ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Фосфорнамира се в третия период на V групата на основната (А) подгрупа на Периодичната система.

Фосфорът образува няколко алотропни промени: бял, червен и черен фосфор.

В чиста форма белият фосфор е напълно безцветен и прозрачен; технически бял фосфор има жълтеникав цвят и прилича на восък. Плътност 1,83 g / cm 3. На студено белият фосфор е крехък, но при температури над 15 o C става мек и лесно се реже с нож. Във въздуха се окислява лесно, в резултат на което свети в тъмното. Той има молекулярна кристална решетка, в чиито възли има тетраедрични P 4 молекули. Отровен.

Червеният фосфор се състои от няколко форми, които са полимерни вещества, чийто състав не е напълно изяснен. Окислява се бавно във въздуха, не свети на тъмно и е нетоксичен. Плътност 2,0-2,4 g / cm 3. Сублимира при нагряване. Когато парата на червения фосфор се охлади, се получава бял фосфор.

Черният фосфор се образува от белия фосфор чрез нагряване под високо налягане при 200-220 o C. Изглежда като графит, мазен на допир. Плътност - 2,7 g / cm 3. Полупроводник.

Валентността на фосфора в съединенията

Фосфорът е петнадесетият елемент в D.I. Менделеев. Той е в трети период във VA групата. Ядрото на фосфорния атом съдържа 15 протона и 16 неутрона (масовото число е 31). В атома на фосфора има три енергийни нива, на които има 15 електрона (фиг. 1).

Ориз. 1. Структурата на фосфорния атом.

Електронната формула на фосфорния атом в основно състояние е, както следва:

1с 2 2с 2 2стр 6 3с 2 3стр 3 .

И енергийната диаграма (тя е конструирана само за електрони на външното енергийно ниво, които по друг начин се наричат ​​валентност):

Наличието на три несдвоени електрона показва, че фосфорът е способен да проявява валентност III (P III 2 O 3, Ca 3 P III 2, P III H 3 и др.).

Тъй като в третия енергиен слой освен поднивата 3s и 3p има и 3d подниво, наличието на възбудено състояние е характерно за фосфорния атом: двойка електрони от 3s поднивото се разделя и един от тях заема свободната орбитала на 3d подниво.

Наличието на пет несдвоени електрона показва, че валентността V е характерна и за фосфора (P V 2 O 5, H 3 P V O 4, P V Cl 5 и др.).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

В уроците по химия вече се запознахте с концепцията за валентността на химичните елементи. Събрахме на едно място цялата полезна информация по този въпрос. Използвайте го, когато се подготвяте за GIA и USE.

Валентност и химичен анализ

Валентност- способността на атомите на химичните елементи да влизат в химични съединения с атоми на други елементи. С други думи, това е способността на атома да образува определен брой химични връзки с други атоми.

От латински думата "валентност" се превежда като "сила, способност". Много правилно име, нали?

Понятието "валентност" е едно от основните понятия в химията. Той е въведен още преди учените да знаят структурата на атома (в далечната 1853 г.). Следователно, в хода на изучаването на структурата на атома, той претърпя някои промени.

Така че, от гледна точка на електронната теория, валентността е пряко свързана с броя на външните електрони на атома на елемента. Това означава, че под "валентност" се разбира броят на електронните двойки, чрез които един атом е свързан с други атоми.

Знаейки това, учените успяха да опишат естеството на химическата връзка. Тя се състои във факта, че двойка атоми на вещество споделя двойка валентни електрони.

Може да попитате как химиците от 19-ти век са били в състояние да опишат валентността, дори когато са вярвали, че няма по-фини частици от атом? Това не означава, че е било толкова лесно – разчитаха на химичен анализ.

С помощта на химичен анализ учените от миналото определят състава на химичното съединение: колко атома от различни елементи се съдържат в една молекула на въпросното вещество. За да направите това, беше необходимо да се определи каква е точната маса на всеки елемент в проба от чисто (без примеси) вещество.

Вярно е, че този метод не е без недостатъци. Защото по този начин е възможно да се определи валентността на елемент само в простата му комбинация с винаги едновалентен водород (хидрид) или винаги двувалентен кислород (оксид). Например, валентността на азота в NH 3 е III, тъй като един водороден атом е свързан с три азотни атома. А валентността на въглерода в метана (CH 4), според същия принцип, е IV.

Този метод за определяне на валентността е подходящ само за прости вещества. Но в киселините по този начин можем да определим само валентността на съединения като киселинни остатъци, но не всички елементи (с изключение на известната валентност на водорода) поотделно.

Както вече забелязахте, валентността се обозначава с римски цифри.

Валентност и киселини

Тъй като валентността на водорода остава непроменена и ви е добре известна, можете лесно да определите валентността на киселинния остатък. Така, например, в H 2 SO 3 валентността на SO 3 е I, в HClO 3 валентността на ClO 3 е I.

