Валентные возможности элементов

Валентность – количество химических связей, которые образует данный элемент с другими, входящими в состав рассматриваемого химического соеденения.

Вопрос об оценке валентных возможностей атомов, т.е. количества электронов в атоме, способных принять участие в образовании химических связей, является весьма сложным и лежит в области квантовой механики, связанной с расчетами энергии электронов и межуровневых переходов.

В настоящее время считается, что валентные возможности атомов определяются числом неспаренных электронов, которые могут образоваться на валентном энергетическом уровне. Образование неспаренных электронов связано с переводом атома в так называемое «возбужденное» состояние из «основного», в котором электроны распределены по атомным орбиталям в соответствии с принципом наименьшей энергии и правилом Гунда.

Такой переход возможен не для всех атомов, так как он требует наличия свободных разрешенных квантовых состояний (или орбиталей). Сравним валентные возможности электронных аналогов фтора и хлора. Строение их внешнего электронного слоя в невозбужденном (основном) состоянии совершенно одинаково. Разница лишь в том, что во внешнем слое у фтора существует только 2 разрешенных подуровня (n= 2; I= 0,1): 2s и 2р, а хлора - -3 (n=3;I=0,1,2):3s, Зp и 3d:

У атома фтора валентный уровень содержит один неспаренный электрон и иная электронная конфигурация невозможна из-за отсутствия свободных орбиталей. Поэтому фтор проявляет только одну валентность, равную I. Наличие во внешнем слое хлора свободного 3d-подуровня дает возможность перехода электронов с 3s и Зр на 3d. Это создает дополнительные валентные возможности для атома. Хлор проявляет кроме 1 еще и валентности 3, 5 и 7.

Обобщая многочисленные экспериментальные данные и результаты квантовомеханических расчетов, можно предложить некоторые рекомендации, облегчающие оценку валентных возможностей различных элементов (таблица 5).

Таблица 5

Поиск по сайту: