Valentsus on antud elemendi aatomi võime moodustada teatud arv keemilisi sidemeid.
Piltlikult öeldes on valentsus "käte" arv, millega aatom klammerdub teiste aatomite külge. Loomulikult pole aatomitel "käsi"; nende rolli täidavad nn. valentselektronid.
Võite seda öelda erinevalt: Valents on antud elemendi aatomi võime siduda teatud arvu teisi aatomeid.
Järgmisi põhimõtteid tuleb selgelt mõista:
On püsiva valentsiga elemente (mida on suhteliselt vähe) ja muutuva valentsiga elemente (millest suurem osa on).
Pideva valentsiga elemente tuleb meeles pidada:
Ülejäänud elementidel võib olla erinev valents.
Elemendi kõrgeim valents langeb enamikul juhtudel kokku selle rühma numbriga, milles element asub.
Näiteks mangaan on VII rühmas (külg-alarühm), Mn kõrgeim valents on seitse. Räni asub IV rühmas (peamine alarühm), selle kõrgeim valents on neli.
Siiski tuleb meeles pidada, et kõrgeim valentsus ei ole alati ainus võimalik. Näiteks kloori kõrgeim valents on seitse (veendu selles!), kuid teada on ühendeid, milles sellel elemendil on valentsid VI, V, IV, III, II, I.
Oluline on meeles pidada mõnda erandid: fluori maksimaalne (ja ainus) valents on I (ja mitte VII), hapnik - II (ja mitte VI), lämmastik - IV (lämmastiku võime näidata valentsi V on populaarne müüt, mida leidub isegi mõnes koolis õpikud).
Valents ja oksüdatsiooniaste ei ole identsed mõisted.
Need mõisted on üsna lähedased, kuid neid ei tohiks segi ajada! Oksüdatsiooniastmel on märk (+ või -), valentsil mitte; elemendi oksüdatsiooniaste aines võib olla null, valents on null ainult siis, kui tegemist on isoleeritud aatomiga; oksüdatsiooniastme arvväärtus EI TOHI kattuda valentsiga. Näiteks lämmastiku valents N 2-s on III ja oksüdatsiooniaste = 0. Süsiniku valents sipelghappes on = IV ja oksüdatsiooniaste = +2.
Kui kahendühendi ühe elemendi valents on teada, saab leida ka teise elemendi valentsi.
Seda tehakse väga lihtsalt. Pidage meeles formaalset reeglit: molekuli esimese elemendi aatomite arvu ja selle valentsi korrutis peab olema võrdne teise elemendi sarnase korrutisega.
Ühendis A x B y: valents (A) x = valents (B) y
Näide 1. Leidke ühendi NH 3 kõigi elementide valentsid.
Lahendus. Me teame vesiniku valentsi - see on konstantne ja võrdne I-ga. Korrutame valentsi H vesinikuaatomite arvuga ammoniaagi molekulis: 1 3 = 3. Seega lämmastiku puhul korrutis 1 (aatomite arv) N) X-ga (lämmastiku valents) peaks samuti olema võrdne 3-ga. Ilmselgelt X = 3. Vastus: N(III), H(I).
Näide 2. Leia kõigi Cl 2 O 5 molekuli elementide valentsid.
Lahendus. Hapniku valents on konstantne (II), selle oksiidi molekul sisaldab viit hapnikuaatomit ja kahte klooriaatomit. Olgu kloori valents = X. Loome võrrandi: 5 2 = 2 X. Ilmselgelt X = 5. Vastus: Cl(V), O(II).
Näide 3. Leidke kloori valents SCl 2 molekulis, kui on teada, et väävli valents on II.
Lahendus. Kui ülesande autorid poleks meile väävli valentsi öelnud, oleks seda olnud võimatu lahendada. Nii S kui ka Cl on muutuva valentsiga elemendid. Täiendavat infot arvesse võttes konstrueeritakse lahendus näidete 1 ja 2 skeemi järgi. Vastus: Cl(I).
Teades kahe elemendi valentsi, saate luua kahendühendi valemi.
Näidetes 1–3 määrasime valentsi valemi abil; nüüd proovime teha vastupidist protseduuri.
Näide 4. Kirjutage kaltsiumi ja vesiniku ühendi valem.
Lahendus. Kaltsiumi ja vesiniku valentsid on teada – vastavalt II ja I. Olgu soovitud ühendi valem Ca x H y. Koostame taas tuntud võrrandi: 2 x = 1 y. Selle võrrandi ühe lahendusena võime võtta x = 1, y = 2. Vastus: CaH 2.
"Miks täpselt CaH 2? - küsite. - Variatsioonid Ca 2 H 4 ja Ca 4 H 8 ja isegi Ca 10 H 20 ei ole ju meie reegliga vastuolus!"
Vastus on lihtne: võtke x ja y minimaalsed võimalikud väärtused. Antud näites on need minimaalsed (loomulikud!) väärtused täpselt 1 ja 2.
"Niisiis, sellised ühendid nagu N 2 O 4 või C 6 H 6 on võimatud?" küsite. "Kas need valemid tuleks asendada NO 2 ja CH-ga?"
Ei, need on võimalikud. Pealegi on N 2 O 4 ja NO 2 täiesti erinevad ained. Kuid valem CH ei vasta üldse ühelegi reaalsele stabiilsele ainele (erinevalt C 6 H 6-st).
Vaatamata kõigele öeldule saate enamikul juhtudel järgida reeglit: võtke väikseimad indeksi väärtused.
Näide 5. Kirjutage väävli ja fluori ühendi valem, kui on teada, et väävli valents on kuus.
Lahendus. Olgu ühendi valem S x F y . Väävli valents on antud (VI), fluori valents on konstantne (I). Sõnastame võrrandi uuesti: 6 x = 1 y. On lihtne mõista, et muutujate väikseimad võimalikud väärtused on 1 ja 6. Vastus: SF 6.
Siin on tegelikult kõik peamised punktid.
Nüüd kontrolli ennast! Soovitan teil lühidalt läbida test teemal "Valence".
Valents– elementide võime kinnitada enda külge teisi elemente.
Lihtsamalt öeldes on see arv, mis näitab, kui palju elemente teatud aatom suudab enda külge kinnituda.
Keemia põhipunkt on ühendite valemite õige kirjutamine.
On mitmeid reegleid, mis muudavad valemite õige koostamise lihtsamaks.
- Peamiste alarühmade kõigi metallide valents on võrdne rühma numbriga:
Joonisel on näide I rühma põhi- ja teisese alarühma kohta.
2. Hapniku valents on kaks
3. Vesiniku valents on üks
4. Mittemetallidel on kahte tüüpi valents:
- Madalaim (8. rühm)
- Kõrgeim (võrdne rühmanumbriga)
A) Metallidega ühendites on mittemetallidel madalam valentsus!
B) Binaarsetes ühendites on ühte tüüpi aatomite valentside summa võrdne teist tüüpi aatomi valentside summaga!
Alumiiniumi valents on kolm (alumiinium on III rühma metall). Hapniku valents on kaks. Kahe alumiiniumi aatomi valentsisumma on 6. Kolme hapnikuaatomi valentsisumma on samuti 6.
1) Määrake elementide valentsid ühendites:
Alumiiniumi valents on III. Valemis 1 on aatom => koguvalentsus samuti 3. Seetõttu on kõigi klooriaatomite valents samuti 3 (binaarsete ühendite reegel). 3:3=1. Kloori valents on 1.
Hapniku valents on 2. Ühendis on 3 hapnikuaatomit => summaarne valents on 6. Kahe aatomi koguvalents on 6 => ühe raua aatomi puhul - 3 (6:2 = 3)
2) Koostage valemid ühendi jaoks, mis koosneb:
naatrium ja hapnik
Hapniku valents on II.
Naatrium on põhialarühma esimese rühma metall => selle valents on I.
Üks olulisi teemasid kooli uurimisel on valentsikursus. Seda arutatakse artiklis.
Valents - mis see on?
Valents tähendab keemias ühe keemilise elemendi aatomite omadust siduda endaga teise elemendi aatomeid. Ladina keelest tõlgituna - tugevus. Seda väljendatakse numbrites. Näiteks vesiniku valents on alati võrdne ühega. Kui me võtame vee valemi - H2O, siis saab seda esitada kujul H - O - H. Üks hapnikuaatom suutis kaks vesinikuaatomit enda külge siduda. See tähendab, et hapniku poolt tekitatud sidemete arv on kaks. Ja selle elemendi valents on võrdne kahega.
Vesinik on omakorda kahevalentne. Selle aatomit saab ühendada ainult ühe keemilise elemendi aatomiga. Sel juhul hapnikuga. Täpsemalt, aatomid moodustavad sõltuvalt elemendi valentsusest elektronide paare. Kui palju selliseid paare moodustatakse - see on valents. Numbrilist väärtust nimetatakse indeksiks. Hapniku indeks on 2.
Kuidas määrata keemiliste elementide valentsi Dmitri Mendelejevi tabeli abil
Vaadates elementide perioodilist tabelit, märkate vertikaalseid ridu. Neid nimetatakse elementide rühmadeks. Valents oleneb ka grupist. Esimese rühma elementidel on esimene valents. Teine - teine. Kolmas - kolmas. Ja nii edasi.
Samuti on püsiva valentsusindeksiga elemente. Näiteks vesinik, halogeenrühm, hõbe ja nii edasi. Neid tuleb kindlasti õppida.
Kuidas määrata keemiliste elementide valentsi valemite abil?
Mõnikord on perioodilisustabelist raske valentsi määrata. Seejärel peate vaatama konkreetset keemilist valemit. Võtame FeO oksiidi. Siin on raua, nagu hapniku, valentsusindeks kaks. Kuid Fe2O3 oksiidi puhul on see erinev. Rauast saab raud.
Peate alati meeles pidama erinevaid valentsi määramise viise ja ärge unustage neid. Teadke selle konstantseid arvväärtusi. Millistel elementidel need on? Ja loomulikult kasutage keemiliste elementide tabelit. Ja uurige ka üksikuid keemilisi valemeid. Parem on esitada need skemaatiliselt: näiteks H – O – H. Siis on ühendused nähtavad. Ja sidekriipsude (kriipsude) arv on valentsi arvväärtus.
Keemiatundides olete juba tutvunud keemiliste elementide valentsuse mõistega. Oleme kogunud kogu selle teema kohta kasuliku teabe ühte kohta. Kasutage seda riigieksamiks ja ühtseks riigieksamiks valmistumisel.
Valents- ja keemiline analüüs
Valents– keemiliste elementide aatomite võime siseneda keemilistesse ühenditesse teiste elementide aatomitega. Teisisõnu, see on aatomi võime moodustada teatud arv keemilisi sidemeid teiste aatomitega.
Ladina keelest tõlgitakse sõna "valentsus" kui "jõud, võime". Väga õige nimi, eks?
Mõiste "valents" on keemias üks põhimõisteid. See võeti kasutusele juba enne, kui teadlased teadsid aatomi struktuuri (aastal 1853). Seetõttu muutus aatomi struktuuri uurides selles mõningaid muutusi.
Seega on elektroonika teooria seisukohast valents otseselt seotud elemendi aatomi väliste elektronide arvuga. See tähendab, et "valentsus" viitab elektronpaaride arvule, mis aatomil on teiste aatomitega.
Seda teades suutsid teadlased kirjeldada keemilise sideme olemust. See seisneb selles, et aine aatomite paar jagab valentselektronide paari.
Võite küsida, kuidas suutsid 19. sajandi keemikud kirjeldada valentsi isegi siis, kui nad uskusid, et pole olemas aatomist väiksemaid osakesi? See ei tähenda, et see nii lihtne oleks – nad toetusid keemilisele analüüsile.
Keemilise analüüsi abil määrasid mineviku teadlased keemilise ühendi koostise: kui palju erinevate elementide aatomeid on kõnealuse aine molekulis. Selleks oli vaja kindlaks teha, milline on iga elemendi täpne mass puhta (ilma lisanditeta) aine proovis.
Tõsi, see meetod ei ole ilma puudusteta. Kuna elemendi valentsi saab sel viisil määrata ainult selle lihtsas kombinatsioonis alati ühevalentse vesinikuga (hüdriid) või alati kahevalentse hapnikuga (oksiid). Näiteks lämmastiku valents NH3-s on III, kuna üks vesinikuaatom on seotud kolme lämmastikuaatomiga. Ja süsiniku valents metaanis (CH 4) on sama põhimõtte kohaselt IV.
See valentsuse määramise meetod sobib ainult lihtsate ainete jaoks. Kuid hapetes saame sel viisil määrata ainult selliste ühendite valentsi, nagu happelised jäägid, kuid mitte kõigi elementide (välja arvatud vesiniku teadaolev valents) valentsi eraldi.
Nagu olete juba märganud, tähistatakse valentsi rooma numbritega.
Valents ja happed
Kuna vesiniku valents jääb muutumatuks ja on teile hästi teada, saate happejäägi valentsi hõlpsalt määrata. Näiteks H 2 SO 3-s on SO 3 valents I, HСlO 3 puhul on СlO 3 valents I.
Samamoodi, kui happejäägi valents on teada, on lihtne üles kirjutada happe õige valem: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.
Valents ja valemid
Valentsuse mõiste on mõttekas ainult molekulaarse olemusega ainete puhul ega sobi kuigi hästi keemiliste sidemete kirjeldamiseks klastri, ioonse, kristallilise loomuga jne ühendites.
Ainete molekulaarvalemite indeksid peegeldavad neid moodustavate elementide aatomite arvu. Elementide valentsi teadmine aitab indekseid õigesti paigutada. Samamoodi saate molekulaarset valemit ja indekseid vaadates öelda koostisosade valentsid.
Teete selliseid ülesandeid koolis keemiatundides. Näiteks kui teil on aine keemiline valem, milles ühe elemendi valents on teada, saate hõlpsasti määrata teise elemendi valentsi.
Selleks peate lihtsalt meeles pidama, et molekulaarse olemusega aines on mõlema elemendi valentside arv võrdne. Seetõttu kasutage teile tundmatu elemendi valentsi määramiseks vähimat ühiskordset (mis vastab ühendi jaoks vajalike vabade valentside arvule).
Et see oleks selge, võtame raudoksiidi Fe 2 O 3 valemi. Siin osalevad keemilise sideme moodustumisel kaks raua aatomit valentsiga III ja 3 hapnikuaatomit valentsiga II. Nende vähim ühiskordne on 6.
- Näide: teil on valemid Mn 2 O 7. Teate hapniku valentsi, on lihtne arvutada, et vähim ühiskordne on 14, seega Mn valents on VII.
Sarnasel viisil saate teha vastupidist: kirjutage üles aine õige keemiline valem, teades selle elementide valentsi.
- Näide: fosforoksiidi valemi õigeks kirjutamiseks võtame arvesse hapniku (II) ja fosfori (V) valentsi. See tähendab, et P ja O vähim ühiskordaja on 10. Seetõttu on valem järgmine: P 2 O 5.
Teades hästi elementide omadusi, mis neil erinevates ühendites esinevad, on võimalik määrata nende valents isegi selliste ühendite ilmnemise järgi.
Näiteks: vaskoksiidid on punase (Cu 2 O) ja musta (CuO) värvusega. Vaskhüdroksiidid on värvitud kollaseks (CuOH) ja siniseks (Cu(OH) 2).
Et muuta ainete kovalentsed sidemed teile visuaalsemaks ja arusaadavamaks, kirjutage nende struktuurivalemid. Elementide vahelised jooned tähistavad sidemeid (valentsi), mis tekivad nende aatomite vahel:
Valentsi omadused
Tänapäeval põhineb elementide valentsuse määramine teadmistel nende aatomite väliste elektrooniliste kestade struktuurist.
Valentsus võib olla:
- konstant (peamiste alarühmade metallid);
- muutuv (mittemetallid ja sekundaarsete rühmade metallid):
- kõrgem valents;
- madalam valents.
Erinevates keemilistes ühendites jääb konstantseks järgmine:
- vesiniku, naatriumi, kaaliumi, fluori valents (I);
- hapniku, magneesiumi, kaltsiumi, tsingi valentsus (II);
- alumiiniumi valents (III).
Kuid raua ja vase, broomi ja kloori, aga ka paljude teiste elementide valents muutub, kui nad moodustavad erinevaid keemilisi ühendeid.
Valents ja elektronide teooria
Elektroonikateooria raames määratakse aatomi valents paaritute elektronide arvu järgi, mis osalevad elektronpaaride moodustamisel teiste aatomite elektronidega.
Keemiliste sidemete moodustumisel osalevad ainult elektronid, mis asuvad aatomi väliskihis. Seetõttu on keemilise elemendi maksimaalne valents elektronide arv selle aatomi välises elektronkihis.
Valentsuse mõiste on tihedalt seotud perioodilise seadusega, mille avastas D. I. Mendelejev. Kui vaatate tähelepanelikult perioodilisustabelit, võite kergesti märgata: elemendi asukoht perioodilisuse süsteemis ja selle valents on lahutamatult seotud. Samasse rühma kuuluvate elementide kõrgeim valents vastab rühma järjekorranumbrile perioodilisustabelis.
Väikseima valentsi saate teada, kui lahutate perioodilisuse tabeli rühmade arvust (neid on kaheksa) teid huvitava elemendi rühmanumbri.
Näiteks paljude metallide valents langeb kokku perioodiliste elementide tabelis olevate rühmade arvuga, kuhu nad kuuluvad.
Keemiliste elementide valentsitabel
|
Seerianumber chem. element (aatomnumber) |
Nimi |
Keemiline sümbol |
Valents |
| 1 | Vesinik Heelium Liitium Berüllium Süsinik Lämmastik / lämmastik Hapnik Fluor Neoon / neoon Naatrium/naatrium Magneesium / Magneesium Alumiiniumist Räni Fosfor / Fosfor Väävel/väävel Kloor Argoon / Argoon Kaalium/kaalium Kaltsium Scandium / Scandium Titaan Vanaadium Chrome / Chromium Mangaan / mangaan Raud Koobalt Nikkel Vask Tsink Gallium Germaanium Arseen/Arseen Seleen Broom Krüpton / Krüpton Rubiidium / Rubiidium Strontsium / Strontsium Ütrium / ütrium Tsirkoonium / tsirkoonium Nioobium / nioobium Molübdeen Tehneetsium / tehneetsium Ruteenium / Ruteenium Roodium Pallaadium Hõbedane Kaadmium Indium Tina / Tina Antimon / Antimon Telluur / Telluur Jood / Jood Ksenoon / Xenon Tseesium Baarium / baarium Lantaan / Lantaan Tseerium Praseodüüm / Praseodüüm Neodüüm / neodüüm Promeetium / Promeetium Samaarium / Samarium euroopium Gadoliinium / Gadoliinium Terbium / Terbium Düsproosium / Düsproosium Holmium Erbium Tulium Ütterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantaal / tantaal Volfram / volfram Reenium / Reenium Osmium / osmium Iriidium / Iriidium Plaatina Kuldne elavhõbe Taalium / tallium Juht / Plii Vismut Poloonium Astatiin Radoon / Radoon Francium Raadium Aktiinium Toorium Proaktiinium / Protaktiinium Uraan / uraan |
H | I (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) Andmed puuduvad Andmed puuduvad (II), III, IV, (V), VI |
Need valentsid, mida neid omavad elemendid harva näitavad, on toodud sulgudes.
Valents ja oksüdatsiooniaste
Seega, rääkides oksüdatsiooniastmest, mõeldakse seda, et ioonse (mis on oluline) olemusega aines oleval aatomil on teatud kokkuleppeline laeng. Ja kui valents on neutraalne omadus, võib oksüdatsiooniaste olla negatiivne, positiivne või võrdne nulliga.