По същия начин, ако е известна валентността на киселинния остатък, лесно е да се запише правилната киселинна формула: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Валентност и формули

Концепцията за валентност има смисъл само за вещества с молекулярна природа и не е много подходяща за описване на химични връзки в съединения от клъстерна, йонна, кристална природа и т.н.

Индексите в молекулярните формули на веществата отразяват броя на атомите на елементите, които съставляват техния състав. Познаването на валентността на елементите помага за правилното подреждане на индексите. По същия начин, като погледнете молекулярната формула и индексите, можете да назовете валентностите на съставните елементи.

Тези задачи изпълнявате в уроците по химия в училище. Например, имайки химичната формула на вещество, в което е известна валентността на един от елементите, може лесно да се определи валентността на друг елемент.

За да направите това, просто трябва да запомните, че в вещество с молекулярна природа броят на валентностите на двата елемента е равен. Следователно, използвайте най-малкото общо кратно (което съответства на броя на свободните валентности, необходими за присъединяване), за да определите неизвестната валентност на елемент.

За да стане ясно, нека вземем формулата за железен оксид Fe 2 O 3. Тук два железни атома с валентност III и 3 кислородни атома с валентност II участват в образуването на химична връзка. Най-малкото общо кратно за тях е 6.

• Пример: имате формули Mn 2 O 7. Знаете валентността на кислорода, лесно е да се изчисли, че най-малкото общо кратно е 14, откъдето валентността на Mn е VII.

Можете да направите същото и обратното: запишете правилната химична формула на веществото, като знаете валентностите на съставните му елементи.

• Пример: за да напишем правилно формулата на фосфорния оксид, вземаме предвид валентността на кислорода (II) и фосфора (V). Следователно най-малкото общо кратно за P и O е 10. Следователно формулата има следния вид: P 2 O 5.

Познавайки добре свойствата на елементите, които те проявяват в различни съединения, може да се определи тяхната валентност дори по появата на такива съединения.

Например: медните оксиди са червени (Cu 2 O) и черни (CuO). Медните хидроксиди са оцветени в жълто (CuOH) и синьо (Cu (OH) 2).

И за да направите ковалентните връзки в веществата по-визуални и разбираеми за вас, напишете техните структурни формули. Тиретата между елементите изобразяват връзките (валентности), възникващи между техните атоми:

Валентни характеристики

Днес определянето на валентността на елементите се основава на знания за структурата на външните електронни обвивки на техните атоми.

Валентността може да бъде:

• постоянни (метали от основните подгрупи);
• променлива (неметали и метали от странични групи):
• най-висока валентност;
• най-ниска валентност.

Той остава постоянен в различни химични съединения:

• валентност на водород, натрий, калий, флуор (I);
• валентност на кислород, магнезий, калций, цинк (II);
• валентност на алуминия (III).

Но валентността на желязото и медта, брома и хлора, както и на много други елементи, се променя, когато образуват различни химични съединения.

Валентност и електронна теория

В рамките на електронната теория валентността на атома се определя въз основа на броя на несдвоените електрони, които участват в образуването на електронни двойки с електроните на други атоми.

В образуването на химични връзки участват само електрони, разположени върху външната обвивка на атома. Следователно максималната валентност на химичен елемент е броят на електроните във външната електронна обвивка на неговия атом.

Концепцията за валентност е тясно свързана с периодичния закон, открит от Д.И.Менделеев. Ако се вгледате внимателно в периодичната таблица, лесно можете да забележите, че позицията на елемент в периодичната система и неговата валентност са неразривно свързани. Най-високата валентност на елементите, които принадлежат към една и съща група, съответства на поредния номер на групата в периодичната система.

Най-ниската валентност ще разберете, когато извадите номера на групата на елемента, който ви интересува от броя на групите в периодичната таблица (има осем от тях).

Например, валентността на много метали съвпада с номерата на групите в таблицата на периодичните елементи, към които принадлежат.

Таблица на валентност на химичните елементи

Сериен номер хим. елемент (атомен номер)	име	Химически символ	Валентност
1	Водород / Водород Хелий / Хелий Литий / литий Берилий / Берилий Въглерод / Въглерод Азот / Азот Кислород / Кислород Флуор / Флуор Неон / Неон Натрий / Натрий Магнезий / Магнезий Алуминий / Алуминий Силиций / Силиций Фосфор Сяра / Сяра Хлор / Хлор Аргон / Аргон калий Калций / Калций Скандий / Скандий Титан / Титан Ванадий / Ванадий Хром / Хром Манган / Манган Желязо / Желязо Кобалт / Кобалт Никел / Никел Мед / Мед Цинк / Цинк Галий / Галий Германий / Германий Арсен / Арсен Селен / Селен Бром / Бром Криптон / Криптон Рубидий / Рубидий Стронций / Стронций Итрий / Итрий Цирконий / Цирконий Ниобий / Ниобий Молибден / Molybdenum технеций Рутений / Рутений Родий / Родий Паладий / Паладий Сребро / Сребро Кадмий / Кадмий Индий / Индий Калай / Тин Антимон / Антимон Телур / Telurium Йод / Йод Ксенон / Ксенон Цезий / Цезий Барий / Барий Lanthanum / Lanthanum Церий / Церий Празеодим Неодим / Неодим Прометий / Прометий Самарий Европий / Европий Гадолиний / Гадолиний Тербий / Тербий Диспрозий / Диспрозий Холмий / Холмий Ербий / Ербий Тулий / Тулий Итербий / Итербий лутеций Хафний / Хафний Тантал / Тантал Волфрам / Волфрам Рений / Рений Осмий / Осмий Иридий / Иридий Платина / Платина Злато / злато Меркурий / Меркурий Талий / Талий Олово / Олово Бисмут / Бисмут Полоний / Полоний Астат / Астат Радон / Радон Francium / Francium Радий / Радий Актиний / Актиний Торий / Торий Проактиний / Протактиний Уран / Уран	Х	аз (I), II, III, IV, V I, (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) I, (III), (IV), V (II), (III), IV (II), III, (IV), V (II), III, (IV), (V), VI (II), III, IV, (VI), (VII), VIII (II), (III), IV, (VI) I, (III), (IV), V, VII (II), (III), (IV), (V), VI (I), II, (III), IV, (V), VI, VII (II), III, IV, VI, VIII (I), (II), III, IV, VI (I), II, (III), IV, VI (II), III, (IV), (V) Няма данни Няма данни (II), III, IV, (V), VI

В скоби са дадени онези валентности, които притежаващите ги елементи рядко показват.

Валентност и степен на окисление

Така че, говорейки за степента на окисление, те означават, че атом в вещество от йонна (което е важно) природа има определен условен заряд. И ако валентността е неутрална характеристика, тогава степента на окисление може да бъде отрицателна, положителна или нулева.

Интересно е, че за атом от един и същ елемент, в зависимост от елементите, с които образува химично съединение, валентността и степента на окисление могат да съвпадат (H 2 O, CH 4 и др.) и да се различават (H 2 O 2, HNO 3).

Заключение

Докато задълбочавате познанията си за структурата на атомите, ще научите повече и за валентността. Тази характеристика на химичните елементи не е изчерпателна. Но има голяма приложна стойност. Това, което самите вие ​​сте виждали повече от веднъж, решаване на проблеми и провеждане на химически експерименти в класната стая.

Тази статия е създадена, за да ви помогне да организирате знанията си за валентността. А също и да напомня как може да се определи и къде се използва валентността.

Надяваме се, че този материал ще ви бъде полезен, когато изготвяте домашни задачи и се подготвяте за тестове и изпити.

сайт, с пълно или частично копиране на материала е необходима връзка към източника.

Статии Снимки Таблици За сайта Руски

Фосфорна валентност

Фосфорът P (Is 2s 2 / f 3s 3p) е аналогичен на азота по отношение на броя на валентните електрони. Въпреки това, като елемент от 3-ти период, той се различава значително от азота - елемент от 2-ри период. Тази разлика се състои във факта, че фосфорът има по-голям размер на атома, по-ниска йонизираща енергия, по-висок електронен афинитет и по-висока атомна поляризуемост от азота. Максималният координационен номер на фосфора е шест. Що се отнася до другите елементи от 3-тия период, рl - рl-свързването за фосфорния атом не е типично и следователно, за разлика от азота, sp- и sp-хибридните състояния на фосфорните орбитали са нестабилни. Фосфорът в съединенията проявява степен на окисление от -3 до +5. Най-типичното ниво на окисление е +5.

Нека съставим формулата за съединението, което се състои от и. фосфор (валентност V) и кислород (валентност II).

В кои съединения фосфорът има максимална валентност?

Какви са валентните възможности на фосфора Как се различава в това отношение от своя аналог - азот

Електронната структура на фосфорния атом съответства на формулата 1bP 5 25 2p Z3 Zr. Във фосфора валентните електрони са на третото (външно) енергийно ниво, на което освен 5- и трите р-орбитали има пет свободни орбитали.

Според друга гледна точка разликата в свойствата на фосфора и азота се обяснява с наличието на валентни 3-орбитали във фосфорния атом,

Обяснете разликата между първата йонизираща енергия на фосфора, P (1063 kJ mol) и сярата, 8 (1000 kJ mol), въз основа на сравнение на валентните орбитални електронни конфигурации на P и 8 атома.

