hindi nakabahaging mga pares ng elektron na maaaring magbigay. isang covalent chemical bond ayon sa mekanismo ng donor-acceptor.

Konklusyon

Ang mga kakayahan ng valence ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay tinutukoy:

1) ang bilang ng mga hindi magkapares na electron (one-electron orbitals);

2) ang pagkakaroon ng mga libreng orbital;

3) ang pagkakaroon ng hindi nakabahaging mga pares ng mga electron.