Номер 5, страница 31 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 6. Валентность и валентные возможности атомов. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 5, страница 31.

Условие.

5. Почему по современным представлениям понятие «валентность» неприменимо к ионным соединениям?

Решение.

Решение 2.

Понятие «валентность» по современным представлениям неприменимо к ионным соединениям из-за фундаментальных различий в природе химических связей, лежащих в основе ковалентных и ионных соединений.

Природа валентности и ковалентной связи

Валентность — это мера способности атома образовывать химические связи. Исторически и по своей сути это понятие тесно связано с ковалентной связью. Ковалентная связь образуется путем обобществления одной или нескольких пар электронов между двумя конкретными атомами. Такая связь является направленной (расположена строго между ядрами двух атомов) и насыщаемой (атом может образовать лишь ограниченное число таких связей). Например, в молекуле воды ($H_2O$) атом кислорода образует две направленные ковалентные связи с двумя атомами водорода, поэтому его валентность равна II.

Природа ионной связи и структура ионных кристаллов

Ионная связь возникает в результате полного перехода валентных электронов от атома с низкой электроотрицательностью (обычно металл) к атому с высокой электроотрицательностью (неметалл). В результате образуются противоположно заряженные ионы — катион (например, $Na^+$) и анион (например, $Cl^-$). Эти ионы удерживаются вместе силами кулоновского (электростатического) притяжения. В отличие от ковалентной, ионная связь является ненаправленной и ненасыщаемой.

Ненаправленность означает, что электрическое поле иона сферически симметрично и действует одинаково во всех направлениях. Ненасыщаемость означает, что ион может притягивать к себе столько ионов противоположного знака, сколько может поместиться в его ближайшем окружении. В результате ионные соединения в твердом состоянии образуют не отдельные молекулы, а гигантские кристаллические решетки. Например, в кристалле хлорида натрия ($NaCl$) каждый ион $Na^+$ окружен шестью ионами $Cl^-$, и наоборот. Не существует выделенной пары $Na-Cl$, которую можно было бы назвать молекулой.

Вывод о неприменимости понятия «валентность»

Поскольку в ионном кристалле нет отдельных, локализованных электронных пар, связывающих конкретные атомы, а есть лишь общее электростатическое поле, то и понятие «число образованных связей» (т. е. валентность) теряет смысл. Нельзя сказать, что натрий в $NaCl$ одновалентен, потому что он не образует одну связь, а взаимодействует сразу с шестью соседними ионами хлора. Для описания состава и строения ионных соединений используют другие, более подходящие понятия:

• Заряд иона (или степень окисления) — показывает, сколько электронов атом отдал или принял. Именно заряды ионов (+1 у $Na$, –1 у $Cl$) определяют, в каком соотношении они соединятся для образования электронейтрального вещества.
• Координационное число — показывает, сколько ионов-соседей противоположного знака окружает данный ион в кристаллической решетке (для $NaCl$ оно равно 6).

Ответ: Понятие «валентность» неприменимо к ионным соединениям, так как оно описывает число ковалентных связей, которые образуются за счет общих электронных пар и являются направленными. Ионная же связь возникает из-за ненаправленного электростатического притяжения между ионами. В ионном кристалле каждый ион взаимодействует не с одним, а сразу с несколькими соседними ионами, поэтому посчитать для него количество «связей» невозможно. Для характеристики ионных соединений вместо валентности используют заряд иона (степень окисления) и координационное число.