Но във фосфора, като елемент от 3-ти период, 3-орбиталите също играят ролята на валентни. Следователно, наред с общите свойства в химията на тези типични елементи от група V, се появяват значителни разлики. За фосфор, spr, spr и 5p са възможни видове хибридизация на валентни орбитали. Максималният координационен брой на фосфора е 6. За разлика от азота, фосфорът се характеризира с π-π-свързване поради приемането от свободните 3d (орбитали на електронни двойки на съответните атоми

Стабилното координационно число на фосфора (V) е 4, което съответства на sp-хибридизацията на неговите валентни орбитали. Координационните числа 5 и 6 се появяват по-рядко, в тези случаи sp4 и bp d-хибридните състояния се приписват съответно на фосфорния атом (стр. 415).

Подобно поведение е установено за елементи от група VA, но границата между метали и неметали в тази група е по-ниска. Азотът и фосфорът са неметали, химията на техните ковалентни съединения и възможните окислителни състояния се определят от наличието на пет валентни електрона в конфигурацията. Азотът и фосфорът най-често имат окислителни състояния - 3, -L 3 и +5. Арсен As и антимон Sb-полуметали, образуващи амфотерни оксиди, и само бисмутът има метални свойства. За As и Sb най-важното ниво на окисление е + 3. За Bi то е единственото възможно, с изключение на степените на окисление, проявени при някои изключително специфични условия. Бисмутът не може да загуби всичките пет валентни електрона, енергията, необходима за това, е твърде висока. Въпреки това, той губи три br-електрона, образувайки Bi йона.

Менделеев изпълнява своята дисертация в Германия, в Хайделберг, точно по време на Международния химически конгрес в Карлсруе. Той присъства на конгреса и чу речта на Канизаро, в която той ясно изложи своята гледна точка по проблема с атомното тегло. Връщайки се в Русия, Менделеев започва да изучава списъка с елементи и обръща внимание на честотата на промените във валентността на елементите, подредени във възходящ ред на атомните тегла; валентност на водород 1, литий I, берилий 2, бор 3, въглерод 4, магнезий 2, азот 3, сяра 2, флуор 1, натрий 1, алуминий 3, силиций 4, фосфор 3, k1, хлор 2, хлор I и др.

Фосфорът по броя на валентните електрони (35 3p) е аналогичен на азота

Кислородните атоми се комбинират с поне два различни атома. Калцият, сярата, магнезият и барият се държат по същия начин. Тези елементи имат валентност две; Азот, фосфор, алуминий и злато имат валентност три. Желязото може да има валентност от две или три. По принцип въпросът за валентността се оказа не толкова прост, колкото изглеждаше в началото, но дори тази най-проста версия на тази теория позволи да се направят важни заключения.

При преминаване от литий към флуор G има естествено отслабване на металните свойства и увеличаване на неметалните свойства с едновременно увеличаване на валентността. Преходът от флуор G към следващия елемент натрий Na по отношение на стойността на атомната маса е придружен от рязка промяна в свойствата и валентността, а натрият в много отношения повтаря свойствата на лития, като е типичен едновалентен метал, макар и по-активен. Магнезият до натрия в много отношения е подобен на берилия Be (и двата са двувалентни, проявяват метални свойства, но химическата активност и на двата е по-слабо изразена от тази на двойката N - Na). Алуминият A1, до магнезия, прилича на бор B (валентност 3). Като близки роднини силиций 81 и въглерод С, фосфор Р и азот N, сяра 8 и кислород О, хлор С1 и флуор G. са сходни помежду си.валентност и химични свойства. Калият, подобно на лития и натрия, отваря редица елементи (третият поред), чиито представители показват дълбока аналогия с елементите от първите два реда.

Ефективността на добавката зависи от валентното състояние и позицията на елементите в молекулата на добавката, наличието на функционални групи, тяхната синергия и други фактори. Използването на съединения, съдържащи фосфор, сяра, кислород и азот, като добавки към смазочните масла е тясно свързано с особеността на електронната структура на тези елементи. Тяхното взаимодействие с металната повърхност на частите на двигателя води до модификация на последните (промяна в структурата) и поради образуването на защитни филми, антикорозионни, противоизносни и противоизносни свойства на тези съединения в разтвор масла са осигурени. В допълнение, добавките, съдържащи тези елементи, стабилизират маслото, като разрушават веригата на окисление чрез реакция с пероксидни радикали и разграждане на хидропероксиди.

Халогениране. Най-често използвани катализатори за хлориране са метално желязо, меден оксид, бром, сяра, йод, халогениди на желязото, антимон, калай, арсен, фосфор, алуминий и мед, растителен и животински въглен, активиран боксит и други глини. Повечето от тези катализатори са халогенни носители. И така, Fe, Sb и P в халогенидни съединения могат да съществуват в две валентни състояния в присъствието на свободен хлор, те последователно добавят и освобождават хлор в активна форма. По подобен начин йод, бром и сяра образуват нестабилни съединения с хлора. Бромиращите катализатори са подобни на катализаторите за хлориране. Фосфорът е най-добрият ускорител за йодиране. За извършване на процеса на флуориране не е необходим катализатор. В присъствието на кислород, халогенирането се забавя.

