Valence ya chuma na hali ya oxidation. Ensaiklopidia kubwa ya mafuta na gesi

Valency ni uwezo wa atomi ya kipengele fulani kuunda idadi fulani ya vifungo vya kemikali.

Kwa njia ya mfano, valency ni nambari ya "mikono" ambayo atomi hushikamana na atomi zingine. Kwa kawaida, atomi hazina "mikono" yoyote; jukumu lao linachezwa na wanaoitwa. elektroni za valence.

Unaweza kusema tofauti: Valence ni uwezo wa atomi ya kipengele fulani kuambatisha idadi fulani ya atomi nyingine.

Kanuni zifuatazo lazima zieleweke wazi:

Kuna vipengele vilivyo na valence ya mara kwa mara (ambayo kuna wachache) na vipengele vilivyo na valence ya kutofautiana (ambayo wengi wao ni).

Vipengele vilivyo na ustadi wa kila wakati lazima vikumbukwe:

Vipengele vilivyobaki vinaweza kuonyesha sifa tofauti.

Valence ya juu zaidi ya kipengele katika hali nyingi inalingana na idadi ya kikundi ambamo kipengele kinapatikana.

Kwa mfano, manganese iko katika kikundi VII (kikundi kidogo cha pembeni), valence ya juu zaidi ya Mn ni saba. Silicon iko katika kikundi IV (kikundi kikuu), valency yake ya juu ni nne.

Ikumbukwe, hata hivyo, kwamba valence ya juu zaidi sio pekee inayowezekana kila wakati. Kwa mfano, valence ya juu ya klorini ni saba (hakikisha hili!), Lakini misombo ambayo kipengele hiki kinaonyesha valences VI, V, IV, III, II, mimi hujulikana.

Ni muhimu kukumbuka chache isipokuwa: kiwango cha juu (na pekee) cha valence ya florini ni mimi (na sio VII), oksijeni - II (na sio VI), nitrojeni - IV (uwezo wa nitrojeni kuonyesha valency V ni hadithi maarufu ambayo hupatikana hata katika shule fulani. vitabu vya kiada).

Valency na hali ya oxidation sio dhana zinazofanana.

Dhana hizi ziko karibu kabisa, lakini hazipaswi kuchanganyikiwa! Hali ya oxidation ina ishara (+ au -), valence haina; hali ya oxidation ya kipengele katika dutu inaweza kuwa sifuri, valency ni sifuri tu ikiwa tunashughulika na atomi iliyotengwa; thamani ya nambari ya hali ya oxidation HAIWEZI sanjari na valence. Kwa mfano, valency ya nitrojeni katika N 2 ni III, na hali ya oxidation = 0. Valence ya kaboni katika asidi ya fomu ni = IV, na hali ya oxidation = +2.

Ikiwa valence ya moja ya vipengele katika kiwanja cha binary inajulikana, valency ya nyingine inaweza kupatikana.

Hii inafanywa kwa urahisi sana. Kumbuka kanuni rasmi: bidhaa ya idadi ya atomi ya kipengele cha kwanza katika molekuli na valency yake lazima iwe sawa na bidhaa sawa kwa kipengele cha pili.

Katika kiwanja A x B y: valence (A) x = valency (B) y

Mfano 1. Pata thamani za vipengele vyote kwenye kiwanja NH 3.

Suluhisho. Tunajua valence ya hidrojeni - ni mara kwa mara na sawa na I. Tunazidisha valency H kwa idadi ya atomi za hidrojeni katika molekuli ya amonia: 1 3 = 3. Kwa hiyo, kwa nitrojeni, bidhaa ya 1 (idadi ya atomi). N) kwa X (valence ya nitrojeni) inapaswa pia kuwa sawa na 3. Ni wazi, X = 3. Jibu: N (III), H (I).

Mfano 2. Pata valensi za vitu vyote kwenye molekuli ya Cl 2 O 5.

Suluhisho. Oksijeni ina valency ya mara kwa mara (II); molekuli ya oksidi hii ina atomi tano za oksijeni na atomi mbili za klorini. Hebu valence ya klorini = X. Hebu tuunda equation: 5 2 = 2 X. Ni wazi, X = 5. Jibu: Cl (V), O (II).

Mfano 3. Tafuta valence ya klorini katika molekuli ya SCl 2 ikiwa inajulikana kuwa valency ya sulfuri ni II.

Suluhisho. Ikiwa waandishi wa tatizo hawakutuambia valence ya sulfuri, haingewezekana kutatua. S na Cl zote ni vipengee vyenye valency inayobadilika. Kuzingatia maelezo ya ziada, suluhisho linajengwa kulingana na mpango wa mifano 1 na 2. Jibu: Cl (I).

Kujua valencies ya vipengele viwili, unaweza kuunda formula kwa kiwanja cha binary.

Katika mifano 1 - 3, tuliamua valence kwa kutumia fomula; sasa hebu tujaribu kufanya utaratibu wa kinyume.

Mfano 4. Andika formula ya kiwanja cha kalsiamu na hidrojeni.

Suluhisho. Valencies ya kalsiamu na hidrojeni hujulikana - II na mimi, kwa mtiririko huo. Hebu formula ya kiwanja kinachohitajika iwe Ca x H y. Tunatunga tena equation inayojulikana: 2 x = 1 y. Kama mojawapo ya suluhu za mlingano huu, tunaweza kuchukua x = 1, y = 2. Jibu: CaH 2.

"Kwa nini haswa CaH 2? - unauliza. - Baada ya yote, anuwai za Ca 2 H 4 na Ca 4 H 8 na hata Ca 10 H 20 hazipingani na sheria yetu!"

Jibu ni rahisi: chukua maadili ya chini iwezekanavyo ya x na y. Katika mfano uliotolewa, maadili haya ya chini (asili!) ni 1 na 2 haswa.

"Kwa hivyo, misombo kama N 2 O 4 au C 6 H 6 haiwezekani?" "Je, fomula hizi zibadilishwe na NO 2 na CH?"

Hapana, yanawezekana. Aidha, N 2 O 4 na NO 2 ni vitu tofauti kabisa. Lakini formula CH hailingani na dutu yoyote halisi imara (tofauti na C 6 H 6).

Licha ya yote ambayo yamesemwa, katika hali nyingi unaweza kufuata sheria: kuchukua maadili madogo zaidi ya index.

Mfano 5. Andika fomula ya kiwanja cha sulfuri na florini ikiwa inajulikana kuwa valence ya sulfuri ni sita.

Suluhisho. Hebu formula ya kiwanja iwe S x F y . Valence ya sulfuri hutolewa (VI), valency ya fluorine ni mara kwa mara (I). Tunaunda equation tena: 6 x = 1 y. Ni rahisi kuelewa kwamba thamani ndogo zaidi zinazowezekana za vigezo ni 1 na 6. Jibu: SF 6.

Hapa, kwa kweli, ni pointi zote kuu.

Sasa jiangalie! Ninapendekeza upitie kwa kifupi mtihani juu ya mada "Valence".

Valence- uwezo wa vipengele kuunganisha vipengele vingine kwao wenyewe.

Kwa maneno rahisi, hii ni nambari inayoonyesha ni elementi ngapi atomi fulani inaweza kujiambatanisha yenyewe.

Jambo kuu katika kemia ni kuandika kwa usahihi fomula za misombo.

Kuna sheria kadhaa zinazofanya iwe rahisi kwetu kutunga fomula kwa usahihi.

1. Valence ya metali zote za vikundi vidogo ni sawa na nambari ya kikundi:

Takwimu inaonyesha mfano wa vikundi kuu na vya sekondari vya kikundi I.

2. Valency ya oksijeni ni mbili

3. Valency ya hidrojeni ni moja

4. Mashirika yasiyo ya metali huonyesha aina mbili za valence:

• Chini (kikundi cha 8)
• Juu zaidi (sawa na nambari ya kikundi)

A) Katika misombo yenye metali, zisizo za metali zinaonyesha valence ya chini!

B) Katika misombo ya binary, jumla ya valence ya aina moja ya atomi ni sawa na jumla ya valence ya aina nyingine ya atomi!

Valency ya alumini ni tatu (alumini ni chuma cha kundi III). Valence ya oksijeni ni mbili. Jumla ya valensi kwa atomi mbili za alumini ni 6. Jumla ya valensi ya atomi tatu za oksijeni pia ni 6.

1) Amua valensi za vitu katika misombo:

Thamani ya alumini ni III. Katika formula 1, atom => valency jumla pia ni sawa na 3. Kwa hiyo, kwa atomi zote za klorini, valence pia itakuwa sawa na 3 (utawala wa misombo ya binary). 3:3=1. Valence ya klorini ni 1.

Valence ya oksijeni ni 2. Katika kiwanja kuna atomi 3 za oksijeni => valence jumla ni 6. Kwa atomi mbili valency jumla ni 6 => kwa atomi ya chuma - 3 (6: 2 = 3)

2) Tengeneza fomula za mchanganyiko unaojumuisha:

sodiamu na oksijeni

Thamani ya oksijeni ni II.

Sodiamu ni metali ya kundi la kwanza la kikundi kikuu => valency yake ni I.

Moja ya mada muhimu katika masomo ya shule ni kozi kuhusu valence. Hii itajadiliwa katika makala.

Valence - ni nini?

Valence katika kemia inamaanisha mali ya atomi za kipengele cha kemikali ili kuunganisha atomi za kipengele kingine kwao wenyewe. Ilitafsiriwa kutoka Kilatini - nguvu. Inaonyeshwa kwa nambari. Kwa mfano, valence ya hidrojeni daima itakuwa sawa na moja. Ikiwa tutachukua fomula ya maji - H2O, inaweza kuwakilishwa kama H - O - H. Atomu moja ya oksijeni iliweza kuunganisha atomi mbili za hidrojeni yenyewe. Hii ina maana kwamba idadi ya vifungo ambavyo oksijeni huunda ni mbili. Na valence ya kipengele hiki itakuwa sawa na mbili.

Kwa upande wake, hidrojeni itakuwa divalent. Atomu yake inaweza kuunganishwa na atomi moja tu ya kipengele cha kemikali. Katika kesi hii na oksijeni. Kwa usahihi, atomi, kulingana na valency ya kipengele, huunda jozi za elektroni. Ni jozi ngapi kama hizo huundwa - hii itakuwa valence. Nambari ya nambari inaitwa index. Oksijeni ina fahirisi ya 2.

Jinsi ya kuamua valence ya vipengele vya kemikali kwa kutumia meza ya Dmitry Mendeleev

Ukiangalia jedwali la mara kwa mara la vipengele, utaona safu wima. Wanaitwa vikundi vya vipengele. Valence pia inategemea kikundi. Vipengele vya kundi la kwanza vina valence ya kwanza. Pili - pili. Tatu - tatu. Nakadhalika.

Pia kuna vipengele vilivyo na index ya valence ya mara kwa mara. Kwa mfano, hidrojeni, kikundi cha halojeni, fedha na kadhalika. Hakika wanahitaji kujifunza.

Jinsi ya kuamua valence ya vipengele vya kemikali kwa kutumia formula?

Wakati mwingine ni vigumu kuamua valence kutoka meza ya mara kwa mara. Kisha unahitaji kuangalia formula maalum ya kemikali. Hebu tuchukue oksidi ya FeO. Hapa, chuma, kama oksijeni, itakuwa na faharisi ya valency ya mbili. Lakini katika oksidi ya Fe2O3 ni tofauti. Chuma kitakuwa na feri.

Lazima ukumbuke kila wakati njia tofauti za kuamua valence na usiwasahau. Jua maadili yake ya nambari ya kila wakati. Je, vina vipengele vipi? Na, bila shaka, tumia meza ya vipengele vya kemikali. Na pia soma fomula za kemikali za kibinafsi. Ni bora kuziwasilisha kwa fomu ya kielelezo: H - O - H, kwa mfano. Kisha viunganisho vinaonekana. Na idadi ya dashi (dashi) itakuwa thamani ya nambari ya valence.

Katika masomo ya kemia, tayari umefahamiana na dhana ya valence ya vipengele vya kemikali. Tumekusanya taarifa zote muhimu kuhusu suala hili mahali pamoja. Itumie unapojiandaa kwa Mtihani wa Jimbo na Mtihani wa Jimbo Iliyounganishwa.

Valency na uchambuzi wa kemikali

Valence- uwezo wa atomi za vipengele vya kemikali kuingia kwenye misombo ya kemikali na atomi za vipengele vingine. Kwa maneno mengine, ni uwezo wa atomi kuunda idadi fulani ya vifungo vya kemikali na atomi zingine.

Kutoka Kilatini neno "valency" linatafsiriwa kama "nguvu, uwezo." Jina sahihi sana, sivyo?

Wazo la "valence" ni moja wapo ya msingi katika kemia. Ilianzishwa hata kabla ya wanasayansi kujua muundo wa atomi (nyuma mwaka 1853). Kwa hivyo, tuliposoma muundo wa atomi, ilipitia mabadiliko kadhaa.

Kwa hivyo, kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya elektroniki, valence inahusiana moja kwa moja na idadi ya elektroni za nje za atomi ya kipengele. Hii ina maana kwamba "valency" inarejelea idadi ya jozi za elektroni ambazo atomi inayo na atomi zingine.

Kujua hili, wanasayansi waliweza kuelezea asili ya dhamana ya kemikali. Iko katika ukweli kwamba jozi ya atomi za dutu hushiriki jozi ya elektroni za valence.

Unaweza kuuliza, wanakemia wa karne ya 19 waliwezaje kuelezea valence hata wakati waliamini kuwa hakuna chembe ndogo kuliko atomu? Hii haisemi kwamba ilikuwa rahisi sana - walitegemea uchambuzi wa kemikali.

Kupitia uchambuzi wa kemikali, wanasayansi wa zamani waliamua muundo wa kiwanja cha kemikali: ni atomi ngapi za vitu anuwai zilizomo kwenye molekuli ya dutu inayohusika. Ili kufanya hivyo, ilikuwa ni lazima kuamua nini molekuli halisi ya kila kipengele katika sampuli ya dutu safi (bila uchafu).

Kweli, njia hii sio bila dosari. Kwa sababu valence ya kipengele inaweza kuamua kwa njia hii tu katika mchanganyiko wake rahisi na hidrojeni monovalent daima (hydride) au daima divalent oksijeni (oksidi). Kwa mfano, thamani ya nitrojeni katika NH 3 ni III, kwa kuwa atomi moja ya hidrojeni inaunganishwa na atomi tatu za nitrojeni. Na valency ya kaboni katika methane (CH 4), kulingana na kanuni hiyo hiyo, ni IV.

Njia hii ya kuamua valency inafaa tu kwa vitu rahisi. Lakini katika asidi, kwa njia hii tunaweza tu kuamua valency ya misombo kama vile mabaki ya tindikali, lakini si ya vipengele vyote (isipokuwa kwa valency inayojulikana ya hidrojeni) mmoja mmoja.

Kama vile umeona, valence inaonyeshwa na nambari za Kirumi.

Valency na asidi

Kwa kuwa valence ya hidrojeni inabakia bila kubadilika na inajulikana kwako, unaweza kuamua kwa urahisi valence ya mabaki ya asidi. Kwa hivyo, kwa mfano, katika H 2 SO 3 valency ya SO 3 ni mimi, katika HіlO 3 valency ya СlO 3 ni I.

Vivyo hivyo, ikiwa valence ya mabaki ya asidi inajulikana, ni rahisi kuandika formula sahihi ya asidi: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O. 6.

Valency na fomula

Dhana ya valence ina maana kwa vitu vya asili ya molekuli pekee na haifai sana kuelezea vifungo vya kemikali katika misombo ya kundi, ionic, asili ya fuwele, nk.

Fahirisi katika fomula za molekuli za dutu huonyesha idadi ya atomi za vipengele vinavyounda. Kujua valence ya vipengele husaidia kuweka kwa usahihi fahirisi. Kwa njia hiyo hiyo, kwa kuangalia formula ya molekuli na fahirisi, unaweza kusema valences ya vipengele vinavyohusika.

Unafanya kazi kama hizi katika masomo ya kemia shuleni. Kwa mfano, kuwa na formula ya kemikali ya dutu ambayo valency ya moja ya vipengele inajulikana, unaweza kuamua kwa urahisi valence ya kipengele kingine.

Ili kufanya hivyo, unahitaji tu kukumbuka kuwa katika dutu ya asili ya Masi, idadi ya valences ya vipengele vyote viwili ni sawa. Kwa hivyo, tumia idadi ndogo zaidi ya kawaida (inayolingana na idadi ya valencies za bure zinazohitajika kwa kiwanja) ili kuamua valence ya kipengele ambacho haijulikani kwako.

Ili kuifanya iwe wazi, hebu tuchukue fomula ya oksidi ya chuma Fe 2 O 3. Hapa, atomi mbili za chuma zilizo na valence III na atomi 3 za oksijeni zilizo na valency II zinashiriki katika uundaji wa dhamana ya kemikali. Nambari yao ndogo ya kawaida ni 6.

• Mfano: una fomula Mn 2 O 7. Unajua valence ya oksijeni, ni rahisi kuhesabu kuwa kizidishio kisichojulikana zaidi ni 14, kwa hivyo valence ya Mn ni VII.

Kwa njia sawa, unaweza kufanya kinyume chake: kuandika formula sahihi ya kemikali ya dutu, kujua valences ya vipengele vyake.

• Mfano: kuandika kwa usahihi formula ya oksidi ya fosforasi, tunazingatia valency ya oksijeni (II) na fosforasi (V). Hii ina maana kwamba kizidishio kisichojulikana zaidi kwa P na O ni 10. Kwa hivyo, fomula ina fomu ifuatayo: P 2 O 5.

Kujua vizuri mali ya vipengele ambavyo huonyesha katika misombo mbalimbali, inawezekana kuamua valence yao hata kwa kuonekana kwa misombo hiyo.

Kwa mfano: oksidi za shaba ni nyekundu (Cu 2 O) na nyeusi (CuO) kwa rangi. Hidroksidi za shaba zina rangi ya njano (CuOH) na bluu (Cu(OH) 2).

