Определение валентности элементов по формулам их соединений. Составление химических формул по валентности

# Определяем валентность по формулам

Чтобы найти валентность атомов элементов в бинарных соединениях (состоящих из двух элементов) сначала нужно определить элемент у которого валентность постоянная. Затем нужно умножить значение валентности этого элемента на индекс этого же элемента. Затем полученное значение мы делим на индекс второго элемента в соединении (помните, мы определяем валентность элементов в бинарном соединении). Результат деления и будет значением валентности второго элемента.

Возьмем формулу сероводорода H₂S и воспользуемся алгоритмом для нахождения валентности элементов. H₂S — бинарное соединение (состоит из двух элементов). Водород обладает постоянной валентностью — I. Сера (S) находится в шестой группе главной подгруппы, поэтому имеет высшую, низшую и промежуточную валентность. Найдем валентность серы.

${\stackrel{\mathrm{I}}{\mathrm{H}}}_2\mathrm{S}$
Шаг 1. Находим элемент с постоянной валентностью и проставляем значение валентности над этим элементом.

Шаг 2. Найдем валентность серы. Для этого умножим значение валентности водорода — I на индекс водорода — 2 (1 * 2 = 2). Полученное значение запишем над формулой.

Шаг 3. Нужно поделить полученное значение — 2 (результат умножения валентности на индекс) на индекс серы. В нашем случае индекс у серы равен 1 — (2/1=2). Итак, валентность серы в формуле H₂S равна двум.

Возьмем формулу оксида фосфора P₂O₃ и найдем валентность фосфора и кислорода. Воспользуемся алгоритмом. Элемент с постоянной валентностью в оксиде фосфора — кислород (валентность II). Запишем над кислородом

$\stackrel{ }{{\mathrm{P}}_2}\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{O}}_3}$

Найдем валентность фосфора. Для этого умножим валентность кислорода на индекс кислорода (2*3=6). Это значение запишем над формулой.

Полученное значение 6 (результат умножения валентности на индекс) мы делим на индекс, стоящий при фосфоре (6/2=3). Мы нашли, что валентность фосфора в соединении оксид фосфора равна трем.
$\stackrel{\mathrm{III}}{{\mathrm{P}}_2}\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{O}}_3}$

Возьмем формулу серной кислоты H₂SO₄ и найдем валентность всех элементов: водорода, серы и кислорода. Воспользуемся алгоритмом. Элементы с постоянной валентностью в серной кислоте — водород (валентность I) и кислород (валентность II). Проставим валентности над соответствующими элементами.

$\stackrel{\mathrm{I}}{{\mathrm{H}}_2}\stackrel{ }{\mathrm{S}}\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{O}}_4}$

Теперь проделаем следующее. 
Умножим валентность кислорода на индекс кислорода (2*4) получим восемь.
Умножим валентность водорода на индекс водорода (1*2) получим два.

Сейчас вычтем из большего получившегося значения (8) меньшее (2). 
8-2=6
Это и будет валентность серы в серной кислоте.

Очень подробно нахождение валентности по формулам разобрано в этом видео:

Помните, что валентность является реальной физической связью, которой обладает атом с другим атомом в соединении. Например, дана формула оксида меди CuO, здесь валентность меди можно определить так. Валентность кислорода равна двум. На один атом кислорода в соединении приходится один атом меди (в соединении нет индексов), следовательно валентность меди тоже равна двум.

Схожие рассуждения мы ведем и при определении валентности в формулах, где есть несколько атомов двух различных химических элементов. Например, чтобы найти валентности элементов в оксиде железа Fe₂O₃ рассуждаем так. Валентность кислорода равна 2, но раз в данной молекуле содержится три атома кислорода (индекс кислорода здесь Fe₂O₃ равен трем), то общее число валентностей всех трех атомов кислорода равно шести (2*3). Эти шесть валентностей приходятся на два атома железа. Следовательно, на один атом железа приходится три единицы валентности (6/2). То есть валентность железа в оксиде железа Fe₂O₃ равна трем.

$\stackrel{\mathrm{III}}{{\mathrm{Fe}}_2}\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{O}}_3}$

Правило!
Число единиц валентности всех атомов одного элемента должно быть равно числу единиц валентности всех атомов другого элемента

Помните!
1. Число валентности не может быть дробным числом;
2. Числовое значение валентности не бывает больше восьми;
3. Некоторые химические элементы имеют переменную валентность. 

