Ионы металлов переменной валентности примеры

Валентность и степень окисления

Валентность

Валентность (лат. valere — иметь значение) — мера «соединительной способности» химического элемента, равная числу индивидуальных химических связей, которые может образовать один атом.

Определяют валентность по числу связей, которые один атом образует с другими. Для примера рассмотрим две молекулы

Для определения валентности нужно хорошо представлять графические формулы веществ. В этой статье вы увидите множество формул. Сообщаю вам также о химических элементах с постоянной валентностью, знать которые весьма полезно.

В электронной теории считается, что валентность связи определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии. Мы касались с вами темы валентных электронов и возбужденного состояния атома. На примере фосфора объединим эти две темы для полного понимания.

Подавляющее большинство химических элементов обладает непостоянным значением валентности. Переменная валентность характерна для меди, железа, фосфора, хрома, серы.

Ниже вы увидите элементы с переменной валентностью и их соединения. Заметьте, определить их непостоянную валентность нам помогают другие элементы — с постоянной валентностью.

Запомните, что у некоторых простых веществ валентность принимает значения: III — у азота, II — кислорода. Подведем итог полученным знаниям, написав графические формулы азота, кислорода, углекислого и угарного газов, карбоната натрия, фосфата лития, сульфата железа (II) и ацетата калия.

Как вы заметили, валентности обозначаются римскими цифрами: I, II, III и т.д. На представленных формулах валентности веществ равны:

  • N — III
  • O — II
  • H, Na, K, Li — I
  • S — VI
  • C — II (в угарном газе CO), IV (в углекислом газе CO2 и карбонате натрия Na2CO3
  • Fe — II
Степень окисления

Степенью окисления (СО) называют условный показатель, который характеризует заряд атома в соединении и его поведение в ОВР (окислительно-восстановительной реакции). В простых веществах СО всегда равна нулю, в сложных — ее определяют исходя из постоянных степеней окисления у некоторых элементов.

Численно степень окисления равна условному заряду, который можно приписать атому, руководствуясь предположением, что все электроны, образующие связи, перешли к более электроотрицательному элементу.

Определяя степень окисления, одним элементам мы приписываем условный заряд «+», а другим «-«. Это связано с электроотрицательностью — способностью атома притягивать к себе электроны. Знак «+» означает недостаток электронов, а «-» — их избыток. Повторюсь, СО — условное понятие.

Сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю — это важно помнить для самопроверки.

Зная изменения электроотрицательности в периодах и группах периодической таблицы Д.И. Менделеева, можно сделать вывод о том какой элемент принимает «+», а какой минус. Помогают в этом вопросе и элементы с постоянной степенью окисления.

Кто более электроотрицательный, тот сильнее притягивает к себе электроны и «уходит в минус». Кто отдает свои электроны и испытывает их недостаток — получает знак «+».

Самостоятельно определите степени окисления атомов в следующих веществах: RbOH, NaCl, BaO, NaClO3, SO2Cl2, KMnO4, Li2SO3, O2, NaH2PO4. Ниже вы найдете решение этой задачи.

Сравнивайте значение электроотрицательности по таблице Менделеева, и, конечно, пользуйтесь интуицией 🙂 Однако по мере изучения химии, точное знание степеней окисления должно заменить даже самую развитую интуицию 😉

Особо хочу выделить тему ионов. Ион — атом, или группа атомов, которые за счет потери или приобретения одного или нескольких электронов приобрел(и) положительный или отрицательный заряд.

Определяя СО атомов в ионе, не следует стремиться привести общий заряд иона к «0», как в молекуле. Ионы даны в таблице растворимости, они имеют разные заряды — к такому заряду и нужно в сумме привести ион. Объясню на примере.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также:  Диаметр сверл по металлу под резьбу

Блиц-опрос по теме Валентность и степень окисления

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Ион — металл — переменная валентность

Ионы металлов переменной валентности ускоряют распад гидроперекиси циклогексанона, хотя и не так сильно, как распад гидроперекисей углеводородов. Так, например, оценка константы скорости распада а-гидроперекиси циклогексанона в нейтральном циклогексаноне при 90, проведенная на основании данных В. [1]

Ионы металлов переменной валентности и металлические поверхности способствуют окислению масел. Поэтому вторым направлением повышения термоокислительной стабильности загущенных масел является введение в них дезактиваторов металлов, которые связывают ионы металлов в комплексы, не обладающие каталитической активностью [ 95, с. Наиболее прочные так называемые хелатные комплексы образуются, если в молекуле лиганда содержатся также карбоксильные или гидроксильные группы, водород которых способен замещаться на металл. [2]

Ионы металлов переменной валентности в определенных условиях могут катализировать гемолитическое окисление альдегидов, — фенолов, спиртов и других органических соединений. Например, для окисления альдегидов издав-на применяются комплексы двухвалентной меди ( реактивы Фелинга и Бенедикта и аммиачный раствор соли серебра ( реактив Толленса), а для окисления фенолов может быть использован феррицианидный комплекс. [3]

Участие ионов металлов переменной валентности в реакциях продолжения цепи приводит к схемам, формально отличающимся от схемы чередования свободнорадикальных реакций. [4]

Постоянная окислительная активность иона металла переменной валентности в системе позволяет изучать кинетику реакций в стационарных условиях. [5]

В этих реакциях эффективны ионы металлов переменной валентности . Например, соли меди, кобальта, железа и марганца обладают высокой активностью, а соли алюминия, магния, цинка и свинца либо вообще неактивны, либо характеризуются лишь незначительной каталитической активностью. Представляющее, вероятно, наибольший практический интерес окисление углеводородов обычно проводят в присутствии нафтенатов, резинатов или стеаратов металлов. [6]

В этой реакции участвуют ионы металлов переменной валентности , отдающие один электрон гидроксильному радикалу, переходящему в ион-гидрбксил. Данный тип системы является наиболее распространенным. [7]

ОН даже в присутствии ионов металлов переменной валентности не восстанавливается до ОН -, что приводит к образованию значительного количества гомополимера. [8]

В системах этого типа участвуют ионы металлов переменной валентности , причем реакция всегда сопровождается переходом металла в низшую или высшую степень окисления. [9]

В системах этого типа участвуют ионы металлов переменной валентности , и в частности соли железа, которые каталитически ускоряют распад перекиси: при этом реакция всегда сопровождается переходом металла в высшую степень окисления. [10]

Такие простые восстановители, как ионы металлов переменной валентности нижних степеней окисления ( Fe2, Sn2, Ti3, Cr2, Со2), все еще не находят широкого применения для получения металлических покрытий химическим восстановлением. Это связано с тем, что процессы с их участием обычно не обладают достаточными автокаталитическими свойствами. Не применяется и такой удобный и широко распространенный в гидрометаллургии восстановитель, как водород. [11]

Окисление бензойного альдегида также катализируется ионами металлов переменной валентности . [12]

Если осуществлять прививку акрилонитрила в присутствии ионов металлов переменной валентности , то при разложении этой группы образуется только макрорадикал целлюлозы, и гомополи-мер вообще не образуется. Однако при прививке в тех же условиях метил акрил ата больше 80 % мономера расходуется на образование гомополимера. Этот метод также малоперспективен ввиду необходимости предварительного синтеза цианурцеллюлозы в присутствии органических растворителей. [13]

Если осуществлять прививку акрилонитрила в присутствии ионов металлов переменной валентности , то при разложении этой группы образуется только макрорадикал целлюлозы, и гомополи-мер вообще не образуется. Однако при прививке в тех же условиях метилакрилата больше 80 % мономера расходуется на образование гомополимера. Этот метод также малоперспективен ввиду необходимости предварительного синтеза цианурцеллюлозы в присутствии органических растворителей. [14]

Однако, если избирательность ионита к ионам металлов переменной валентности ( Fe2 и Fe3) велика по сравнению с избирательностью ко всем другим ионам, присутствующим в контактирующем водном расгворе, то такой ионит в отношении окислительно-восстановительных гетерогенных реакций будет проявлять себя подобно водонерастворимым редоксполимерам. [15]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Металл — переменная валентность

Металлы переменной валентности ( за исключением железа) оказывают незначительное влияние на окисление бутадиен-нит-рильного каучука [ 33, 37J, и медь в данном случае проявляет функции ингибитора процесса окисления. Это обстоятельство, а также ранее приведенные факты двойственного характера влияния меди на окисление полибутадиена [39] позволяют предположить, что возможен синтез стабилизаторов для синтетических каучуков, которые в своем составе содержат металлы переменной валентности. [1]