Ili kufanya vifungo vya ushirikiano katika vitu vionekane zaidi na vinavyoeleweka kwako, andika fomula zao za kimuundo. Mistari kati ya vipengele inawakilisha vifungo (valency) vinavyotokea kati ya atomi zao:

Tabia za ushujaa

Leo, uamuzi wa valency ya vipengele ni msingi wa ujuzi wa muundo wa shells za nje za elektroniki za atomi zao.

Valency inaweza kuwa:

• mara kwa mara (metali ya vikundi vidogo);
• kutofautisha (zisizo za metali na metali za vikundi vya sekondari):
• valence ya juu;
• valence ya chini.

Ifuatayo inabaki thabiti katika misombo mbalimbali ya kemikali:

• valence ya hidrojeni, sodiamu, potasiamu, fluorine (I);
• valence ya oksijeni, magnesiamu, kalsiamu, zinki (II);
• thamani ya alumini (III).

Lakini valence ya chuma na shaba, bromini na klorini, pamoja na mambo mengine mengi hubadilika wakati huunda misombo mbalimbali ya kemikali.

Valence na nadharia ya elektroni

Ndani ya mfumo wa nadharia ya kielektroniki, valence ya atomi imedhamiriwa kulingana na idadi ya elektroni ambazo hazijaoanishwa zinazoshiriki katika uundaji wa jozi za elektroni na elektroni za atomi zingine.

Elektroni tu ziko kwenye ganda la nje la atomi hushiriki katika uundaji wa vifungo vya kemikali. Kwa hiyo, valence ya juu ya kipengele cha kemikali ni idadi ya elektroni katika shell ya nje ya elektroni ya atomi yake.

Dhana ya valency inahusiana kwa karibu na Sheria ya Periodic, iliyogunduliwa na D. I. Mendeleev. Ikiwa unatazama kwa makini meza ya mara kwa mara, unaweza kuona kwa urahisi: nafasi ya kipengele katika mfumo wa mara kwa mara na valency yake imeunganishwa bila usawa. Valence ya juu zaidi ya vitu ambavyo ni vya kundi moja inalingana na nambari ya kikundi kwenye jedwali la upimaji.

Utapata dhamana ya chini kabisa unapoondoa nambari ya kikundi cha kitu ambacho kinakuvutia kutoka kwa idadi ya vikundi kwenye jedwali la upimaji (kuna nane kati yao).

Kwa mfano, thamani ya metali nyingi inalingana na nambari za vikundi kwenye jedwali la vitu vya upimaji ambavyo ni vyao.

Jedwali la valency ya vipengele vya kemikali

Nambari ya serial chem. kipengele (nambari ya atomiki)	Jina	Alama ya kemikali	Valence
1	Haidrojeni Heliamu Lithiamu Beriliamu Kaboni Nitrojeni / Nitrojeni Oksijeni Fluorini Neon / Neon Sodiamu/Sodiamu Magnesiamu / Magnesiamu Alumini Silikoni Fosforasi / Fosforasi Sulfuri/Sulfuri Klorini Argon / Argon Potasiamu/Potasiamu Calcium Scandium / Scandium Titanium Vanadium Chrome / Chromium Manganese / Manganese Chuma Kobalti Nickel Shaba Zinki Galliamu Ujerumani Arseniki / Arseniki Selenium Bromini Krypton / Krypton Rubidium / Rubidium Strontium / Strontium Yttrium / Yttrium Zirconium / Zirconium Niobium / Niobium Molybdenum Technetium / Technetium Ruthenium / Ruthenium Rhodiamu Palladium Fedha Cadmium Indium Bati/Bati Antimoni / Antimoni Tellurium / Tellurium Iodini / Iodini Xenon / Xenon Cesium Bariamu / Bariamu Lanthanum / Lanthanum Cerium Praseodymium / Praseodymium Neodymium / Neodymium Promethium / Promethium Samarium / Samarium Europium Gadolinium / Gadolinium Terbium / Terbium Dysprosium / Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium / Ytterbium Lutetium / Lutetium Hafnium / Hafnium Tantalum / Tantalum Tungsten / Tungsten Rhenium / Rhenium Osmium / Osmium Iridium / Iridium Platinamu Dhahabu Zebaki Thaliamu / Thaliamu Kuongoza/Kuongoza Bismuth Polonium Astatine Radoni / Radoni Ufaransa Radiamu Actinium Thoriamu Proactinium / Protactinium Uranium / Uranium	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) Hakuna data Hakuna data (II), III, IV, (V), VI

Valensi hizo ambazo vipengele vilivyo nazo hazionyeshi mara chache sana zimetolewa kwenye mabano.

Valence na hali ya oxidation

Kwa hiyo, kuzungumza juu ya kiwango cha oxidation, ina maana kwamba atomi katika dutu ya ionic (ambayo ni muhimu) asili ina malipo fulani ya kawaida. Na ikiwa valence ni tabia ya neutral, basi hali ya oxidation inaweza kuwa mbaya, chanya au sawa na sifuri.

Inafurahisha kwamba kwa atomi ya kitu kimoja, kulingana na vitu ambavyo huunda kiwanja cha kemikali, hali ya valence na oxidation inaweza kuwa sawa (H 2 O, CH 4, nk) au tofauti (H 2 O. 2, HNO 3).

Hitimisho

Kwa kuimarisha ujuzi wako wa muundo wa atomi, utajifunza kwa undani zaidi na kwa undani zaidi kuhusu valency. Maelezo haya ya vipengele vya kemikali sio kamili. Lakini ina umuhimu mkubwa wa vitendo. Kama wewe mwenyewe umeona zaidi ya mara moja, kutatua matatizo na kufanya majaribio ya kemikali katika masomo yako.

Makala haya yameundwa ili kukusaidia kupanga maarifa yako kuhusu valence. Na pia kukukumbusha jinsi inaweza kuamua na wapi valence hutumiwa.

Tunatumahi kuwa utapata nyenzo hii muhimu katika kuandaa kazi yako ya nyumbani na kujitayarisha kwa majaribio na mitihani.

blog.site, wakati wa kunakili nyenzo kwa ukamilifu au sehemu, kiunga cha chanzo asili kinahitajika.

Ni ngumu kupindua jukumu la chuma kwa mwili wa mwanadamu, kwa sababu ndio inayochangia "uundaji" wa damu, yaliyomo ndani yake huathiri kiwango cha hemoglobin na myoglobin, chuma hurekebisha utendaji wa mfumo wa enzyme. Lakini ni nini kipengele hiki kutoka kwa mtazamo wa kemikali? Valence ya chuma ni nini? Hii itajadiliwa katika makala hii.

Historia kidogo

Wanadamu walijua kuhusu kipengele hiki cha kemikali na hata walimiliki bidhaa zilizotengenezwa kutoka humo nyuma katika karne ya 4 KK. Hawa walikuwa watu wa Misri ya Kale na Sumeri. Nio ambao walianza kutengeneza vito vya mapambo na silaha kutoka kwa aloi ya chuma na nickel, ambayo ilipatikana wakati wa uchunguzi wa akiolojia na kusoma kwa uangalifu na wanakemia.

Baadaye kidogo, makabila ya Waaryani yaliyohamia Asia yalijifunza kutoa chuma kigumu kutoka kwa madini. Ilikuwa ya thamani sana kwa watu wa wakati huo kwamba bidhaa zilifunikwa na dhahabu!

Tabia za chuma

Iron (Fe) inashika nafasi ya nne katika suala la maudhui yake katika kina cha ukoko wa dunia. Inachukua nafasi katika kundi la 7 la kipindi cha 4 na ni namba 26 katika jedwali la kemikali la mara kwa mara la vipengele. Valence ya chuma inategemea moja kwa moja nafasi yake kwenye meza. Lakini zaidi juu ya hilo baadaye.

Metali hii ni ya kawaida zaidi katika asili kwa namna ya ore, inayopatikana katika maji kama madini, na pia katika misombo mbalimbali.

Kiasi kikubwa cha akiba ya chuma katika mfumo wa ore iko nchini Urusi, Australia, Ukraine, Brazil, USA, India na Kanada.

Tabia za kimwili

Kabla ya kuendelea na valency ya chuma, ni muhimu kuangalia kwa karibu mali yake ya kimwili, kwa kusema, ili kuiangalia kwa karibu.

Metali hii ni ductile kabisa, lakini ina uwezo wa kuongeza ugumu kupitia mwingiliano wake na vitu vingine (kwa mfano, kaboni). Pia ina mali ya magnetic.

Katika mazingira yenye unyevunyevu, chuma kinaweza kutu, yaani, kutu. Ingawa chuma safi kabisa ni sugu zaidi kwa unyevu, ikiwa ina uchafu, husababisha kutu.

Iron huingiliana vizuri na mazingira ya tindikali na inaweza hata kuunda chumvi za asidi ya feri (mradi kuna wakala wa oksidi kali).

Katika hewa, haraka hufunikwa na filamu ya oksidi, ambayo inailinda kutokana na mwingiliano.

Tabia za kemikali

Kipengele hiki pia kina idadi ya mali ya kemikali. Iron, kama vitu vingine vya jedwali la upimaji, ina chaji kwenye kiini cha atomiki, ambayo inalingana na nambari ya atomiki +26. Na kuna elektroni 26 zinazozunguka karibu na kiini.

Kwa ujumla, ikiwa tunazingatia mali ya chuma - kipengele cha kemikali, basi ni chuma na uwezo mdogo wa kazi.

Kuingiliana na mawakala dhaifu wa vioksidishaji, chuma huunda misombo mahali ambapo ni divalent (yaani, hali yake ya oxidation ni +2). Na ikiwa na mawakala wenye nguvu ya oksidi, basi hali ya oxidation ya chuma hufikia +3 (yaani, valence yake inakuwa sawa na 3).

Wakati wa kuingiliana na vipengele vya kemikali ambavyo sio metali, Fe hufanya kama wakala wa kupunguza kwao, na hali yake ya oxidation inakuwa, pamoja na +2 na +3, hata +4, +5, +6. Misombo kama hiyo ina mali ya oksidi kali sana.

Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, chuma kwenye hewa hufunikwa na filamu ya oksidi. Na inapokanzwa, kiwango cha majibu huongezeka na oksidi ya chuma yenye valence 2 (joto chini ya nyuzi 570 Celsius) au oksidi yenye valency 3 (joto zaidi ya nyuzi 570 Celsius) inaweza kuundwa.

Mwingiliano wa Fe na halojeni husababisha malezi ya chumvi. Vipengele vya florini na klorini huiweka oksidi hadi +3. Bromini ni hadi +2 au +3 (yote inategemea hali ya mabadiliko ya kemikali wakati wa kuingiliana na chuma).

Wakati wa kuingiliana na iodini, kipengele kinaoksidishwa hadi +2.

Kwa kupokanzwa chuma na sulfuri, sulfidi ya chuma yenye valency 2 hupatikana.

Ikiwa feri inayeyuka na kuunganishwa na kaboni, fosforasi, silicon, boroni, nitrojeni, unapata misombo inayoitwa aloi.

Iron ni chuma, hivyo pia huingiliana na asidi (hii pia ilijadiliwa kwa ufupi hapo juu). Kwa mfano, asidi ya sulfuriki na nitriki, ambayo ina mkusanyiko mkubwa, haiathiri chuma katika mazingira ya chini ya joto. Lakini mara tu inapoinuka, mmenyuko hufanyika, kama matokeo ambayo chuma hutiwa oksidi hadi +3.

Kiwango cha juu cha asidi, joto la juu lazima lipewe.

Kwa kupokanzwa chuma cha divalent katika maji, tunapata oksidi yake na hidrojeni.

Fe pia ina uwezo wa kuondoa metali ambazo zimepunguza shughuli kutoka kwa miyeyusho ya maji ya chumvi. Wakati huo huo, hutiwa oksidi hadi +2.

Joto linapoongezeka, chuma hupunguza metali kutoka kwa oksidi.

Valence ni nini

Tayari katika sehemu iliyopita, dhana ya valency, pamoja na hali ya oxidation, ilikutana kidogo. Ni wakati wa kuzingatia valence ya chuma.

Lakini kwanza unahitaji kuelewa ni aina gani ya mali ya vipengele vya kemikali hii ni.

Kemikali ni karibu kila wakati katika muundo wao. Kwa mfano, katika fomula ya maji H2O kuna atomi 1 ya oksijeni na atomi 2 za hidrojeni. Vile vile ni sawa na misombo mingine inayohusisha vipengele viwili vya kemikali, moja ambayo ni hidrojeni: atomi 1-4 za hidrojeni zinaweza kuongezwa kwa atomi 1 ya kipengele cha kemikali. Lakini si kinyume chake! Kwa hiyo, ni wazi kwamba hidrojeni inajishikilia yenyewe atomi 1 tu ya dutu nyingine. Na ni jambo hili linaloitwa valency - uwezo wa atomi za kipengele cha kemikali kuunganisha idadi maalum ya atomi za vipengele vingine.

Thamani ya ushujaa na fomula ya picha

Kuna mambo ya meza ya mara kwa mara ambayo yana valence ya mara kwa mara - haya ni oksijeni na hidrojeni.

Na kuna mambo ya kemikali ambayo hubadilika. Kwa mfano, chuma mara nyingi ni 2- na 3-valent, sulfuri ni 2, 4, 6, kaboni ni 2 na 4. Hizi ni vipengele vilivyo na valency ya kutofautiana.

Pia, kujua valency ya moja ya vipengele katika kiwanja, unaweza kuamua valency ya nyingine.

Valency ya chuma

Kama ilivyoonyeshwa, chuma ni kipengele kilicho na valency ya kutofautiana. Na inaweza kubadilika sio tu kati ya viashiria 2 na 3, lakini pia kufikia 4, 5 na hata 6.

Bila shaka, anasoma valence ya chuma kwa undani zaidi, hebu tuchunguze kwa ufupi utaratibu huu kwa kiwango cha chembe rahisi zaidi.

Iron ni d-element, ambayo inajumuisha vipengele 31 zaidi vya meza ya mara kwa mara (hizi ni vipindi 4-7). Kwa kuongezeka kwa nambari ya serial, mali ya vitu vya d hupata mabadiliko kidogo. Radi ya atomiki ya vitu hivi pia huongezeka polepole. Wana valence ya kutofautiana, ambayo inategemea ukweli kwamba sublevel ya nje ya d-electron haijakamilika.

Kwa hiyo, kwa chuma, elektroni za valence sio tu c-elektroni ziko kwenye safu ya nje, lakini pia elektroni zisizo na 3D za safu ya nje. Na, kwa sababu hiyo, valence ya Fe katika misombo ya kemikali inaweza kuwa sawa na 2, 3, 4, 5, 6. Kimsingi, ni sawa na 2 na 3 - hizi ni imara zaidi na vitu vingine. Katika zisizo imara, inaonyesha valency ya 4, 5, 6. Lakini misombo hiyo ni ya kawaida sana.

Ferrum tofauti

Wakati chuma 2-valent humenyuka na maji, oksidi ya chuma (2) hupatikana. Kiwanja hiki kina rangi nyeusi. Inaingiliana kwa urahisi na hidrokloriki (mkusanyiko wa chini) na asidi ya nitriki (ya juu).

Ikiwa oksidi kama hiyo ya chuma 2-valent humenyuka ama na hidrojeni (joto 350 digrii Celsius) au na kaboni (coke) kwa digrii 1000, basi inarejeshwa kwa hali safi.

Oksidi ya chuma ya divalent hutolewa kwa njia zifuatazo:

• kupitia uunganisho wa oksidi ya chuma 3-valent na monoxide ya kaboni;
• inapokanzwa Fe safi, na shinikizo la chini la oksijeni;
• wakati wa kuoza oxalate ya feri katika mazingira ya utupu;
• wakati chuma safi huingiliana na oksidi zake, joto ni nyuzi 900-1000 Celsius.

Kuhusu mazingira asilia, oksidi ya chuma ya divalent iko katika mfumo wa wustite ya madini.

Pia kuna njia ya kuamua valence ya chuma katika suluhisho - katika kesi hii, ina kiashiria cha 2. Ni muhimu kutekeleza majibu na chumvi nyekundu (hexacyanoferrate ya potasiamu) na kwa alkali. Katika kesi ya kwanza, mvua ya bluu ya giza hupatikana - chumvi ngumu ya chuma cha divalent. Katika pili - kupata precipitate giza kijivu-kijani - hidroksidi chuma, pia 2-valent, wakati 3-valent chuma hidroksidi ina rangi ya hudhurungi katika ufumbuzi.

Chuma cha feri

Trivalent ferrum oxide ina muundo wa unga, rangi ambayo ni nyekundu-kahawia. Pia ina majina: oksidi ya chuma, rangi nyekundu, rangi ya chakula, crocus.

Kwa asili, dutu hii hutokea kwa namna ya madini - hematite.

Oksidi ya chuma vile haiingiliani tena na maji. Lakini inachanganya na asidi na alkali.

Oksidi ya chuma (3) hutumiwa kupaka rangi vifaa vinavyotumika katika ujenzi:

• matofali;
• saruji;
• bidhaa za kauri;
• saruji;
• slabs za kutengeneza;
• vifuniko vya sakafu (linoleum).

Iron katika mwili wa mwanadamu

Kama ilivyoonyeshwa mwanzoni mwa kifungu, dutu ya chuma ni sehemu muhimu ya mwili wa mwanadamu.

Wakati kipengele hiki hakitoshi, matokeo yafuatayo yanaweza kutokea:

• kuongezeka kwa uchovu na unyeti kwa baridi;
• ngozi kavu;
• kupungua kwa shughuli za ubongo;
• kuzorota kwa nguvu ya sahani ya msumari;
• kizunguzungu;
• matatizo ya utumbo;
• nywele za kijivu na upotezaji wa nywele.

Iron hujilimbikiza, kama sheria, katika wengu na ini, pamoja na figo na kongosho.

Lishe ya mtu inapaswa kujumuisha vyakula vyenye chuma:

• ini ya nyama ya ng'ombe;
• uji wa buckwheat;
• karanga;
• pistachios;
• mbaazi za kijani za makopo;
• uyoga wa porcini kavu;
• mayai ya kuku;
• mchicha;
• mbao za mbwa;
• tufaha;
• pears;
• persikor;
• beet;
• vyakula vya baharini.

Ukosefu wa chuma katika damu husababisha kupungua kwa hemoglobin na maendeleo ya ugonjwa kama anemia ya upungufu wa chuma.