Վալենտականություն

The printable version is no longer supported and may have rendering errors. Please update your browser bookmarks and please use the default browser print function instead.

Վալենտականություն (լատին․՝ valēns «ուժ ունեցող»), քիմիական տարրերի հիմնարար հատկություններից, որը պայմանավորված է տարրի էլեկտրոնային կառուցվածքով՝ վալենտային Էլեկտրոնների թվով։ Տեսության հեղինակը Էդուարդ Ֆրանկլենդն է։ Վալենտային են համարվում s և p տարրերի դեպքում՝ նախավերջին մակարդակի d էլեկտրոնները։ Օրինակ՝ ֆոսֆոր՝ P, և կալցիում՝ Ca, տարրերի դեպքում վալենտային են համապատասխանաբար 3s² 3p³ և 4s² էլեկտրոնները։ Տիտան d տարրի էլեկտրոնային բանաձևից և կառուցվածքային գծապատկերից հետևում է, որ վալենտային էլեկտրոնները են 4s² և գերօկտետային երկու էլեկտրոնը՝ 3d²։

Վալենտականության հայտնաբերման պատմությունը

Վալենտականության ժամանակակից սահմանումը, ըստ ատոմի կառուվածքի տեսության, հետևյալն է։

Վալենտականությունը քիմիական տարրի` որոշակի թվով ընդհանրացվող էլեկտրոնային զույգեր առաջացնելու հատկությունն է։ Այլ կերպ` վալենտականությունը քիմիական տարրի առաջացրած կովալենտային կապերի թիվն է։

Այս սահմանումը սկսել է օգատործվել 1884 թվականից (գերմ.՝ Valenz)^[1]։ 1884 թվականին Վիլյամ Հինգսը հրապարակել է աշխատանք, որում ասվում էր հավանական կապի գոյության մասին ամենափոքր մասնիկների միջև^[2]։ Սահմանումից կարելի է հետևություն անել. մի բան է որոշակի թվով վալենտային էլեկտրոններ ունենանլը, մի այլ բան՝ թե դրանցից որքանը կարող են առաջացնել ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգեր։ Վերևում ներկայացված է P, Ca և Ti տարրերի դեպքում, իհարկե, առավելագույն վալենտականությունները հավասար են հենց վալենտային էլեկտրոնների թվին, այսինքն համապատասխանաբար՝ 5, 2 և 4։ Այլ է ազոտ(N) տարրի պարագան, որի առավելագույն վալենտականությունը 4 է, այն դեպքում, երբ ազոտն արտաքին թաղանթում, ինչպես և ֆոսֆորը, ունի 5 էլեկտրոն։

Ուրեմն ի՞նչ պայմաններ են անհրաժեշտ, որ տվյալ տարրը ցուցաբերի այս կամ այն վալենտականությունը։ Իհարկե, առաջին հերթին՝ չզույգված էլեկտրոնների առկայությունը, դոնորակցեպտորային եղանակով կովալենտային կապ առաջանում է այն ժամանակ, երբ մի տարրը կարող է տրամադրել 1 զույգ էլեկտրոն, իսկ մյուսը՝ իր ազատ օրբիտալը։
₂₂Ti1s² 1s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²
Ներկայացնենք Be, C, N, P և Fe տարրերի էլեկտրոնաբջջային սխեմաները և դրանցից բխող՝ նշված տարրերի վալենտականությունները։

Բերիլիում

Բերիլիումը (Be)` ատոմի հիմնական վիճակն է, որը հեշտությամբ կարող է անցնել գրգռված վիճակի։ Նույնիսկ այն էներգիան, որն անջատվում է իր մասնակցությամբ ընթացող ռեակցիաներում, բավարար է, որ մեկ էլեկտրոն անցնի 2p ենթամակարդակ (տոմի գրգռված վիճակ)։ Այսպիսով` բեիլումն ունենում է երկու չզույգված էլեկտրոն՝ Be՝ հետևաբար՝ Վ=2։

Ածխածին

Ածխածնի(C)` ատոմն գրգռված վիճակում ունի 4 կենտ էլեկտրոն, առաջացնում է 4 կապ, այսինքն` Վ=4։

Ազոտ

Ազոտի (N) ատոմում (երկրորդ մակարդակում) չկա ազատ օրբիտալ, չկա գրգռման հնարավորություն, և, հետևաբար՝ 3 չզույգված էլեկտրոնի միջոցով, և այսպիսով՝ ազոտի առավելագույն վալենտականությունը կարող է լինել՝ Վ=4։ Այլ է օքսդացման աստիճանի խնդիրը, ազոտը գոյացող չորս կապի միջոցով տրամադրում է իր բոլոր հինգ էլեկտրոնները, և հետևաբար՝ օքսիդացման աստիճանն կարող է լինել +5։ Իրենից ավելի պակաս է էլեկտրաբացասական տարրերի հետ (ջրածին, մետաղներ), ընդունում է 3 էլեկտրոն և ցուցաբերում -3 օքսիդացման աստիճան։

Ֆոսֆոր

Ֆոսֆորի (P) ատոմի հիմնական վիճակի էլեկտրոնաբջջային սխեմայից՝ երևում է, որ ատոմն ունի 3 չզույգված էլեկտրոն 3s→3d անցման հնարավորություն։ Ունենալով 5 չզույգված էլեկտրոն՝ կարող է առաջացնել նաև 5 կապ։ Այսպիսով՝ ֆոսֆորին բնորոշ են 3 և 5 վալենտականությունները։ Իսկ օքսիդացման աստիճանը հավասար է -3, +3 և +5։

Երկաթ

Երկաթ (Fe) d տարրի էլեկտրոնաբջջային սխեմաից հետևում է, որ երկաթի շնորհիվ 4s→4p անցման, արտաքին թաղանթում կարող է ունենալ երկու չզույգված էլեկտրոն, հետևաբար՝ Վ=2, օքսիդացման աստիճանը հավասար է +2։ Երկաթը 3d ենթամակարդակից հեշտությամբ տրամադրում է 1 էլեկտրոն և հանդես բերում՝ Վ=3, օքսիդացման աստիճանը հավասար է +3։

Վալենտականության էությունը

Վալենտականության էությունը տարրերում արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով.

V={\frac {M}{E}}

V-Վալենտականության էություն

M-Մոլային զանգված(գ/մոլ)

E-Համարժեք զանգված(գ/մոլ)

Ծանոթագրություններ

↑ Valence — Online Etymology Dictionary.
↑ Partington, J.R. (1989). A Short History of Chemistry. Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65977-1.

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Վալենտականություն» հոդվածին։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 2, էջ 55)։

[1] Valence — Online Etymology Dictionary.

[Partington-2] Partington, J.R. (1989). A Short History of Chemistry. Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65977-1.

[1]

[2]