Читайте также:  Серебро это легкий металл или тяжелый

Металл переменной валентности теряет свою каталитическую активность, если его связать в прочный комплекс. Вещества, способные подавлять активность металлов, носят название деактиваторов. К деактиваторам металлов относятся соединения из класса шиффовых оснований, производные оксихннолина, салицилидены. Эти вещества применяются ь тех случаях, когда в ходе процесса окисляющаяся система находится в контакте с металлической поверхностью и, корродируя ее, образует солевые катализаторы. [2]

Металл переменной валентности , одновременно выполняющий функцию акцептора и донора электронов. [3]

Металлы переменной валентности оказывают сильное каталитическое действие на окисление каучуков и резин. Во многих случаях соединения Си, Fe, Co, Ni способствуют быстрому разрушению каучуков и резин. В особенности это относится к натуральному каучуку и резинам из него, для которых металлы переменной валентности являются ядами. [4]

Металлы переменной валентности ( Fe, Mn), окисляясь на аноде восстанавливаясь на катоде, вызывают саморазряд обоих электродов. [5]

Металлы переменной валентности , например железо, кобальт и марганец, являются катализаторами окислительной деструкции целлюлозы. Они повышают скорость процесса предсозревания алкалицеллюлозы, затрудняют его контроль и регулирование, ухудшают молекулярный состав алкалицеллюлозы. Влияние железа сказывается уже при его содержании 20 — 30 мг / кг целлюлозы, марганца 2 мг / кг. Железо, марганец и медь снижают также белизну полученного волокна. Алюминий, свинец и медь ингиби-руют окислительные процессы и, следовательно, тоже создают трудности при проведении процесса предсозревания. Кальций и магний образуют со многими веществами нерастворимые соединения, поэтому их присутствие сказывается в большинстве стадий производства вискозного волокна. Соли кальция затрудняют, в частности, фильтрацию вискозного раствора, вызывают закупорку фильер при прядении. Содержание кальция в вискозной целлюлозе для высокопрочного кордного волокна не должно превышать 50 — 100 мг / кг. Соединения кремния, в особенности силикаты, также ухудшают фильтрацию вискозы, причем вредное влияние становится заметным при содержании кремния более 50 мг / кг целлюлозы. Присутствие солей, являющихся сильными электролитами, отрицательно влияет на диэлектрические свойства целлюлозы, что имеет значение при использовании целлюлозы для производства, например, конденсаторной бумаги. [6]

Металлы переменной валентности впервые классифицированы Брилем и Индиктором [19] в зависимости от их способности катализировать передачу кислорода от гидроперекиси олефину. Лучшими катализаторами являются ацетилацетонаты хрома, ванадия и молибдена. [7]

Металлы переменной валентности обладают особенностями, отличающими их от других элементов. Ионы этих металлов могут вступать в окислительно-восстановительные реакции с другими частицами, передавая или принимая электрон. Это сопровождается изменением заряда иона и образованием свободного радикала. [8]

Металлы переменной валентности поступают в отбелку с целлюлозным волокном и водой. Собственно целлюлозная суспензия обладает хорошими катионообменными свойствами и имеет резко выраженное сродство к трехвалентным катионам ( Al Fe), меньшее сродство — к двухвалентным ( Мп, Си) и незначительное сродство — к щелочеземельным металлам. Присутствие в целлюлозной суспензии катионов металлов снижает белизну волокна, а также вызывает интенсивное разложение растворов пероксида водорода и, следовательно, перерасход белящих реагентов. Особенно опасно присутствие в массе ионов железа и марганца, поскольку их отрицательное влияние максимально проявляется в щелочной среде при рН 10 0 — 10 5, т.е. в условиях отбелки пероксидом водорода. [10]

Металлы переменной валентности реагируют с алкилперок-сидными радикалами только в состоянии низшей валентности. [11]

Такие металлы переменной валентности , как Си, Ni и другие, менее пригодны для указанной цели, так как продукты их окисления могут каталитически влиять на термическую деструкцию полимера. [12]

Соли металлов переменной валентности , таких как кобальт; [111, 112], меди [114] и других, ускоряют окисление. В присут ствии NaOH скорость реакции также возрастает [115], одна к в этом случае увеличение скорости наблюдается только в начал реакции, после чего процесс сильно замедляется; в продукта: окисления обычно отсутствует гидроперекись. [13]

Соли металлов переменной валентности широко применяются в качестве катализаторов окисления различных органических веществ. Благодаря тому, что перекисный радикал обладает свойствами окислителя, в определенных условиях становится возможным его взаимодействие с солью металла в состоянии низшей валентности. [14]

Источник

Урок 6. Валентность

В уроке 6 «Валентность» из курса «Химия для чайников» дадим определение валентности, научимся ее определять; рассмотрим элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научимся составлять химические формулы по валентности. Напоминаю, что в прошлом уроке «Химическая формула» мы дали определение химическим формулам и их индексам, а также выяснили различия химических формул веществ молекулярного и немолекулярного строения.

