Что такое валентность

Понятие валентности сформулировано Э. Франклендом как мера числа атомов химических элементов, которые атом данного элемента может присоединить. Обычно валентность соответствует числу химических связей, которые данный атом образует с атомами других элементов.

Один и тот же химический элемент может иметь разную валентность. Хлор, например, входит в состав ряда различных соединений и может иметь валентность – I, + I, + III, + V, + VII. И опять причиной тому – электрон.

Ясно: для того чтобы иметь валентность – I, атом хлора должен принять частично или полностью один чужой электрон, а чтобы существовать в остальных валентных состояниях, должен отдать соответственно один, три, пять или семь электронов из своей электронной оболочки. И это происходит именно при химических процессах.

Поэтому мы будем различать два типа реакций: таких, при которых валентность не меняется, и таких, при которых она претерпевает изменения. Первый тип реакций называется часто (хотя и не очень точно) обменными, а второй – окислительно-восстановительными.

Участие электронов в реакциях первого типа довольно пассивно, так как это процессы, которые протекают между ионами, и свою роль электроны уже сыграли при образовании ионов.

Смешаем, например, растворы солей нитрата серебра AgNO3 и хлорида калия КС1. В этих растворах содержатся свободные ионы Ag+, К+, NO3 и С1. Здесь же и ионы, образовавшиеся в результате диссоциации воды: Н+ и ОН-. В результате взаимодействия между ионами выпадает в осадок хлорид серебра AgCl.

– Почему протекает химический процесс? Ведь и атом серебра и атом хлора получили относительно стабильную структуру, превратившись в ионы?

– Нетрудно догадаться. Обратите внимание на осадок. Это ионы серебра и хлора образовали малорастворимый (!) хлорид серебра. Сейчас мы уже можем отметить общие особенности протекания процессов этого типа. Реакции обмена возможны, когда некоторые ионы, взаимодействуя, образуют малорастворимое вещество. Реакция протекает до конца также и в том случае, когда выделяется газ или получается слабодиссоциирующее соединение. Это правило известно, как правило Бертоле. Формулируется оно так: реакции обмена между электролитами протекают в том случае, когда участвующие в них ионы прочно соединяются между собой и покидают раствор. В противном случае устанавливается химическое равновесие.

В реакциях обмена электроны играют пассивную роль. Их работа давно закончена, и они только «наблюдатели». Иное дело окислительно-восстановительные процессы. Если электрон покидает электронную оболочку атома, изменяется валентность элемента. Положительная валентность увеличивается, а отрицательная уменьшается. В таких случаях мы говорим: атом (ион) окисляется. Противоположные изменения происходят с атомом (ионом), который принимает отданный электрон. И в этом случае атом (ион) изменяет свою валентность: положительная валентность уменьшается, а отрицательная увеличивается. Мы говорим в таком случае, что произошло восстановление.


Полезное чтиво:
Проследим процесс реакции
От препарированных лягушек до электродных потенциалов
Соприкосновение двух разных металлов
Почему работает вольтов столб
Электродный потенциал
Опыты над металлами