確定化學成分的化合價

在十九世紀，原子和分子結構的知識水平不允許我們解釋原子與其他顆粒形成一定數量的鍵的原因。 但是，科學家的思想超過了時間，價格仍然被研究為化學的基本原理之一。

從“化學元素化合價”概念的歷史來看，

19世紀英國著名的化學家愛德華·弗蘭克蘭德（Edward Frankland）將“連接”一詞引入到科學用途中，以描述原子之間的相互作用。 科學家注意到一些化學元素形成具有相同數量的其他原子的化合物。 例如，氮向氨分子中加入三個氫原子。

1852年5月，Frankland假設有一定數量的化學鍵，原子可以與其他微小的物質形成。 弗蘭克蘭德用“連接力”這個短語描述了以後被稱為價格的東西。 英國化學家建立了在十九世紀中期已知的各種元素的原子形成了多少化學鍵。 Frankland的工作已經成為現代結構化學的重要貢獻。

發展觀點

德國化學家F.A. 凱庫勒在1857年證明了碳是一個四基地。 在最簡單的連接 - 甲烷 - 有4個氫原子的連接。 科學家所用的術語“鹼度”用於識別元素的屬性以附加嚴格限定數量的其他粒子。 在俄羅斯，關於 物質結構的 數據由AM Butlerov（1861）系統化。 化學鍵合理論的進一步發展是由於元素性質的周期性變化的理論。 其作者是另一位傑出的 俄羅斯化學家 DI門德列夫。 他證明化合物和其他性質中的化學元素的價態是由於它們在周期系統中佔據的位置。

化學鍵和化學鍵的圖形表示

分子可視化的可能性是價鍵理論的無疑的優點之一。 第一款機型出現在十九世紀六十年代，自1864年以來，已經使用了 結構式， 代表了內部有化學標誌的圓圈。 在原子符號之間，破折號表示 化學鍵， 並且這些線的數量等於化合價值。 同年，第一支球桿型號生產（見左圖）。 1866年，Kekule提出了四面體形式的碳原子的立體化學繪圖，他在他的教科書“有機化學”中列出。

化學元素的價格和連接的出現由G. Lewis研究，他在 電子發現 後在1923年出版了他的作品 。 稱為負電荷的微粒，它們是原子殼的一部分。 在他的書中，劉易斯在化學元素的符號的四面附近應用點來代表價電子。

氫氣和氧氣的價值

在創建 週期系統 之前，將化合物中的化學元素 的 化合價與已知的那些原子進行比較。 作為標準，選擇氫氣和氧氣。 另一種化學元素吸引或替換了一定數量的H和O原子。

以這種方式，在具有一價氫的化合物中測定性質（第二元素的價態由羅馬數字表示）：

• HCl - 氯（I）：
• H ₂ O - 氧（II）;
• NH ₃ - 氮（III）;
• CH ₄ - 碳（IV）。

在氧化物K ₂ O，CO，N ₂ O ₃ ，SiO ₂ ，SO _3中 ，測定金屬和非金屬的氧價，使加入的O原子數加倍，得到以下數值：K（I），C（II），N（III） ，Si（IV），S（VI）。

如何確定化學成分的化合價

形成涉及普通電子對的化學鍵有規律性：

• 典型的氫價是I.
• 通常的氧價是II。
• 對於非金屬元素，低價可以由公式8確定 - 它們在周期表中的數量。 如果可能，較高者由組號決定。
• 對於子組的元素，最大可能化合價與週期表中其組的數量相同。

通過化合物的化學式測定化學元素的化合價，使用以下算法進行：

1. 在化學標誌之上寫下一個元素的已知值。 例如，在Mn ₂ O _7中，氧價為II。
2. 計算總價值，為此，必須將價數乘以分子中相同化學元素的原子數：2 * 7 = 14。
3. 確定其未知的第二個元素的化合價。 將第2部分獲得的值除以分子中Mn原子數。
4. 14：2 = 7.錳在其較高氧化物中的化合價是VII。

恆定和可變價

氫和氧的值是不同的。 例如，化合物H ₂ S中的硫是二價的，而在式（SO ₃ ）中是六價的。 碳形式與氧氣一氧化碳和二氧化碳。 在第一種化合物中，C的化合價為II，在第二種情況下為IV。 甲烷CH _4中相同的值。

大多數元素顯示不是常數，而是可變價，例如磷，氮，硫。 尋找這種現象的主要原因導致了化學鍵合理論的出現，關於電子的價態殼，分子軌道的思想。 根據原子和分子的結構對相同性質的不同值的存在進行了解釋。

價格的現代概念

所有原子由帶負電荷的電子包圍的正核組成。 它們形成的外殼未完成。 完成的結構是最穩定的，它包含8個電子（八位字節）。 由於普通電子對引起的化學鍵的出現導致能量的原子狀態良好。

形成化合物的規則是通過採取電子或發出不成對的方式來完成殼，這取決於哪個過程更容易通過。 如果一個原子提供負極粒子來形成一個沒有一對的化學鍵，那麼它就形成與不成對電子一樣多的鍵。 根據現代概念，化學元素原子的化合價是形成一定數量共價鍵的能力。 例如，在硫化氫H ₂ S分子中，硫獲得化合價II（ - ），因為每個原子都參與形成兩個電子對。 符號“ - ”表示電子對對較多電負性元素的吸引力。 在價電子值較小的情況下，加“+”。

使用供體 - 受體機制，一個元素的電子對和另一個元素的自由價軌道參與該過程。

化合價對原子結構的依賴性

例如考慮碳和氧，化學元素的價態如何取決於物質的結構。 門德列耶夫的表給出了碳原子的主要特徵的想法：

• 化學符號 - C;
• 元素數為6;
• 核的電荷為+6;
• 核中的質子 - 6;
• 電子6，包括4個外部的，2個形成一對，2個不成對的。

如果一氧化碳中的碳原子形成兩個鍵，則只有6個負極粒子進入其使用。 為了獲得一個八位字節，這個對必須形成4個外部的負面粒子。 碳在二氧化物中具有IV（+）的價態，在甲烷中具有IV（ - ）的化合價。

氧的序數為8，價電子殼由六個電子組成，其中2個不形成一對並參與化學鍵合和與其他原子的相互作用。 典型的氧價為II（ - ）。

價值和氧化態

在很多情況下，使用術語“氧化態”更為方便。 這是原子的電荷的名稱，如果所有結合電子已經傳遞到具有較高電負性（EO）值的元素，它將獲得。 簡單物質中的氧化數為零。 對於氧化程度大於EO元素的符號加上“ - ”，電負性較小 - “+”。 例如，對於主要亞組的金屬，氧化度和離子電荷等於具有符號“+”的組的數量。 在大多數情況下，同一化合物中原子的價態和氧化程度在數值上是相同的。 只有當與更多的電負性原子相互作用時，氧化反應的程度為EO，EO為較低的元素為負。 “價態”的概念通常只適用於分子結構的物質。