ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 7 класс · § 9
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 9. Валентность

Почему формула воды H₂O, а формула аммиака NH₃?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Почему формула воды H₂O, а формула аммиака NH₃?

Исследуем вместе

Валентности должны согласоваться

Переключай соединения. Две полосы показывают равные суммы единиц валентности, а схема объясняет индексы.

Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.

01

Валентность описывает способность соединяться

Валентность показывает способность атома соединяться с определённым числом других атомов. В школьной модели удобно представлять её как число единиц соединительной способности. Валентность обозначают римскими цифрами: I, II, III, IV.

За ориентиры принимают водород с валентностью I и кислород, который в рассматриваемых соединениях имеет валентность II. В H₂O один атом O соединён с двумя H; в NH₃ азот соединён с тремя H и имеет валентность III. Такая модель помогает объяснять состав простых соединений.

H₂O

2 · I = 1 · II

NH₃

3 · I = 1 · III

CH₄

4 · I = 1 · IV

Валентность обозначают римской цифрой. Для первых расчётов опираются на известные валентности H и O.

02

Постоянная и переменная валентность

У части элементов в изучаемых соединениях валентность постоянна: Na и K — I, Mg и Ca — II, Al — III. У железа часто встречаются II и III, у меди — I и II. Поэтому по одному символу Fe нельзя всегда определить состав его соединения.

Переменную валентность уточняют по формуле или названию. В FeO кислород двухвалентен, поэтому железо тоже II. В Fe₂O₃ три O дают шесть единиц; на два Fe приходится по три, значит железо III. Римская цифра в названии помогает выбрать нужную формулу.

ЭлементыВалентность в основных примерах
H, Na, K, AgI
O, Mg, Ca, ZnII
AlIII
FeII или III
CuI или II

У некоторых элементов валентность зависит от соединения. Её определяют из состава или уточняют в названии.

Модель молекулы воды H₂O

В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Периодическая система химических элементов

В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.

Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Определяем неизвестную валентность

В бинарном соединении сумма единиц валентности одного элемента равна сумме другого. В CO₂ два атома O дают 2 · II = 4. На один атом C приходится четыре единицы, поэтому валентность углерода IV.

Для N₂O₃ сначала считают 3 · II = 6 со стороны кислорода, затем делят на два атома азота: 6 : 2 = III. Деление на число атомов важно: суммарная валентность всей группы и валентность одного атома — не одно и то же.

Известная сторона

3 атома O с валентностью II

Сумма

3 · 2 = 6 единиц

Деление

6 : 2 атома N = 3

Вывод

В N₂O₃ азот трёхвалентен

Равенство сумм валентностей помогает найти неизвестную величину. Сумму делят на число атомов искомого элемента.

04

Составляем формулу по валентностям

Для Al(III) и O(II) нужно подобрать наименьшие целые количества атомов, уравнивающие обе стороны. Наименьшее общее кратное 3 и 2 равно 6. Поэтому индекс Al равен 6 : 3 = 2, а индекс O — 6 : 2 = 3.

Получается Al₂O₃; проверка: 2 · III = 3 · II. Если валентности одинаковы, индексы сокращают до отношения 1 : 1: для Ca(II) и O(II) формула CaO, а не Ca₂O₂. Индекс 1 не записывают.

Запиши валентности

Al — III; O — II

Найди общее число

НОК(3, 2) = 6

Получи индексы

Al: 6/3 = 2; O: 6/2 = 3

Проверь

Al₂O₃: 6 = 6

Индексы находят через наименьшее общее кратное валентностей. Формулу проверяют равенством сумм с обеих сторон.

Соберём главное

Шесть выводов

01Валентность обозначают римской цифрой. Для первых расчётов опираются на известные валентности H и O.
02У некоторых элементов валентность зависит от соединения. Её определяют из состава или уточняют в названии.
03Равенство сумм валентностей помогает найти неизвестную величину. Сумму делят на число атомов искомого элемента.
04Индексы находят через наименьшее общее кратное валентностей. Формулу проверяют равенством сумм с обеих сторон.
05Валентность атома и индекс — разные понятия. Индекс показывает, сколько атомов нужно для согласования валентностей.
06Римская цифра в названии может уточнять переменную валентность. Например, железо(III) и железо(II) дают разные формулы оксидов.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Какими цифрами обычно обозначают валентность?
2. Какова валентность H в рассматриваемых соединениях?
3. Какой элемент часто проявляет переменную валентность?
4. Какова валентность Fe в Fe₂O₃ при O(II)?
5. Какова валентность C в CO₂ при O(II)?
6. Какова валентность N в N₂O₃?
7. Какая формула соответствует Al(III) и O(II)?
8. Какая запись соответствует Ca(II) и O(II) в простейшем отношении?
9. Чему равен НОК валентностей III и II?
10. Что проверяют после составления бинарной формулы?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 7 класс», § 9. Материал переработан для объяснения; источник: 7 класс. Химия — § 09. Валентность.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…