Само собой разумеется, что нельзя представить себе какое-нибудь соединение, которое образовалось бы из произвольно выбранных элементов. Всегда нужно знать, соединяются ли вообще элементы и если соединяются, то в простом или кратном отношениях, иными словами необходимо знать, какова их валентность. Формулу образовавшегося соединения можно сейчас же вывести, потому что произведения числа атомов и единиц валентности обоих элементов должны быть равны между собой. Напр. см. табл. 2.
Таблица 2
Соединение
Его формула
Так как
КI и ClI
KCl
I. 1 = 1 * I
CaII и OII
CaO
II. 1 = 1 * II
AlIII и NIII
AlN
III. 1 = 1 * III
NaI и OII
Na2O
I. 2 = 1 * II
AgI и SII
Ag2S
I. 2 = 1 * II
MgII и ClI
MgCl2
II. 1 = 2 * I
AlIII и ClI
AlCl3
III. 1 = 3 * I
FeIII и OII
Fe2O3
III. 2 = 3 * II
CrVI и OII
CrO3
VI. 1 = 3 * II
PV и OII
P2O5
V. 2 = 5 * II
-
-
и т. д.
Эмпирические формулы указывают только число атомов в молекуле; это число является показателем (индексом) данного атома, причем индекс единица не пишется.
Валентность элементов управляется структурой внешней электронной оболочки. Как правило, согласуясь с тем, как элементы соединяются с водородом и кислородом, мы различаем валентность положительную и отрицательную. Так напр.:
Сера с водородом образует соединение H2S, с кислородом SО2 и SО3. Сера здесь будет отрицательно одновалентной и положительно максимум шестивалентной.
Хлор с водородом образует соединение HCl, с кислородом Сl2О и Сl2О7, хлор здесь будет отрицательно одновалентным и положительно максимум семивалентным.
Азот с водородом образует соединение NH3, с кислородом N2О3 И N2O5, азот здесь отрицательно трехвалентный и положительно максимум пятивалентный и т. д.
Некоторые неметаллы и металлы, обладающие значительным сродством с кислородом, образуют с ним весьма прочные соединения, в которых проявляют несколько валентностей. Так напр. фосфор образует соединения Р2О3 (трехвалентность) и Р2О5 (пятивалентность), железо образует соединения FeO (двухвалентность) и Fe2O3 (трехвалентность), хром образует соединения Сr2О3 (трехвалентность) и т. д. Следовательно, железо может быть напр. двухвалентным или трехвалентным, но не иным. Поэтому изменяемость валентности не произвольна, но постоянна.