Каталитичното хлориране се основава на използването на хлорен носител, като йод, сяра, фосфор, антимон и други, под формата на съответните хлориди, които се разтварят в хлорирания въглеводород или при хлорирането на газообразни парафинови въглеводороди в разтворител . Използват се само елементи с поне две стойности на валентност. Като хомогенни катализатори могат да се използват и вещества, които генерират радикали като диазо-метап, тетраетил олово и хексафенилетан. Те имат способността да разделят молекулата на хлора на атоми, които незабавно предизвикват верижна реакция.

Когато елемент образува няколко серии от съединения, съответстващи на различни степени на окисление, след името на съединението в скоби се дава индикация или за валентността на катиона (с римски цифри), или за броя на халоген, кислород, сяра или киселинни остатъчни атоми в молекулата на съединението (с думи). Например, железен хлорид (P1), фосфорен хлорид три), манганов оксид (два). В този случай обозначението на валентност обикновено се дава за по-малко характерни валентни състояния. Например, за мед в случай на двувалентно състояние индикацията за валентност се пропуска, докато едновалентната мед се обозначава като йодидна мед (I).

Проводимостта на вещества като силиций и германий може да се увеличи чрез въвеждане на малки количества от определени примеси в тях. Например, въвеждането на примеси от бор или фосфор в силициеви кристали води до ефективно стесняване на междината. Малки количества бор или фосфор (няколко ppm) могат да бъдат включени в структурата на силиция по време на растежа на кристалите. Фосфорният атом има пет валентни електрона и следователно, след като се използват четири от тях -

Фосфорът, арсенът, антимонът и бисмутът образуват стехиометрични съединения, съответстващи на формалната валентност, само с s-елементи и d-елементи от подгрупата на цинка.

Фактът, че багрилото и адсорбентът представляват една квантова система, е очевиден от много факти. Най-очевидният от тях е, че поглъщането на излъчване на която и да е, например, най-малката честота в рамките на абсорбционната лента на даден фосфор причинява излъчване на целия му спектър на излъчване, включително много по-високи честоти от честотите на погълната светлина . Това означава, че квантите на излъчване влизат в обща употреба, а енергията, която е недостатъчна за излъчване на честоти, надвишаващи ниската честота на погълнатата светлина, също идва от общите ресурси на твърдото тяло. Фактът, че въпреки че боята несъмнено е разположена само на повърхността, не допуска други интерпретации, поглъщането на светлината от характерните за нея дълги вълни (за които кристалът, адсорбиращ това багрило, е практически прозрачен) се придружава от образуването на метално сребро в по-голямата част от кристала от сребърен бромид. В този случай, колкото по-дълга е веригата от конюгирани връзки в структурата на молекулата на багрилото, толкова повече чувствителността на сребърния бромид се измества към по-дълги вълни (фиг. 44). Факт е, че електроните на багрилото са във вълново движение и че молекулата на багрилото, свързваща се с кристала чрез валентна връзка, образува едно цяло с него. Кристалът и багрилото образуват единна квантова система. Следователно не е изненадващо, че механизмът на фотолиза е чист

Фосфорът, P, има валентна конфигурация Zx Zp, а сярата, 8, има валентна конфигурация Zx Zp. По този начин P атомът има наполовина запълнена 3p обвивка, докато 8 атомът има допълнителен електрон за сдвояване с един от електроните, които вече присъстват в 3p орбиталите

SN за образуване на ковалентни връзки в кристалната структура на силиция, фосфорът има още един електрон. Когато към кристала се приложи електрическо поле, този електрон може да бъде изместен от фосфорния атом; следователно се казва, че фосфорът е донор на електрони в силициевия кристал. За освобождаването на дарените електрони са необходими само 1,05 kJ mol, тази енергия превръща силициевия кристал с малка примес на фосфор в проводник. Когато борни примеси се въвеждат в силициев кристал, се получава обратното явление. На борния атом липсва един електрон, за да изгради необходимия брой ковалентни връзки в силициев кристал. Следователно за всеки борен атом в силициев кристал има едно свободно място в свързващата орбитала. Към тези празни орбитали, свързани с борни атоми, могат да бъдат възбудени валентни електрони на силиция, което позволява на електроните да се движат свободно около кристала. Такава проводимост възниква в резултат на факта, че електрон от съседен силициев атом скача към свободната орбитала на борния атом. Новообразувано празно място в орбиталата на силициев атом веднага се запълва с електрон от друг силициев атом, следващ го. Възниква каскаден ефект, при който електроните прескачат от един атом към следващия. Физиците предпочитат да опишат това явление като движение на положително заредена дупка в обратна посока. Но независимо от това как се описва това явление, твърдо е установено, че отнема по-малко енергия за активиране на проводимостта на вещество като силиций, ако кристалът съдържа малко количество донор на електрони като фосфор или акцептор на електрони като бор.

