የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን ትክክለኛነት ይወስኑ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

በ19ኛው ክፍለ ዘመን ስለ አቶሞች እና ሞለኪውሎች አወቃቀሮች ያለው የእውቀት ደረጃ አተሞች ከሌሎች ቅንጣቶች ጋር የተወሰነ ቁጥር ያላቸውን ቦንዶች የሚፈጥሩበትን ምክንያት ለመግለጽ አልፈቀደም። ነገር ግን የሳይንስ ሊቃውንት ሀሳቦች ከዘመናቸው በፊት ነበሩ እና ቫሊቲ አሁንም እንደ የኬሚስትሪ መሰረታዊ መርሆች እየተጠና ነው።

ከ "የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ቫልነት" ጽንሰ-ሐሳብ ታሪክ

የ19ኛው ክፍለ ዘመን ድንቅ እንግሊዛዊ ኬሚስት ኤድዋርድ ፍራንክላንድ "ቦንድ" የሚለውን ቃል ወደ ሳይንሳዊ አጠቃቀም አስተዋውቋል የአተሞችን እርስበርስ መስተጋብር ሂደት ለመግለፅ። ሳይንቲስቱ አንዳንድ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ተመሳሳይ ቁጥር ያላቸው ሌሎች አተሞች ውህዶች እንደሚፈጠሩ አስተውለዋል። ለምሳሌ ናይትሮጅን በአሞኒያ ሞለኪውል ውስጥ ሶስት ሃይድሮጂን አተሞችን ይይዛል።

በግንቦት 1852፣ ፍራንክላንድ አንድ አቶም ከሌሎች ጥቃቅን የቁስ አካላት ጋር ሊፈጠር የሚችል የተወሰነ የኬሚካል ትስስር እንዳለ መላምቱን ገለጸ። ፍራንክላንድ በኋላ ቫሊቲ የሚባለውን ለመግለጽ “የማገናኘት ኃይል” የሚለውን ሐረግ ተጠቅሟል። የብሪቲሽ ኬሚስት ምን ያህል እንደሆነ ወስኗልኬሚካላዊ ቦንዶች በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የታወቁ የግለሰብ ንጥረ ነገሮች አተሞች ይመሰርታሉ። የፍራንክላንድ ስራ ለዘመናዊ መዋቅራዊ ኬሚስትሪ ጠቃሚ አስተዋጾ ነበር።

አመለካከት ማዳበር

ጀርመናዊ ኬሚስት ኤፍ.ኤ. ኬኩሌ በ1857 ካርቦን tetrabasic መሆኑን አረጋግጧል። በቀላል ውህዱ - ሚቴን - ከ 4 ሃይድሮጂን አተሞች ጋር ትስስር አለ። ሳይንቲስቱ "መሰረታዊ" የሚለውን ቃል የተጠቀመው የንጥረ ነገሮች ንብረትን ለማመልከት በጥብቅ የተቀመጡ የሌሎች ቅንጣቶችን ብዛት ለማያያዝ ነው። በሩሲያ ውስጥ የቁስ አወቃቀሩ መረጃ በኤ.ኤም. ቡትሌሮቭ (1861) ተስተካክሏል. የኬሚካላዊ ትስስር ጽንሰ-ሐሳብ በንጥረ ነገሮች ባህሪያት ላይ በየጊዜው ለሚደረገው ለውጥ ዶክትሪን ምስጋና ይግባውና ተጨማሪ እድገት አግኝቷል. ደራሲው ሌላው ድንቅ የሩሲያ ኬሚስት ዲ.አይ. ሜንዴሌቭ ነው። የኬሚካል ንጥረነገሮች ውህዶች እና ሌሎች ንብረቶች ቫሊኒቲ በወቅታዊ ስርአት ውስጥ ስላላቸው ቦታ ምክንያት መሆኑን አረጋግጧል።

የቫለንስ እና ኬሚካላዊ ትስስር ግራፊክ ውክልና

የሞለኪውሎች ምስላዊ ውክልና የመታየት እድሉ ከማይጠራጠሩ የቫለንቲ ቲዎሪ ጥቅሞች አንዱ ነው። የመጀመሪያዎቹ ሞዴሎች በ 1860 ዎቹ ውስጥ ታይተዋል, እና ከ 1864 ጀምሮ መዋቅራዊ ቀመሮች ጥቅም ላይ ውለዋል, እነዚህም በውስጡ የኬሚካል ምልክት ያላቸው ክበቦች ናቸው. በአተሞች ምልክቶች መካከል፣ ሰረዝ የኬሚካላዊ ትስስርን ያሳያል፣ እና የእነዚህ መስመሮች ቁጥር ከቫሌሲው ዋጋ ጋር እኩል ነው። በተመሳሳዩ አመታት ውስጥ የመጀመሪያዎቹ የኳስ እና የዱላ ሞዴሎች ተሠርተዋል (በግራ በኩል ያለውን ፎቶ ይመልከቱ). እ.ኤ.አ. በ 1866 ኬኩሌ የአተሙን ስቴሪዮኬሚካል ስዕል አቀረበ።ካርቦን በ tetrahedron መልክ፣ እሱም ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ በሚለው የመማሪያ መጽሃፉ ውስጥ አካትቷል።

የኬሚካላዊ ንጥረነገሮች valency እና የቦንድ መውጣት በጂ.ሊዊስ የተጠና ሲሆን ስራዎቹን በ1923 ኤሌክትሮን ከተገኘ በኋላ አሳትሟል። ይህ የአተሞች ዛጎሎች አካል የሆኑ በጣም ትንሽ አሉታዊ የተከሰሱ ቅንጣቶች ስም ነው። በመጽሐፉ ውስጥ፣ ሉዊስ የቫሌንስ ኤሌክትሮኖችን ለመወከል በኬሚካላዊ ኤለመንቱ ምልክት አራት ጎኖች ዙሪያ ያሉትን ነጥቦች ተጠቅሟል።

Valency ለሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን

የጊዜያዊ ስርአት ከመፈጠሩ በፊት የኬሚካል ንጥረነገሮች ውህዶች ዋጋ በአብዛኛው ከሚታወቅባቸው አቶሞች ጋር ይነጻጸራል። ሃይድሮጅን እና ኦክስጅን እንደ መመዘኛዎች ተመርጠዋል. ሌላ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር የተወሰኑ የH እና O አተሞችን ስቧል ወይም ተክቷል።

በዚህ መንገድ ንብረቶቹ የሚወሰኑት ሞኖቫለንት ሃይድሮጂን ባላቸው ውህዶች ነው (የሁለተኛው ኤለመንቱ ቫልነት በሮማውያን ቁጥር ይገለጻል)፡

HCl - ክሎሪን (I):
H₂ኦ - ኦክስጅን (II)፤
NH₃ - ናይትሮጅን (III)፤
CH₄ - ካርቦን (IV)።

በኦክሳይድ ውስጥ K₂O፣ CO፣ N₂ኦ₃፣ SiO ₂፣ SO₃ የተጨመሩትን ኦ አተሞች ቁጥር በእጥፍ በመጨመር የብረታ ብረት እና ብረት ያልሆኑ የኦክስጂን ዋጋን ወስኗል። የሚከተሉት እሴቶች ተገኝተዋል፡- K (I)፣ C (II)፣ N (III)፣ Si (IV)፣ S (VI)።

የኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮችን ዋጋ እንዴት ማወቅ እንደሚቻል

ከጋራ ኤሌክትሮኒክስ ጋር የተያያዘ የኬሚካል ቦንድ ምስረታ ላይ መደበኛ ሁኔታዎች አሉ።ጥንዶች፡

የተለመደው የሃይድሮጂን ቫለንሲ I ነው።
የተለመደ የኦክስጅን ዋጋ - II.
የብረት ላልሆኑ ንጥረ ነገሮች ዝቅተኛው ቫልዩ በቀመር 8 ሊወሰን ይችላል - በቋሚ ስርዓት ውስጥ የሚገኙበት የቡድኑ ብዛት። ከፍተኛው ከተቻለ በቡድን ቁጥር ይወሰናል።
የሁለተኛ ደረጃ ንዑስ ቡድኖች አባላት፣ የሚፈቀደው ከፍተኛው ዋጋ በጊዜያዊ ሰንጠረዥ ውስጥ ካለው የቡድን ቁጥራቸው ጋር ተመሳሳይ ነው።

የኬሚካላዊ ኤለመንቶችን ዋጋ እንደ ውህዱ ቀመር መወሰን በሚከተለው ስልተ-ቀመር ይከናወናል፡

የታወቀ ዋጋ ለአንዱ ንጥረ ነገር ከኬሚካላዊ ምልክቱ በላይ ይፃፉ። ለምሳሌ፣ በMn₂O₇ የኦክስጅን ዋጋ II ነው።
አጠቃላይ እሴቱን አስሉ ለዚህም ቫልነቱን በሞለኪውል ውስጥ ባሉ ተመሳሳይ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች አተሞች ቁጥር ማባዛት ያስፈልግዎታል፡ 27=14.
የሁለተኛው ኤለመንት ያልታወቀበትን ዋጋ ይወስኑ። በደረጃ 2 የተገኘውን እሴት በሞለኪውል ውስጥ ባሉ የMn አቶሞች ቁጥር ይከፋፍሉት።
14: 2=7. የማንጋኒዝ ከፍተኛ ኦክሳይድ መጠን VII ነው።

ቋሚ እና ተለዋዋጭ ዋጋ

የሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን የቫሌንስ ዋጋዎች የተለያዩ ናቸው። ለምሳሌ ሰልፈር በግቢው ውስጥ H₂S ሁለት ነው፣ እና በቀመር SO₃ ሄክሳቫልንት ነው። ካርቦን ሞኖክሳይድ CO እና ዳይኦክሳይድ CO₂ ከኦክስጅን ጋር ይፈጥራል። በመጀመሪያው ውህድ ውስጥ, የ C ቫልዩ II ነው, እና በሁለተኛው ውስጥ, IV. ተመሳሳይ ዋጋ በሚቴን CH₄።

ብዙኤለመንቶች የሚያሳዩት ቋሚ ሳይሆን ተለዋዋጭ ቫልዩ ነው, ለምሳሌ ፎስፈረስ, ናይትሮጅን, ድኝ. የዚህ ክስተት ዋና መንስኤዎች ፍለጋ የኬሚካላዊ ትስስር ጽንሰ-ሀሳቦችን, ስለ ኤሌክትሮኖች የቫለንስ ሼል እና ሞለኪውላር ምህዋር ሀሳቦችን መፍጠር አስችሏል. የአንድ ንብረት የተለያዩ እሴቶች መኖር ከአቶሞች እና ሞለኪውሎች አወቃቀር አንፃር ተብራርቷል።

ስለ ቫልነት ዘመናዊ ሀሳቦች

ሁሉም አተሞች በአሉታዊ ኃይል በተሞሉ ኤሌክትሮኖች የተከበበ አወንታዊ አስኳል አላቸው። የሚፈጥሩት ውጫዊ ሽፋን ያልተጠናቀቀ ነው. የተጠናቀቀው መዋቅር በጣም የተረጋጋ ነው, 8 ኤሌክትሮኖች (ኦክቶት) ይይዛል. በጋራ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ምክንያት የኬሚካላዊ ትስስር መፈጠር በሃይል ምቹ የሆነ የአተሞች ሁኔታን ያመጣል።

ውህዶችን የመፍጠር ህግ ኤሌክትሮኖችን በመቀበል ወይም ያልተጣመሩትን በመስጠት ዛጎሉን ማጠናቀቅ ነው - በየትኛው ሂደት ቀላል እንደሆነ ይወሰናል. አቶም ጥንድ የሌላቸውን ኬሚካላዊ ቦንድ አሉታዊ ቅንጣቶችን ለመፍጠር የሚያቀርብ ከሆነ ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች እንዳሉት ያህል ብዙ ቦንዶችን ይፈጥራል። በዘመናዊ ፅንሰ-ሀሳቦች መሠረት የኬሚካል ንጥረነገሮች አተሞች ቫልዩስ የተወሰኑ የኮቫለንት ቦንዶችን የመፍጠር ችሎታ ነው። ለምሳሌ፣ በሃይድሮጂን ሰልፋይድ ሞለኪውል ኤች₂S፣ ሰልፈር ቫለንሲ II (-) ያገኛል፣ ምክንያቱም እያንዳንዱ አቶም በሁለት ኤሌክትሮኖች ጥንዶች መፈጠር ውስጥ ይሳተፋል። የ "-" ምልክት የኤሌክትሮን ጥንድ ወደ ኤሌክትሮኔጌቲቭ ንጥረ ነገር መሳብን ያመለክታል. ለአነስተኛ ኤሌክትሮኔጌቲቭ፣ "+" ወደ የቫለንሲው እሴት ታክሏል።

