Про валентности

[sipze2024]

Не совсем школьный вопрос, поэтому задам в общую тему. В статье достаточно популярного ресурса написано, что "Численное значение валентности равно числу ковалентных связей, образованных атомом, т. е. числу электронных пар, связывающих данный атом с другими атомами". К чему это сказано, что это значит? Какие ковалентные связи могут быть у молекул с ионной связью? У них валентность какая-то не та? В статье в целом описываются только случаи ковалентной связи с возбужденными атомами, или что?

 

Далее идут таблицы, где написано, что у углерода может быть валентность III. Почему? Другой атом заберет "неподеленную электронную пару" по донорно-акцепторному механизму? Если да, то почему это дальше не соблюдается для кремния и фосфора?

[Shizuma Eiku]

В 27.08.2024 в 23:21, sipze2024 сказал:

В статье достаточно популярного ресурса написано, что "Численное значение валентности равно числу ковалентных связей, образованных атомом, т. е. числу электронных пар, связывающих данный атом с другими атомами".

Такое определение валентности ошибочное и не соответствует определению в Большой Российской энциклопедии, в химической литературе и т.д. Непонятно, откуда оно вообще взялось. По нему получается что якобы в хлороводороде (газе) хлор и водород одновалентны, но уже в соляной кислоте (раствор газа HCl в воде) они должны быть нульвалентными (ионные связи), как и в NaCl.

В 27.08.2024 в 23:21, sipze2024 сказал:

К чему это сказано, что это значит?

По-моему, это результат многократной переработки школьного курса - в первоначальном варианте в нём всё было согласовано и правильно т.к. курс был написан одними людьми. Потом начали что-то добавлять и убавлять, это делалось много десятилетий и в итоге кусочки информации из разных областей (валентность в общем, как химическая связь + понятие валентной связи) слились вместе и получилось то что получилось.

В 27.08.2024 в 23:21, sipze2024 сказал:

Далее идут таблицы, где написано, что у углерода может быть валентность III. Почему?

Да, такие сейчас школьные курсы. Я бы поинтересовался у автора, а в каком именно соединении у углерода валентность получилась III.

 

Если бы я решал, то убрал бы из школьных курсов по химии абсолютно всю информацию связанную с квантово-механическими представлениями т.к. из детей никто всё равно никогда её не поймет. Она в школе как козе баян нужна, пусть лучше к 11 классу хоть понимают что такое моль вещества.

[Paul_S]

В 27.08.2024 в 23:21, sipze2024 сказал:

Не совсем школьный вопрос, поэтому задам в общую тему. В статье достаточно популярного ресурса написано, что "Численное значение валентности равно числу ковалентных связей, образованных атомом, т. е. числу электронных пар, связывающих данный атом с другими атомами". К чему это сказано, что это значит? Какие ковалентные связи могут быть у молекул с ионной связью? У них валентность какая-то не та? В статье в целом описываются только случаи ковалентной связи с возбужденными атомами, или что?

 

Далее идут таблицы, где написано, что у углерода может быть валентность III. Почему? Другой атом заберет "неподеленную электронную пару" по донорно-акцепторному механизму? Если да, то почему это дальше не соблюдается для кремния и фосфора?

Любое ионное вещество может, хотя бы теоретически, существовать в парАх в виде молекул, где атомы будут иметь число ковалентных полярных связей, соответствующее их валентности.

Углерод может быть трехвалентен в алкильных радикалах, которые, как правило, нестабильны. При этом на атоме углерода будет неспаренный электрон.

Изменено 27 Августа, 2024 в 21:12 пользователем Paul_S

[Shizuma Eiku]

В 28.08.2024 в 00:06, Paul_S сказал:

Углерод может быть трехвалентен в алкильных радикалах, которые, как правило, нестабильны. При этом на атоме углерода будет неспаренный электрон.

Углерод не может быть трехвалентным т.к. определение валентности привязано не к электронам, а к числу абстрактных химических связей, которые, в свою очередь, связаны со стехиометрическим соотношением атомов в молекуле.

Цитата

Вале́нтность (от лат. valentia – сила, крепость), способность атома к образованию химических связей. Количественной мерой валентности атома элемента (Э) служит число атомов водорода или кислорода (атомы этих элементов принято считать, соответственно, одно- или двухвалентными), которые Э присоединяет, образуя гидрид ЭН_x или оксид Э_nO_m. Валентность элемента может быть определена и по другим атомам с известной валентностью. В разных соединениях атомы одного и того же элемента могут проявлять различные валентности. Так, сера двухвалентна в H₂S и CuS, четырёхвалентна в SO₂ и SF₄, шестивалентна в SO₃ и SF₆.

Т.е. в органическом радикале как был углерод IV (либо редко II), так и остается т.к. не меняется способность атома образовывать связи, просто одна из связей остается незадействованной.