Белият фосфор се състои от тетраедрични P4 молекули, схематично показани на фиг. 21.25. Както е отбелязано в Разд. 8.7, h. 1, ъгли на свързване от 60 ", както в молекулата P4, са доста редки в други молекули. Те показват наличието на много опънати връзки, което е в съответствие с високата скорост на реакцията.

Въпреки че фосфорът е електронен аналог на азота, наличието на свободни /-орбитали във валентния електронен слой на атома прави фосфорните съединения за разлика от азотните съединения.

Електронна структура на фосфорорганичните съединения и естеството на химичните връзки, енергии и дължини на връзките на фосфора; ъгли на връзката; образуване на връзки с участието на 3d кълба от итали.

В още по-голяма степен ароматните свойства са присъщи на фосфориновия пръстен. 2,4,6-Triphenylphosphorne не се автоокислява или кватернизира от действието на метилйодид или триетилоксониев борофлуорид. В същото време взаимодействието му с нуклеофилни реагенти - алкилови или арилитиеви съединения, лесно протича в бензол дори при стайна температура. ”В този случай атаката се извършва върху фосфор, чиято валентна обвивка се разширява до децет и резонансно стабилизиран фосфорен анион ( 1). Образуването на анион (I) е доказано с помощта на PMR и UV спектри. Хидролизата на реакционната смес, която има наситен синьо-виолетов цвят, води до 1-алкил (арил) -2,4,6 -три-

Приготвяне на силикатен фосфор. Химичен състав на фосфора, структура на фосфора, валентност Mn. Съществува значителен брой различни методи за получаване на кристални люминофори на силикатна основа. Ще дадем един от тях за пример. Добре пречистен амонячен разтвор на цинков оксид, воден разтвор на манганов нитрат и алкохолен разтвор на силициева киселина (етилсиликат) се изсипват заедно, за да образуват гел. Гелът се суши, смила и калцинира до 1200 ° C в кварцови съдове и след калциниране бързо се охлажда. При ниско съдържание на Mn калцинирането може да се извърши във въздух с голямо съдържание на Mn, за да се избегне неговото окисляване, калцинирането се извършва в атмосфера на въглероден диоксид.

Каталитично окисление на маслени остатъци. Има много опити за ускоряване на процеса на окисление на суровините, подобряване на качеството или придаване на определени свойства на окисления битум с помощта на различни катализатори и инициатори. Предлага се използването на соли на солна киселина и метали с променлива валентност (желязо, мед, калай, титан и др.) като катализатори за редокс реакции. Като катализатори за дехидратация, алкилиране и крекинг (протонен трансфер) са предложени хлориди на алуминий, желязо, калай, фосфорен пентоксид, като инициатори на окисляване, пероксиди. Повечето от тези катализатори инициират реакциите на уплътняване на молекулите на суровината (масла и смоли) в асфалтени, без да обогатяват битума с кислород. Възможностите за ускоряване на процеса на окисление на суровините и подобряване на свойствата на битума (главно в посока увеличаване на проникването при дадена точка на омекване), дадени в многобройната патентна литература, са обобщени в, но тъй като авторите на патенти правят своите предложения без да се разкрива химията на процеса, техните заключения в тази монография не се разглеждат. Изследване на А. Хойберг

В повечето случаи халогенирането се ускорява чрез светлинно облъчване (дължина на вълната 3000-5000 A) или висока температура (със или без катализатор). Като катализатори обикновено се използват халогенидни съединения на метали с две валентни състояния, способни да даряват халогенни атоми по време на прехода от едно валентно състояние в друго - P I5, P I3, Fe lg. Използва се също антимонов хлорид или манганов хлорид, както и неметални катализатори – йод, бром или фосфор.

Литият и натрият имат умерен електронен афинитет. Електронният афинитет на берилия е отрицателен, докато за магнезия е близо до нула. В атомите Be и M валентната x-орбитала е напълно запълнена и прикрепеният електрон трябва да запълни p-орбиталата, разположена по-високо по енергия. Азотът и фосфорът имат малък афинитет към електрон, тъй като прикрепеният електрон трябва да се сдвои в тези атоми с един от електроните в полузапълнените p-орбитали.

Атомите на елементите от третия и следващите периоди често не се подчиняват на правилото на октета. Някои от тях показват невероятна способност да се свързват с повече атоми (тоест да бъдат заобиколени от повече електронни двойки), отколкото правилото на октета предвижда. Например, фосфорът и сярата образуват съответно PF5 и SF съединения. В структурите на Люис на тези съединения всички валентни електрони на тежкия елемент се използват от него за образуване на връзки с други атоми

В тези диаграми пълната стрелка показва позицията на координационната връзка. Донорните елементи (сяра, α-арсен и азот), както и селен, фосфор и други, които се появяват тук, не образуват съединения със свойствата на каталитични отрови, ако са в състояние на най-висока валентност, тъй като в в този случай молекулите нямат двойки свободни електрони. Същото важи и за йоните на тези елементи. Например, сулфитният йон е отрова, докато сулфатният йон не е.

