Что такое валентность, как она связана с положением элемента в таблице и как определить её для составления химических формул.
Валентность — это способность атома образовывать определённое число химических связей с другими атомами, то есть число связей, которыми данный атом соединён в молекуле. Валентность выражают целыми числами и обозначают римскими цифрами. Простейший ориентир — валентность водорода принимают за I, кислорода за II. Тогда в воде H₂O кислород двухвалентен (связан с двумя атомами водорода), в аммиаке NH₃ азот трёхвалентен, в метане CH₄ углерод четырёхвалентен. Валентность связана со строением атома: её определяют электроны, способные участвовать в образовании связей (валентные электроны), прежде всего неспаренные.
По таблице Менделеева валентность оценивают так. Для многих элементов главных подгрупп высшая валентность равна номеру группы. Например, сера в VI группе проявляет высшую валентность VI (в SO₃ и H₂SO₄), фосфор в V группе — V (в P₂O₅), углерод в IV группе — IV. У неметаллов есть и низшая валентность в соединениях с водородом, равная 8 минус номер группы: у серы это 8−6=2 (H₂S), у хлора 8−7=1 (HCl). Различают постоянную и переменную валентность. Постоянную валентность имеют, например, водород (I), кислород (II), щелочные металлы (I), щёлочноземельные (II), алюминий (III) — их удобно запомнить. Переменную валентность проявляют многие элементы, особенно переходные металлы: железо бывает II и III, медь — I и II, сера — II, IV и VI. Зная валентности элементов, можно составлять химические формулы: число атомов подбирают так, чтобы суммарная валентность одного элемента равнялась суммарной валентности другого (метод «крест-накрест»). Валентность не следует путать со степенью окисления: валентность — это число связей (всегда положительное целое), а степень окисления — условный заряд атома, который может быть и отрицательным, и нулевым. Часто их числовые значения совпадают, но не всегда. О степени окисления читайте в отдельном гайде, а проверить состав вещества поможет калькулятор массовой доли.
Это число химических связей, которые атом образует с другими атомами. Например, в воде H₂O кислород соединён с двумя атомами водорода, значит его валентность равна двум (II).
Высшая валентность элемента главной подгруппы обычно равна номеру группы (сера в VI группе — VI). Низшая валентность неметалла в соединении с водородом равна 8 минус номер группы (у хлора VII группы это 1).
Валентность — число связей, всегда положительное целое. Степень окисления — условный заряд атома, может быть отрицательным, нулевым или положительным. Их значения часто, но не всегда совпадают.
Например, водород (I), кислород (II), щелочные металлы (I), щёлочноземельные и цинк (II), алюминий (III). Их валентность удобно запомнить — она помогает составлять формулы.
Когда элемент в разных соединениях проявляет разную валентность. Так, железо бывает II и III, медь — I и II, сера — II, IV и VI. Это характерно для многих переходных металлов и неметаллов.