Περιεχόμενο
Η αλατότητα είναι ένα μέτρο της αντιδραστικότητας ενός ατόμου ή μορίου. Μπορείτε να αντλήσετε το σθένος πολλών στοιχείων εξετάζοντας τις θέσεις τους στον περιοδικό πίνακα, αλλά αυτό δεν ισχύει για όλους τους. Είναι επίσης δυνατό να υπολογίσει το σθένος ενός ατόμου ή ενός μορίου, σημειώνοντας πώς συνδυάζεται με άλλα άτομα ή μόρια με γνωστά σθένη.
Ο κανόνας του Οκτέτ
Όταν καθορίζετε το σθένος ενός ατόμου ή ενός μορίου (ένα για το οποίο δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα για να καθορίσετε το σθένος), οι χημικοί χρησιμοποιούν τον κανόνα των οκτάδων. Σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα, τα άτομα και οι χημικές ουσίες συνδυάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγουν οκτώ ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος οποιασδήποτε ένωσης που σχηματίζουν. Ένα εξωτερικό κέλυφος με οκτώ ηλεκτρόνια είναι γεμάτο, πράγμα που σημαίνει ότι η ένωση είναι σταθερή.
Όταν ένα άτομο ή ένα μόριο έχει από ένα έως τέσσερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος, έχει θετικό σθένος, δηλαδή δίνει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του. Όταν ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι τέσσερα, πέντε, έξι ή επτά, καθορίζετε το σθένος αφαιρώντας τον αριθμό ηλεκτρονίων από 8. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι ευκολότερο για το άτομο ή το μόριο να δέχεται ηλεκτρόνια για να επιτύχει σταθερότητα. Όλα τα ευγενή αέρια - εκτός από το ήλιο - έχουν οκτώ ηλεκτρόνια στα εξώτατα κελύφη τους και είναι χημικά αδρανή. Το ήλιο είναι μια ειδική περίπτωση - είναι αδρανής, αλλά έχει μόνο δύο ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος.
Ο περιοδικός πίνακας
Οι επιστήμονες έχουν οργανώσει όλα τα στοιχεία που είναι γνωστά σήμερα σε ένα γράφημα που ονομάζεται περιοδικός πίνακας, και σε πολλές περιπτώσεις, μπορείτε να προσδιορίσετε το σθένος εξετάζοντας το γράφημα. Για παράδειγμα, όλα τα μέταλλα στη στήλη 1, συμπεριλαμβανομένου του υδρογόνου και του λιθίου, έχουν ένα σθένος +1, ενώ όλα αυτά στη στήλη 17, συμπεριλαμβανομένου του φθορίου και του χλωρίου, έχουν ένα σθένος -1. Τα ευγενή αέρια στη στήλη 18 έχουν σθένος 0 και είναι αδρανή.
Δεν μπορείτε να βρείτε το σθένος του χαλκού, του χρυσού ή του σιδήρου χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο επειδή έχουν πολλαπλά ενεργά κοχύλια ηλεκτρονίων. Αυτό ισχύει για όλα τα μεταβατικά μέταλλα στις στήλες 3 έως 10, τα βαρύτερα στοιχεία στις στήλες 11 έως 14, τις λανθανίδες (στοιχεία 57-71) και τα ακτινίδια (στοιχεία 89-103).
Προσδιορισμός της Valenlency από τους χημικούς τύπους
Μπορείτε να προσδιορίσετε το σθένος ενός μεταβατικού στοιχείου ή μιας ρίζας σε μια συγκεκριμένη ένωση σημειώνοντας πώς συνδυάζεται με στοιχεία με γνωστό σθένος. Αυτή η στρατηγική βασίζεται στον κανόνα των οκτάδων, ο οποίος μας λέει ότι τα στοιχεία και οι ρίζες συνδυάζονται έτσι ώστε να παράγουν ένα σταθερό εξωτερικό κέλυφος οκτώ ηλεκτρονίων.
Ως απλές απεικονίσεις αυτής της στρατηγικής, σημειώστε ότι το νάτριο (Na), με ένα σθένος +1, συνδυάζεται εύκολα με το χλωρίδιο (Cl), το οποίο έχει ένα σθένος -1, σχηματίζοντας χλωριούχο νάτριο (NaCl) ή επιτραπέζιο αλάτι. Αυτό είναι ένα παράδειγμα μιας ιοντικής αντίδρασης στην οποία ένα ηλεκτρόνιο είναι δωρεές από ένα άτομο και είναι αποδεκτό από το άλλο. Ωστόσο, χρειάζονται δύο άτομα νατρίου για να συνδυαστούν ιοντικά με θείο (S) για να σχηματίσουν θειούχο νάτριο (Na2S), ένα έντονα αλκαλικοποιητικό άλας που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χαρτοπολτού. Επειδή χρειάζονται δύο άτομα νατρίου για να σχηματίσουν αυτή την ένωση, το σθένος του θείου πρέπει να είναι -2.
Για να εφαρμοστεί αυτή η στρατηγική σε πιο περίπλοκα μόρια, είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε πρώτα ότι τα στοιχεία συνδυάζονται μερικές φορές για να σχηματίσουν αντιδρώσες ρίζες που δεν έχουν ακόμη επιτύχει ένα σταθερό εξωτερικό κέλυφος οκτώ ηλεκτρονίων. Ένα παράδειγμα είναι η θειική ρίζα (SO4). Αυτό είναι ένα τετραεδρικό μόριο στο οποίο το άτομο θείου μοιράζεται τα ηλεκτρόνια με τέσσερα άτομα οξυγόνου σε αυτό που ονομάζεται ομοιοπολικός δεσμός. Σε μια τέτοια ένωση, δεν μπορείτε να αντλήσετε το σθένος των ατόμων στη ρίζα εξετάζοντας τον τύπο. Μπορείτε, ωστόσο, να καθορίσετε το σθένος της ρίζας από τις ιονικές ενώσεις που σχηματίζει. Για παράδειγμα, η θειική ρίζα συνδυάζεται ιοντικά με υδρογόνο για να σχηματίσει θειικό οξύ (Η2ΕΤΣΙ4). Αυτό το μόριο περιέχει δύο άτομα υδρογόνου, το καθένα με ένα γνωστό σθένος +1, έτσι στην περίπτωση αυτή, το σθένος της ρίζας είναι -2.
Αφού καθορίσετε το σθένος της ρίζας, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να υπολογίσετε το σθένος άλλων στοιχείων και μορίων με τα οποία συνδυάζεται. Για παράδειγμα, ο σίδηρος (Fe) είναι μεταβατικό μέταλλο που μπορεί να παρουσιάζει πολλαπλές σθένες. Όταν συνδυάζεται με τη θειική ρίζα για το σχηματισμό θειικού σιδήρου, το FeSO4, το σθένος του πρέπει να είναι +2, επειδή το σθένος της θειικής ρίζας, όπως προσδιορίζεται από τον δεσμό που σχηματίζει με το υδρογόνο, είναι -2.