Страница 154 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Что такое валентность с точки зрения строения атома?

Решение

С точки зрения строения атома, валентность — это способность атома образовывать определенное число химических связей с другими атомами. Эта способность напрямую определяется количеством и поведением электронов, находящихся на внешнем (валентном) электронном уровне.

Ключевые аспекты валентности, связанные со строением атома:

1. Валентные электроны. Это электроны, расположенные на самой внешней электронной оболочке атома. Именно они участвуют в образовании химических связей, поскольку они наименее прочно связаны с ядром и могут взаимодействовать с электронами других атомов.
2. Стремление к стабильности (правило октета). Атомы вступают в химические реакции, чтобы достичь более стабильной электронной конфигурации, как правило, такой же, как у благородных газов (с 8 электронами на внешней оболочке, или 2 для элементов первого периода). Валентность часто определяется числом электронов, которые атом должен отдать, принять или обобществить, чтобы завершить свой внешний электронный слой.
   • Например, атом натрия (Na) имеет электронную конфигурацию внешнего слоя $3s^1$. У него один валентный электрон. Отдавая этот электрон, он приобретает стабильную конфигурацию и проявляет валентность, равную 1.
   • Атом хлора (Cl) имеет конфигурацию внешнего слоя $3s^23p^5$. У него семь валентных электронов. Для завершения оболочки ему не хватает одного электрона. Поэтому в большинстве соединений (например, в HCl) он образует одну связь, проявляя валентность, равную 1.
3. Неспаренные электроны. Число химических связей, которое может образовать атом по обменному механизму (создавая общие электронные пары), часто равно числу неспаренных электронов на его внешней оболочке в основном состоянии.
4. Возбужденное состояние атома. Валентность может быть переменной. Атом может переходить в возбужденное состояние при поглощении энергии. В этом состоянии электронные пары на валентном уровне могут распариваться, и один из электронов переходит на свободную орбиталь того же энергетического уровня. Это увеличивает число неспаренных электронов и, следовательно, возможную валентность.
   • Например, атом углерода (C) в основном состоянии имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^2$. На внешнем уровне у него 2 спаренных s-электрона и 2 неспаренных p-электрона. Его валентность в этом состоянии равна II. Однако, получив небольшое количество энергии, один электрон с $2s$-подуровня переходит на свободную $2p$-орбиталь. Конфигурация становится $1s^22s^12p^3$. Теперь у атома 4 неспаренных электрона, и он может образовывать 4 связи, проявляя валентность IV, что характерно для большинства его соединений (например, $CH_4$).
   • Аналогично, атом серы (S), имеющий в основном состоянии конфигурацию внешнего слоя $3s^23p^4$ (2 неспаренных электрона, валентность II), может переходить в возбужденные состояния с конфигурациями $3s^23p^33d^1$ (4 неспаренных электрона, валентность IV) и $3s^13p^33d^2$ (6 неспаренных электронов, валентность VI).
5. Донорно-акцепторный механизм. Валентность также может быть реализована за счет донорно-акцепторного механизма, когда один атом (донор) предоставляет свою неподеленную электронную пару, а другой атом (акцептор) предоставляет для этой пары свободную орбиталь. Это также увеличивает число связей, которое может образовать атом, сверх числа его неспаренных электронов.

Таким образом, валентность — это фундаментальное свойство атома, которое определяется строением его внешней электронной оболочки: числом валентных электронов, их распределением по орбиталям и способностью атома изменять это распределение для образования химических связей.

Ответ: С точки зрения строения атома, валентность — это его способность формировать химические связи, которая определяется числом электронов на внешней электронной оболочке (валентных электронов), способных участвовать в образовании этих связей. Валентность может быть равна числу неспаренных электронов, а также может увеличиваться за счет перехода атома в возбужденное состояние (распаривания электронных пар) или участия неподеленных электронных пар в образовании связей по донорно-акцепторному механизму.