В

Валентность

Валентность - свойство атома или группы атомов соединяться с определенным числом других атомов. Величина валентности определяется числом атомов водорода или другого одновалентного элемента, с которыми соединяется атом данного элемента. Так, в НС1 хлор одновалентен, в Н₂O кислород двухвалентен, в NH₃ азот трехвалентен, в СН₄ углерод четырехвалентен, в РСl₅ фосфор пятивалентен, в SCl₆ сера шестивалентна, в ReF₇ рений семивалентен, в RuO₄ рутений восьмивалентен, в H₂SO₄ группа атомов SO₄ двухвалентна.

Применяется также термин стехиометрическая валентность, которая определяется соотношением:

где В - валентность элемента (атома), А - молярная масса атомов в г/моль, Э - эквивалентная масса в г/моль. Так, стехиометрическая валентность углерода в СО равна

Представление о валентности групп атомов возникло на основе понятия валентности элементов. Например, группа ОН одновалентна, так как она присоединяет одновалентный атом Н (в Н₂O) или Na (в NaOH); группа РO₄ трехвалентна, поскольку присоединяет 3 атома водорода в Н₃РO₄ и т.д.

Понятие валентности (атомности) было введено в химию английским химиком Э. Франклендом в 1853 г. Через 5 лет немецкий химик А. Кекуле высказал идею о четырехвалентности атома углерода, что имело важнейшее значение для развития органической химии.

Понять физический смысл валентности помогла электронная теория строения атома и химической связи. С развитием последней изменилось и само это понятие. В настоящее время валентность определяется как число ковалентных связей, которыми данный атом соединен с другими. Число же связей, которые может образовывать атом, равно числу его неспаренных электронов, идущих на образование общих электронных пар (молекулярных двухэлектронных облаков). Ковалентная связь может образовываться также по донорно - акцепторному механизму. При этом в обоих случаях не учитывается полярность образовавшихся связей, а потому валентность не имеет знака - она не может быть ни положительной, ни отрицательной. Так, например, в молекулах N₂ и NH₃ азот трехвалентен, так как в них содержится по три общие электронные пары (три связи):

а в аммонии-ионе азот четырехвалентен - содержит четыре общие электронные пары, из них одна, возникшая по донорно - акцепторному механизму (изображена стрелкой):

Валентность определяется только числом ковалентных химических связей, в том числе возникших и по донорно-акцепторному механизму. Нельзя говорить о валентности элементов в соединениях, где отсутствуют ковалентные связи: в таких случаях надо говорить о степени окисления.

В неорганической химии во многих случаях понятие валентности элемента теряет определенность: эта величина зависит от знания химического строения соединения, во многих случаях она может быть больше номера группы. В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической - валентность, так как большинство неорганических веществ имеют немолекулярное строение, а органических - молекулярное. Нельзя отождествлять эти два понятия, даже если они численно совпадают. Широко применяется также термин валентные электроны, т.е. наиболее слабо связанные с ядром атома, чаще всего внешние электроны.