Читайте также:  Коп металла с женьком

Вы уже знаете, что в химических соединениях атомы разных элементов находятся в определенных числовых соотношениях. От чего зависят эти соотношения?

Рассмотрим химические формулы нескольких соединений водорода с атомами других элементов:

Нетрудно заметить, что атом хлора связан с одним атомом водорода, атом кислорода — с двумя, атом азота — с тремя, а атом углерода — с четырьмя атомами водорода. В то же время в молекуле углекислого газа СО2 атом углерода связан с двумя атомами кислорода. Из этих примеров видно, что атомы обладают разной способностью соединяться с другими атомами. Такая способность атомов выражается с помощью численной характеристики, называемой валентностью.

Валентность — численная характеристика способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами.

Поскольку один атом водорода может соединиться только с одним атомом другого элемента, валентность атома водорода принята равной единице. Иначе говорят, что атом водорода обладает одной единицей валентности, т. е. он одновалентен.

Валентность атома какого-либо другого элемента равна числу соединившихся с ним атомов водорода. Поэтому в молекуле HCl у атома хлора валентность равна единице, а в молекуле H2O у атома кислорода валентность равна двум. По той же причине в молекуле NH3 валентность атома азота равна трем, а в молекуле CH4 валентность атома углерода равна четырем. Если условно обозначить единицу валентности черточкой |, вышесказанное можно изобразить схематически:

Следовательно, валентность атома любого элемента есть число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента связан данный атом в химическом соединении.

Численные значения валентности обозначают римскими цифрами над символами химических элементов:

Определение валентности

Однако водород образует соединения далеко не со всеми элементами, а вот кислородные соединения есть почти у всех элементов. И во всех таких соединениях атомы кислорода проявляют валентность, равную двум. Зная это, можно определять валентности атомов других элементов в их бинарных соединениях с кислородом. (Бинарными называются соединения, состоящие из атомов двух химических элементов.)

Чтобы это сделать, необходимо соблюдать простое правило: в химической формуле вещества суммарные числа единиц валентности атомов каждого элемента должны быть одинаковыми.

Так, в молекуле воды H2O общее число единиц валентности двух атомов водорода равно произведению валентности одного атома на соответствующий числовой индекс в формуле:

Так же определяют число единиц валентности атома кислорода:

По величине валентности атомов одного элемента можно определить валентность атомов другого элемента. Например, определим валентность атома углерода в молекуле углекислого газа СО2:

Согласно вышеприведенному правилу х ·1 = II · 2 , откуда х = IV .

Существует и другое соединение углерода с кислородом — угарный газ СО, в молекуле которого атом углерода соединен только с одним атомом кислорода:

В этом веществе валентность углерода равна II , так как х ·1 = II · 1 , откуда х = II :

Постоянная и переменная валентность

Как видим, углерод соединяется с разным числом атомов кислорода, т. е. имеет переменную валентность. У большинства элементов валентность — величина переменная. Только у водорода, кислорода и еще нескольких элементов она постоянна (см. таблицу).

Составление химических формул по валентности

Зная валентность элементов, можно составлять формулы их бинарных соединений. Например, необходимо записать формулу кислородного соединения хлора, в котором валентность хлора равна семи. Порядок действий здесь таков.

Еще один пример. Составим формулу соединения кремния с азотом, если валентность кремния равна IV , а азота — III .

Записываем рядом символы элементов в следующем виде:

Затем находим НОК валентностей обоих элементов. Оно равно 12 ( IV·III ).

Определяем индексы каждого элемента:

Записываем формулу соединения: Si3N4.

В дальнейшем при составлении формул веществ не обязательно указывать цифрами значения валентностей, а необходимые несложные вычисления можно выполнять в уме.

Краткие выводы урока:

  1. Численной характеристикой способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами является валентность.
  2. Валентность водорода постоянна и равна единице. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
  3. Валентность большинства остальных элементов не является постоянной. Ее можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Надеюсь урок 6 «Валентность» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector