Վալենտականություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Վալենտականության տեսության հեղինակ Էդուարդ Ֆրանկլենդ

Վալենտականությունը (լատ.՝ valēns «ուժ ունեցող») քիմիական տարրերի հիմնարար հատկություններից է, որը պայմանավորված է տարրի էլեկտրոնային կառուցվածքով` վալենտային Էլեկտրոնների թվով: Տեսության հեղինակը Էդուարդ ֆրանկլենդն է: Վալենտային են համարվում s և p տարրերի դեպքում` նախավերջին մակրդակի 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[խմբագրել]

Վալենտականության ժամանակակից սահանումը, ըստ ատոմի կառուվածքի տեսության, հետևյալն է:

Aquote1.png Վալենտականությունը քիմիական տարրի` որոշաի թվով ընդհանրացվող էլեկտրոնային զույգեր առաջացնելու հատկությունն է: Այլ կերպ` վալենտականությունը քիմիական տարրի առաջացրած կովաենտային կապերի թիվն է: Aquote2.png


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, առավեագույն 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:

Կովաենային կապերը ազոտական թթվի մոլեկուլում

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[խմբագրել]

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[խմբագրել]

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

Ազոտ[խմբագրել]

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

Ֆոսֆոր[խմբագրել]
Էթանի մոլեկուլի կառուցվածքային բանաձևը

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[խմբագրել]

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[խմբագրել]

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[խմբագրել]

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

Գրականություն[խմբագրել]

  • 10-րդ դասարանի քիմիայի դասագիրք