ከለጋሽ ተቀባይ ዘዴ ጋር የአንድ ኤለመንት ኤሌክትሮኖች ጥንዶች እና የሌላ ኤለመንት ነፃ የቫሌንስ ምህዋር በሂደቱ ውስጥ ይሳተፋሉ።

የቫለንቲ ጥገኛ በአተም

የካርቦን እና ኦክሲጅን ምሳሌ እንይ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ቫለንስ በእቃው አወቃቀር ላይ እንዴት እንደሚወሰን። ወቅታዊው ሰንጠረዥ የካርቦን አቶም ዋና ዋና ባህሪያትን ሀሳብ ይሰጣል፡

የኬሚካል ምልክት - C;
አባል ቁጥር - 6፤
ዋና ክፍያ - +6፤
ፕሮቶኖች በኒውክሊየስ - 6;
ኤሌክትሮኖች - 6፣ 4 ውጫዊ የሆኑትን ጨምሮ፣ 2ቱ ጥንድ ሆነው፣ 2ቱ ያልተጣመሩ ናቸው።

በ CO ሞኖክሳይድ ውስጥ ያለ የካርቦን አቶም ሁለት ቦንድ ከፈጠረ 6 አሉታዊ ቅንጣቶች ብቻ ጥቅም ላይ ይውላሉ። ኦክቶትን ለማግኘት ጥንዶቹ 4 ውጫዊ አሉታዊ ቅንጣቶችን መፍጠር አስፈላጊ ነው. ካርቦን በዳይኦክሳይድ ውስጥ IV (+) እና IV (–) በሚቴን ውስጥ ቫሊኒቲ አለው።

የኦክሲጅን መደበኛ ቁጥር 8 ነው፣ የቫሌንስ ሼል ስድስት ኤሌክትሮኖችን ያቀፈ ሲሆን 2ቱ ጥንዶች አይፈጠሩም እና ከሌሎች አተሞች ጋር በኬሚካል ትስስር እና መስተጋብር ውስጥ ይሳተፋሉ። የተለመደው የኦክስጅን ዋጋ II (-) ነው.

Valency እና oxidation ሁኔታ

በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች የ"oxidation state" ጽንሰ-ሀሳብ ለመጠቀም የበለጠ አመቺ ነው። ሁሉም ተያያዥ ኤሌክትሮኖች ወደ ኤሌክትሮኔጋቲቲቲቲ (ኢ.ኦ.ኦ) ከፍ ያለ ዋጋ ወዳለው ንጥረ ነገር ቢተላለፉ የሚያገኘው የአቶም ክፍያ ስም ይህ ነው። በቀላል ንጥረ ነገር ውስጥ ያለው የኦክሳይድ ቁጥርዜሮ. የ "-" ምልክቱ ወደ ብዙ የ EO ኤለመንቶች ኦክሳይድ ሁኔታ ተጨምሯል, የ "+" ምልክቱ ወደ ኤሌክትሮኔጌቲቭ ተጨምሯል. ለምሳሌ, ለዋና ዋና ንዑስ ቡድኖች ብረቶች, የኦክሳይድ ግዛቶች እና ion ክፍያዎች የተለመዱ ናቸው, ከ "+" ምልክት ጋር የቡድን ቁጥር ጋር እኩል ነው. በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች፣ በተመሳሳይ ውህድ ውስጥ ያሉ የአተሞች የቫልነት እና የኦክሳይድ ሁኔታ በቁጥር ተመሳሳይ ናቸው። ብቻ ተጨማሪ electronegative አተሞች ጋር መስተጋብር ጊዜ, oxidation ሁኔታ አዎንታዊ ነው, EO ዝቅተኛ ነው ውስጥ ንጥረ ነገሮች ጋር, አሉታዊ ነው. የ"valency" ጽንሰ-ሀሳብ ብዙውን ጊዜ የሚተገበረው በሞለኪውላዊ መዋቅር ንጥረ ነገሮች ላይ ብቻ ነው።