[sipze2024]

В 28.08.2024 в 00:06, Paul_S сказал:

Любое ионное вещество может, хотя бы теоретически, существовать в парАх в виде молекул, где атомы будут иметь число ковалентных полярных связей, соответствующее их валентности.

Сомнительно, что именно это здесь пытались иметь ввиду.

 

В 28.08.2024 в 00:13, Shizuma Eiku сказал:

Углерод не может быть трехвалентным т.к. определение валентности привязано не к электронам, а к числу абстрактных химических связей, которые, в свою очередь, связаны со стехиометрическим соотношением атомов в молекуле.

...не очень понятно.

 

В 27.08.2024 в 23:56, Shizuma Eiku сказал:

По-моему, это результат многократной переработки школьного курса - в первоначальном варианте в нём всё было согласовано и правильно т.к. курс был написан одними людьми. Потом начали что-то добавлять и убавлять, это делалось много десятилетий и в итоге кусочки информации из разных областей (валентность в общем, как химическая связь + понятие валентной связи) слились вместе и получилось то что получилось.

Ресурсу не больше лет 8, скорее всего. Вы про него или про школьное обучение в целом?

В 27.08.2024 в 23:56, Shizuma Eiku сказал:

(валентность в общем, как химическая связь + понятие валентной связи)

 

Это разные вещи? Это изучается в рамках школьного курса?

[Paul_S]

В 28.08.2024 в 00:19, sipze2024 сказал:

Сомнительно, что именно это здесь пытались иметь ввиду.

Валентность в обычном смысле относится к молекулам с ковалентными связями. В парах в молекуле NaCl натрий и хлор одновалентны. В кристалле NaCl связи ионные, но, поскольку вещество то же самое, считается, что и в нем натрий и хлор одновалентны. Типа того.

[Shizuma Eiku]

В 28.08.2024 в 00:19, sipze2024 сказал:

...не очень понятно.

Я не знаю что именно Пауль имел ввиду (т.к. нет определения валентности, связанного с состоянием электронов), но суть примерно такая. Если есть метан, то нетрудно подсчитать что валентность углерода по водороду (смтр. определение из Большой Российской энциклопедии выше) IV. В случае метила способность углерода образовывать связи (смтр. определение) не меняется т.к. даже если нечему к нему присоединяться, то метил попросту димеризуется - проявляет свои свойства 4-я связь. Например, в процессе радикального хлорирования метана, может происходить реакция C^*H₃+Cl^*->CH₃Cl - хоть реакция и идет между радикалами, способность атомов углерода и хлора к образованию связей не изменилась, несмотря на то что они входят в состав радикалов. Т.о. и в метиле углерод IV, и в метилене и т.д. просто, одна или несколько из связей остается "вакантными".

В 28.08.2024 в 00:19, sipze2024 сказал:

Ресурсу не больше лет 8, скорее всего. Вы про него или про школьное обучение в целом?

Определение валентности там скопировано из школьного учебника (в чём, вероятно, и есть предназначение ресурса) за первый год изучения химии. Поэтому написанное мной относится ко всему школьному курсу по химии.

Если бы целью ресурса было именно распространение химических знаний (как http://chemister.ru , например), то ошибка быстро была бы найдена, да и вообще - информация была бы подана более развернуто, может быть, в нескольких вариантах.

[Shizuma Eiku]

В 28.08.2024 в 00:33, Paul_S сказал:

Валентность в обычном смысле относится к молекулам с ковалентными связями.

т.е. натрий, калий и т.д. всегда нульвалентны? Они ведь не образуют валентных связей...

Если обратиться к определению из БРЭ, то станет понятно, что валентность никак не связана с типом связи.

В 28.08.2024 в 00:33, Paul_S сказал:

В парах в молекуле NaCl натрий и хлор одновалентны. В кристалле NaCl связи ионные, но, поскольку вещество то же самое, считается, что и в нем натрий и хлор одновалентны. Типа того.

У меня создается впечатление, что в позднем СССР по неизвестной причине в школьный курс прошло неверное определение валентности и люди начали его повторять без всякой критичности - типа учителя были неумные и вышколенные, да и дети такие. Вообще говоря, определения где бы валентность была связана с валентной связью никогда не принималось и не рассматривалось, у них просто корни одинаковые

[Paul_S]

В 28.08.2024 в 00:13, Shizuma Eiku сказал:

Углерод не может быть трехвалентным т.к. определение валентности привязано не к электронам, а к числу абстрактных химических связей, которые, в свою очередь, связаны со стехиометрическим соотношением атомов в молекуле.

Т.е. в органическом радикале как был углерод IV (либо редко II), так и остается т.к. не меняется способность атома образовывать связи, просто одна из связей остается незадействованной.

Stereochemistry of Trivalent Carbon

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-84961-0_7

 

[sipze2024]

самый универсальный вывод, который я отсюда понял - в такие подробности школьникам лезть не следует, спать крепче будут.