Броят на електроните във външната обвивка определя валентните състояния, характерни за даден елемент, и следователно видовете неговите съединения - хидриди, оксиди, хидроксиди, соли и др. И така, във външните обвивки на фосфор, арсен, антимон и бисмут атоми има същия брой (пет) електрона. Това обуславя сходството на техните основни валентни състояния (-3, -f3, -b5), един и същи тип хидриди ENs, оксиди E2O3 и EaOb, хидроксиди и др. Това обстоятелство в крайна сметка е причина тези елементи да се намират в една и съща подгрупа периодичната система.

По този начин броят на несдвоените електрони във възбудено състояние на берилиевите, борните и въглеродните атоми съответства на действителната валентност на тези елементи. Що се отнася до атомите на азота, кислорода и флуора, тяхното възбуждане не може да доведе до увеличаване на броя на неарните електрони във второто ниво на техните електронни обвивки. Но аналозите на тези елементи - фосфор, сяра и хлор - тъй като на третото ниво техните

Броят на несдвоените електрони в атома на фосфора при възбуждане достига пет, което съответства на неговата действителна максимална бледност. Когато серен атом се възбужда, броят на несдвоените електрони се увеличава до четири и дори до [nesti, а за хлорен атом до три, пет и най-много до седем, което също съответства на действителните стойности на валентността, която проявяват. Те се държат по същия начин, когато се вълнуват Основи на общата химия, том 2 издание 3 (1973) - [

2. ВАЛЕНТНИ ВЪЗМОЖНОСТИ

АТОМИ НА ХИМИЧЕСКИ ЕЛЕМЕНТИ

Структурата на външните енергийни нива на атомите на химичните елементи определя главно свойствата на техните атоми. Тези нива се наричатвалентност. Електроните на външните нива (понякога и на пред-външните) участват в образуването на химични връзки. Такива електрони също се наричатвалентност.

Валентност Това е способността на атомите на химичните елементи да образуват определен брой химични връзки.

Валентните способности на атомите се определят по два начина:

Броят на несдвоените електрони, които участват в образуването на връзка чрез обменния механизъм:

в неподвижно (наземно) състояние;

във възбудено състояние.

Помислете за валентните възможности на въглеродния атом.

Диаграма на структурата на въглеродния атом:
6 C +6) 2 ) 4

Възбудено състояние

Електронна конфигурация

1 с 2 2 с 2 2 стр 2

1 с 2 2 с 1 2 стр 3

Графична формула

Добавете вашите изречения:

Броят на несдвоените електрони на въглероден атом в неподвижно състояние: _____. Това са ____- електрони.

Валентността на въглероден атом в основно състояние е ____.

Броят на несдвоените електрони на въглероден атом във възбудено състояние: _____. Това са ____- електрон и _____- електрони.

Валентността на въглеродния атом във възбудено състояние е ______.

Броят на самотните електронни двойки, способни да участват в образуването на химическа връзка по механизма донор-акцептор.

Помислете за валентните възможности на азотния атом.

Диаграма на структурата на азотния атом:
7 н +7) 2 ) 5

Възбудено състояние

(атомът е получил допълнителна енергия)

Електронна конфигурация

1 с 2 2 с 2 2 стр 3

Това не е типично, тъй като на второ ниво вече няма свободни орбитали и сдвоените електрони не могат да се раздвоят.

Графична формула

Несдвоените електрони участват в образуването на химическа връзка чрез обменния механизъм.

В този случай валентността на азота е III.

Но азотният атом на второто външно ниво има още две двойкис- електрон. Това е самотна електронна двойка.

Самотната двойка електрони участва в образуването на химическа връзка по механизма донор-акцептор.

Тогава валентността се увеличава с още едно и ще бъде равна на IV.

Задачи за задачи:

Упражнение 1.

Определете валентните способности на серните и хлорните атоми в основното и възбудено състояние.

Цели.

• Да се ​​развият представи за валентността като основно свойство на атома, да се разкрият законите, регулиращи промените в радиусите на атомите на химичните елементи в периоди и групи от периодичната система.
• Използвайки интегриран подход, развивайте уменията на учениците за сравняване, контрастиране, намиране на аналогии, прогнозиране на практически резултати въз основа на теоретични разсъждения.
• Чрез създаване на ситуации на успех, преодоляване на психологическата инерция на учениците.
• Развийте въображението, способността за размисъл.

Оборудване:Таблица "Валентност и електронни конфигурации на елементи", мултимедия.

Епиграф.Логиката, отразена в истината и здравия разум, винаги води до целта, до правилния резултат.

Урокът е комбиниран, с елементи на интеграция. Използвани методи на обучение: обяснително-илюстрирани, евристични и проблемни.

Етап I. Показателен и мотивационен

Урокът започва с „настройка” (музикални звуци - симфония № 3 от Дж. Брамс).

учител: Думата "валентност" (от лат. Valentia) възниква в средата на 19 век, в края на втория химико-аналитичен етап в развитието на химията. По това време са открити повече от 60 елемента.

Произходът на понятието "валентност" се съдържа в трудовете на различни учени. Дж. Далтън открива, че веществата са съставени от атоми, комбинирани в определени пропорции. Е. Франкланд всъщност въвежда концепцията за валентност като свързваща сила. Ф. Кекуле идентифицира валентността с химическа връзка. А. М. Бутлеров обърна внимание на факта, че валентността е свързана с реактивността на атомите. DI. Менделеев създава периодична система от химични елементи, в която най-високата валентност на атомите съвпада с номера на групата елементи в системата. Той също така въведе концепцията за „променлива валентност“.

Въпрос. Какво е валентност?

Прочетете определенията, взети от различни източници (учителят показва слайдове чрез мултимедия):

„Валентност на химичен елемент- способността на неговите атоми да се комбинират с други атоми в определени пропорции.

„Валенс- способността на атомите на един елемент да прикрепят определен брой атоми на друг елемент.

„Валенс- свойство на атомите, влизащи в химични съединения, дават или получават определен брой електрони (електровалентност) или комбинират електрони, за да образуват общи електронни двойки за два атома (ковалентност)“.

Коя дефиниция за валентност според вас е по-съвършена и къде виждате недостатъците на другите? (Групова дискусия.)

Валентността и валентните способности са важни характеристики на химичния елемент. Те се определят от структурата на атомите и се променят периодично с увеличаване на ядрените заряди.

учител. Така заключаваме, че:

Какво според вас означава терминът „валентна възможност“?

Учениците дават своето мнение. Те помнят значението на думите "възможност", "възможно", изясняват значението на тези думи в обяснителния речник на С. И. Ожегов:

„Възможност- средство, условие, необходимо за осъществяване на нещо ”;

"Възможен- такова, което може да се случи, осъществимо, допустимо, допустимо, възможно."

(учителят показва следващия слайд)

След това учителят го обобщава.

учител. Валентните възможности на атомите са допустимите валентности на даден елемент, целият диапазон на техните стойности в различни съединения.

II етап. Оперативен и изпълнителен

Работа с таблицата "Валентност и електронни конфигурации на елементи".

учител. Тъй като валентността на атома зависи от броя на несдвоените електрони, е полезно да се разгледат структурите на атомите във възбудени състояния, като се вземат предвид възможностите за валентност. Нека запишем формулите за електронна дифракция за разпределението на електроните по орбитали във въглероден атом. С тяхна помощ ние определяме какъв валентен въглерод C проявява в съединенията. Звездичка (*) обозначава атом във възбудено състояние:

По този начин въглеродът проявява валентност IV поради сдвояването
2s 2 - електрони и прехода на един от тях към свободна орбитала... (Вакантно - вакантно, вакантно (S. I. Ozhegov))

Защо валентност C-II и IV, и H-I, He-O, Be - II, B - III, P -V?

Сравнете формулите за електронна дифракция на елементите (схема № 1) и установете причината за различните валентности.

Групова работа:

учител. И така, от какво зависят валентността и валентните способности на атомите? Нека разгледаме тези две концепции във връзка (диаграма № 2).

Консумацията на енергия (E) за преминаване на атом във възбудено състояние се компенсира от енергията, освободена при образуването на химическа връзка.

Каква е разликата между атом в основно (неподвижно) състояние и атом във възбудено състояние (схема 3)?

учител ... Могат ли следните валентности да са за елементите: Li-III, O-IV, Ne-II?

Обяснете отговора си, като използвате електронните и електронографските формули на тези елементи (схема № 4).

Групова работа.

Отговор. Не, тъй като в този случай консумацията на енергия за движението на електрона

(1s -> 2p или 2p -> 3s) са толкова големи, че не могат да бъдат компенсирани от енергията, освободена по време на образуването на химическа връзка.

учител. Има и друг вид валентна възможност на атомите - наличието на самотни електронни двойки (образуването на ковалентна връзка от донорно-акцепторния механизъм):

III етап. Оценъчно-рефлективно

Резултатите се сумират, характеризира се работата на учениците в урока (връщане към епиграфа на урока). След това се обобщава резюме - отношението на децата към урока, учебния предмет, учителя.

1. Какво не ви хареса в урока?

2. Какво ти хареса?

3. Какви въпроси останаха неясни за вас?

4. Оценка на работата на учителя и на собствената ви работа? (разумен).

Домашна работа(по учебника на О.С. Габриелян, Химия-10; профилно ниво, параграф № 4, упражнение 4)