Huvitav on see, et sama elemendi aatomi puhul võivad sõltuvalt elementidest, millega see keemilise ühendi moodustada, valents ja oksüdatsiooniaste olla samad (H 2 O, CH 4 jne) või erinevad (H 2 O 2, HNO3).
Järeldus
Süvendades oma teadmisi aatomite ehitusest, õpid valentsi kohta sügavamalt ja üksikasjalikumalt. See keemiliste elementide kirjeldus ei ole ammendav. Kuid sellel on suur praktiline tähendus. Nagu olete ise korduvalt näinud, oma tundides probleeme lahendades ja keemilisi katseid tehes.
Selle artikli eesmärk on aidata teil oma teadmisi valentsi kohta korrastada. Ja tuletage meelde, kuidas seda saab määrata ja kus valentsi kasutatakse.
Loodame, et see materjal on teile kasulik kodutööde ettevalmistamisel ning testideks ja eksamiteks valmistumisel.
blog.site, materjali täielikul või osalisel kopeerimisel on vaja linki algallikale.
Raua rolli inimkeha jaoks on raske üle hinnata, sest just see aitab kaasa vere “tekkele”, selle sisaldus mõjutab hemoglobiini ja müoglobiini taset, raud normaliseerib ensüümsüsteemi talitlust. Aga mis on see element keemilisest vaatenurgast? Mis on raua valents? Seda arutatakse selles artiklis.
Natuke ajalugu
Inimkond teadis sellest keemilisest elemendist ja omas isegi sellest valmistatud tooteid juba 4. sajandil eKr. Need olid Vana-Egiptuse ja Sumeri rahvad. Just nemad hakkasid esmakordselt valmistama ehteid ja relvi raua ja nikli sulamist, mis leiti arheoloogiliste väljakaevamiste käigus ja mida keemikud hoolikalt uurisid.
Veidi hiljem õppisid Aasiasse kolinud aaria hõimud eraldama maagist tahket rauda. See oli tollastele inimestele nii väärtuslik, et tooted olid kullaga kaetud!
Raua omadused
Raud (Fe) on oma sisalduse poolest maakoore sügavustes neljandal kohal. See on 4. perioodi rühmas 7 ja elementide perioodilises keemilises tabelis on see number 26. Raua valents sõltub otseselt selle asukohast tabelis. Aga sellest pikemalt hiljem.
See metall on looduses kõige levinum maagi kujul, mida leidub mineraalina vees ja ka mitmesugustes ühendites.
Suurim kogus rauavarusid maagi kujul asub Venemaal, Austraalias, Ukrainas, Brasiilias, USA-s, Indias ja Kanadas.
Füüsikalised omadused
Enne raua valentsuse juurde asumist on vaja selle füüsikalisi omadusi nii-öelda lähemalt uurida.
See metall on üsna plastiline, kuid on võimeline teiste elementidega (näiteks süsinikuga) suhtlemisel kõvadust suurendama. Sellel on ka magnetilised omadused.
Niiskes keskkonnas võib raud korrodeeruda, see tähendab roosteta. Kuigi absoluutselt puhas metall on niiskuse suhtes vastupidavam, tekitavad need lisandeid sisaldades korrosiooni.
Raud suhtleb hästi happelise keskkonnaga ja võib isegi moodustada raudhappe sooli (eeldusel, et on olemas tugev oksüdeeriv aine).
Õhus kattub see kiiresti oksiidkilega, mis kaitseb seda vastastikmõjude eest.
Keemilised omadused
Sellel elemendil on ka mitmeid keemilisi omadusi. Raual, nagu ka ülejäänud perioodilisustabeli elementidel, on aatomituumas laeng, mis vastab aatomnumbrile +26. Ja tuuma läheduses pöörleb 26 elektroni.
Üldiselt, kui arvestada raua omadusi - keemilist elementi, siis on see madala aktiivvõimega metall.
Suheldes nõrgemate oksüdeerivate ainetega, moodustab raud ühendeid, kus ta on kahevalentne (st oksüdatsiooniaste on +2). Ja kui tugevate oksüdeerivate ainetega, siis raua oksüdatsiooniaste jõuab +3-ni (see tähendab, et selle valents võrdub 3-ga).
Suheldes keemiliste elementidega, mis ei ole metallid, toimib Fe nende suhtes redutseerijana ja selle oksüdatsiooniaste muutub lisaks +2-le ja +3-le isegi +4, +5, +6. Sellistel ühenditel on väga tugevad oksüdeerivad omadused.
Nagu eespool märgitud, kaetakse õhus olev raud oksiidkilega. Ja kuumutamisel reaktsioonikiirus suureneb ja võib tekkida raudoksiid valentsiga 2 (temperatuur alla 570 kraadi Celsiuse järgi) või oksiid valentsiga 3 (temperatuur üle 570 kraadi Celsiuse järgi).
Fe koostoime halogeenidega põhjustab soolade moodustumist. Elemendid fluor ja kloor oksüdeerivad selle +3-ni. Broom on kuni +2 või +3 (kõik sõltub keemilise muundamise tingimustest rauaga suhtlemisel).
Joodiga suhtlemisel oksüdeeritakse element +2-ni.
Raua ja väävli kuumutamisel saadakse raudsulfiid valentsiga 2.
Kui raud sulatatakse ja kombineeritakse süsiniku, fosfori, räni, boori, lämmastikuga, saadakse ühendeid, mida nimetatakse sulamiteks.
Raud on metall, seega suhtleb see ka hapetega (sellest oli ka eespool põgusalt juttu). Näiteks kõrge kontsentratsiooniga väävel- ja lämmastikhape ei mõjuta rauda madala temperatuuriga keskkonnas. Kuid niipea, kui see tõuseb, toimub reaktsioon, mille tulemusena raud oksüdeerub +3-ni.
Mida kõrgem on happe kontsentratsioon, seda kõrgem on temperatuur.
Kuumutades kahevalentset rauda vees, saame selle oksiidi ja vesiniku.
Fe-l on ka võime soolade vesilahustest välja tõrjuda metalle, mille aktiivsus on vähenenud. Samal ajal oksüdeeritakse see +2-ni.
Temperatuuri tõustes redutseerib raud metallid oksiididest.
Mis on valents
Juba eelmises lõigus puututi vähe kokku valentsi mõistega, aga ka oksüdatsiooniastmega. On aeg kaaluda raua valentsi.
Kuid kõigepealt peate mõistma, milline keemiliste elementide omadus see on.
Kemikaalide koostis on peaaegu alati konstantne. Näiteks vee H2O valemis on 1 hapnikuaatom ja 2 vesinikuaatomit. Sama kehtib ka teiste ühenditega, mis sisaldavad kahte keemilist elementi, millest üks on vesinik: keemilise elemendi 1 aatomile võib lisada 1-4 vesinikuaatomit. Aga mitte vastupidi! Seetõttu on selge, et vesinik seob enda külge vaid 1 aatomi teist ainet. Ja just seda nähtust nimetatakse valentsiks – keemilise elemendi aatomite võimeks siduda teatud arv teiste elementide aatomeid.
Valentsi väärtus ja graafiline valem
Perioodilises tabelis on konstantse valentsiga elemente - need on hapnik ja vesinik.
Ja on keemilisi elemente, milles see muutub. Näiteks raud on sageli 2- ja 3-valentne, väävel on 2, 4, 6, süsinik on 2 ja 4. Need on muutuva valentsiga elemendid.
Teades ühendi ühe elemendi valentsust, saate määrata ka teise elemendi valentsi.
Raua valents
Nagu märgitud, on raud muutuva valentsiga element. Ja see võib kõikuda mitte ainult näitajate 2 ja 3 vahel, vaid ulatuda ka 4, 5 ja isegi 6-ni.
Muidugi uurib ta täpsemalt raua valentsi Vaatleme lühidalt seda mehhanismi kõige lihtsamate osakeste tasemel.
Raud on d-element, mis sisaldab veel 31 perioodilisuse tabeli elementi (need on perioodid 4-7). Seerianumbri suurenemisega muutuvad d-elementide omadused veidi. Aeglaselt suureneb ka nende ainete aatomiraadius. Neil on muutuv valents, mis sõltub sellest, et välimine d-elektroni alamtase on puudulik.
Seetõttu pole valentselektronid raua puhul mitte ainult väliskihis paiknevad c-elektronid, vaid ka väliskihi paarimata 3D-elektronid. Ja selle tulemusena võib Fe valents keemilistes ühendites olla võrdne 2, 3, 4, 5, 6. Põhimõtteliselt on see võrdne 2 ja 3 - need on teiste ainetega stabiilsemad. Vähem stabiilsetes on selle valents 4, 5, 6. Kuid sellised ühendid on vähem levinud.
Kahevalentne raud
Kui 2-valentne raud reageerib veega, saadakse raudoksiid (2). See ühend on musta värvi. See interakteerub üsna kergesti vesinikkloriid- (madala kontsentratsiooniga) ja lämmastikhapetega (kõrge kontsentratsiooniga).
Kui selline 2-valentse raua oksiid reageerib kas vesinikuga (temperatuur 350 kraadi Celsiuse järgi) või süsinikuga (koks) 1000 kraadi juures, siis taastatakse see puhtasse olekusse.
Kahevalentne raudoksiid ekstraheeritakse järgmistel meetoditel:
- 3-valentse raua oksiidi ühendamise kaudu süsinikmonooksiidiga;
- puhta Fe kuumutamisel madala hapnikurõhuga;
- raudoksalaadi lagundamisel vaakumkeskkonnas;
- kui puhas raud interakteerub oma oksiididega, on temperatuur 900-1000 kraadi Celsiuse järgi.
Mis puutub looduskeskkonda, siis kahevalentne raudoksiid esineb mineraali wustiidi kujul.
Samuti on võimalus määrata raua valentsi lahuses - sel juhul on selle indikaator 2. Reaktsioone on vaja läbi viia punase soola (kaaliumheksatsüanoferraat) ja leelisega. Esimesel juhul saadakse tumesinine sade - kahevalentse raua komplekssool. Teises - tumehalli-rohelise sademe saamisel - raudhüdroksiid, samuti 2-valentse, samas kui 3-valentsel raudhüdroksiidil on lahuses tumepruun värvus.
Raudraud
Kolmevalentne raudoksiid on pulbrilise struktuuriga, mille värvus on punakaspruun. Sellel on ka nimed: raudoksiid, punane pigment, toiduvärv, krookus.
Looduses esineb see aine mineraali - hematiidi kujul.
Sellise raua oksiid ei suhtle enam veega. Kuid see kombineerib hapete ja leelistega.
Raudoksiidi (3) kasutatakse ehituses kasutatavate materjalide värvimiseks:
- tellised;
- tsement;
- keraamilised tooted;
- betoon;
- sillutusplaadid;
- põrandakatted (linoleum).
Raud inimkehas
Nagu artikli alguses märgitud, on aine raud inimkeha oluline komponent.
Kui sellest elemendist ei piisa, võivad tekkida järgmised tagajärjed:
- suurenenud väsimus ja külmatundlikkus;
- kuiv nahk;
- aju aktiivsuse vähenemine;
- küüneplaadi tugevuse halvenemine;
- pearinglus;
- seedeprobleemid;
- hallid juuksed ja juuste väljalangemine.
Raud koguneb reeglina põrnas ja maksas, samuti neerudes ja kõhunäärmes.
Inimese toit peaks sisaldama rauda sisaldavaid toite:
- veise maks;
- tatrapuder;
- maapähkel;
- pistaatsiapähklid;
- konserveeritud rohelised herned;
- kuivatatud porcini seened;
- kanamunad;
- spinat;
- koerapuu;
- õunad;
- pirnid;
- virsikud;
- peet;
- mereannid.
Rauapuudus veres põhjustab hemoglobiinisisalduse langust ja sellise haiguse, nagu rauavaegusaneemia, arengut.