# Составляем бинарные формулы по валентности

При составлении правильных формул с учетом валентности всегда обращайтесь к Периодической системе Д.И. Менделеева для того, чтобы найти элементы с постоянной валентностью. В первой, второй и третей группах у элементов главных подгрупп будет постоянная валентность равная номеру группы. У элементов, находящихся в группах с четвертой по восьмую валентность будет переменной (высшая, низшая или промежуточная).

Валентность атомов некоторых элементов в химических соединениях

Правило!
Неметаллы с металлами проявляют свою низшую валентность. Например, в соединении хлорида железа (3) FeCl₃ хлор будет проявлять свою низшую валентность.

Помните! 
Если элемент проявляет переменную (высшую, низшую или промежуточную) валентность, то в заданиях валентность такого элемента, как правило, указывается. Например, оксид серы (6) или хлорид железа (3).
Если элемент проявляет переменную валентность, а в задании валентность не указана, тогда нужно составить все варианты соединений исходя из того, какие валентности может иметь элемент. Например, если в задании просят составить формулы оксида серы, то нужно исходить из того, что сера может иметь валентности: IV, VI и составить две формулы. 

Например, составьте формулу с учетом валентности:

У оксида серы (6) SO
Цифрой шесть нам показывают валентность серы. Всегда помните о тех элементах у которых валентность постоянная, что позволит сразу проставить правильную валентность.
Шаг 1. Проставим валентность над элементами.
Над серой VI (знаем из условия задания) и над кислородом II (у кислорода валентность постоянная)
$\stackrel{\mathrm{VI}}{\mathrm{S}}\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{O}}$

Шаг 2. Найдем НОК (наименьшее общее кратное) валентностей, чтобы расставить правильно коэффициенты. НОК 6 и 2 — это то, что будет делиться и на 6 и на 2. Таким числом будет «6». Запишем «6» над формулой.

Шаг 3. Полученное НОК мы делим на валентности каждого элемента в данной формуле, чтобы найти коэффициенты.
6/VI = 1 (это индекс серы)
6/II=3 (это индекс кислорода)
Итак, оксид серы шесть имеет химическую формулу SO₃

У оксида магния MgO
Шаг 1. Найдем элемент с постоянной валентностью. 
Валентность у кислорода постоянная и равна II. Магний находится во второй группе в главной подгруппе, поэтому его валентность равна номеру группы — II. Проставим валентности над элементами.
$\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{Mg}}\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{O}}$

Когда в бинарном соединении валентности элементов одинаковые, то индексы не ставим. Таким образом формула оксида магния MgO.

У оксида калия KO
Шаг 1. Найдем элемент с постоянной валентностью. 
Валентность у кислорода постоянная и равна II. Калий находится в первой группе в главной подгруппе, поэтому его валентность равна номеру группы — I. Проставим валентности над элементами.
$\stackrel{\mathrm{I}}{\mathrm{K}}\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{O}}$

Шаг 2. Найдем НОК (наименьшее общее кратное) валентностей, чтобы расставить правильно коэффициенты. НОК 1 и 2 — это то, что будет делиться и на 1 и на 2. Таким числом будет «2». Запишем «2» над формулой.

Шаг 3. Полученное НОК мы делим на валентности каждого элемента в данной формуле, чтобы найти коэффициенты.
2/I = 2 (это индекс калия)
2/II=1 (это индекс кислорода)
Итак, оксид калия имеет химическую формулу K₂O

У хлорида железа (3) FeCl
Шаг 1. Цифрой три нам показывают валентность железа в данном соединении. Хлор тоже имеет переменную валентность. Почему в задании нам не указали какую именно валентность имеет хлор в данном соединении? Вспомните правило, что неметаллы с металлами проявляют свою низшую валентность. Хлор — не металл. Чтобы найти низшую валентность нужно из 8 вычесть номер группы элемента. Хлор находится в 7-й группе, поэтому 8-7=1. то есть низшая валентность хлора — I. Проставим валентности над элементами.
$\stackrel{\mathrm{III}}{\mathrm{Fe}}\stackrel{\mathrm{I}}{\mathrm{Cl}}$

Шаг 2. Найдем НОК (наименьшее общее кратное) валентностей, чтобы расставить правильно коэффициенты. НОК 3 и 1 — это то, что будет делиться и на 1 и на 3. Таким числом будет «3». Запишем «3» над формулой.

Шаг 3. Полученное НОК мы делим на валентности каждого элемента в данной формуле, чтобы найти коэффициенты.
3/3 = 1 (это индекс железа)
3/1=3 (это индекс хлора)
Итак, хлорид железа имеет химическую формулу FeCl₃

Очень подробный разбор смотрите в этом видео: