Валентность химических элементов: таблица

Как определить валентность по формуле?

В бинарном соединении общее число связей у обоих элементов одинаково. Умножьте известную валентность на индекс её элемента и разделите на индекс второго элемента. В Fe₂O₃: у кислорода II, атомов кислорода три, 2 · 3 = 6 связей; 6 делим на два атома железа — валентность железа III. В P₂O₅: 2 · 5 = 10, 10 : 2 = 5, фосфор пятивалентен.

Обратная задача — составить формулу по валентностям. Найдите наименьшее общее кратное валентностей и разделите его на каждую: алюминий III и кислород II, НОК = 6, получается Al₂O₃.

У кислотного остатка валентность равна числу атомов водорода в кислоте: NO₃ — I (HNO₃), SO₄ — II (H₂SO₄), PO₄ — III (H₃PO₄). Дальше так же, как с оксидами: алюминий III и сульфат II дают Al₂(SO₄)₃.

Как определить валентность по таблице Менделеева?

У элементов главных подгрупп высшая валентность равна номеру группы: натрий в I группе одновалентен, магний во II — двухвалентен, алюминий в III — трёхвалентен, сера в VI группе в высшем оксиде SO₃ шестивалентна. Исключения — азот, кислород и фтор: их высшая валентность IV, II и I.

Валентность неметалла в соединении с водородом — низшая, её находят вычитанием номера группы из восьми: углерод 8 − 4 = IV (CH₄), азот 8 − 5 = III (NH₃), сера 8 − 6 = II (H₂S), хлор 8 − 7 = I (HCl). У фосфора обе валентности видны сразу: высшая V в P₂O₅, низшая III в PH₃. Номер группы удобно смотреть в таблице Менделеева.

Элементы с постоянной валентностью: список

• I — водород, фтор, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, серебро.
• II — кислород, бериллий, магний, кальций, стронций, барий, цинк.
• III — бор, алюминий.
• IV — кремний: в таблице он тоже отмечен постоянным, потому что в заданиях ЕГЭ встречается только четырёхвалентным.

Валентность элементов по алфавиту

• Азот (N) — I, II, III, IV, переменная
• Алюминий (Al) — III, постоянная
• Барий (Ba) — II, постоянная
• Бериллий (Be) — II, постоянная
• Бор (B) — III, постоянная
• Бром (Br) — I, III, V, VII, переменная
• Водород (H) — I, постоянная
• Железо (Fe) — II, III, переменная
• Иод (I) — I, III, V, VII, переменная
• Калий (K) — I, постоянная
• Кальций (Ca) — II, постоянная
• Кислород (O) — II, постоянная
• Кремний (Si) — IV, постоянная
• Литий (Li) — I, постоянная
• Магний (Mg) — II, постоянная
• Марганец (Mn) — II, III, IV, VI, VII, переменная
• Медь (Cu) — I, II, переменная
• Мышьяк (As) — III, V, переменная
• Натрий (Na) — I, постоянная
• Олово (Sn) — II, IV, переменная
• Рубидий (Rb) — I, постоянная
• Свинец (Pb) — II, IV, переменная
• Селен (Se) — II, IV, VI, переменная
• Сера (S) — II, IV, VI, переменная
• Серебро (Ag) — I, постоянная
• Стронций (Sr) — II, постоянная
• Углерод (C) — IV, II, переменная
• Фосфор (P) — III, V, переменная
• Фтор (F) — I, постоянная
• Хлор (Cl) — I, III, V, VII, переменная
• Хром (Cr) — II, III, VI, переменная
• Цезий (Cs) — I, постоянная
• Цинк (Zn) — II, постоянная

Чем валентность отличается от степени окисления?

Валентность — число связей атома, у неё нет знака, записывают её римскими цифрами. Степень окисления — условный заряд атома, если считать все связи ионными; у неё есть знак и она может быть нулевой. Часто числа совпадают, но не всегда:

• В N₂ у азота валентность III (тройная связь), а степень окисления 0.
• В H₂O₂ у кислорода валентность II, а степень окисления −1.
• В CH₄ валентность углерода IV, степень окисления −4; в формальдегиде HCHO валентность тоже IV, а степень окисления 0.
• В азотной кислоте HNO₃ у азота валентность IV, а степень окисления +5.

Почему у азота валентность не больше IV?

Азот — элемент второго периода. На его внешнем уровне всего четыре орбитали: одна 2s и три 2p, d-подуровня нет. Каждая связь занимает одну орбиталь, поэтому связей не может быть больше четырёх: три азот образует за счёт своих неспаренных электронов, четвёртую — по донорно-акцепторному механизму, отдавая свою электронную пару, как в ионе NH₄⁺ и в азотной кислоте. Поэтому высшая степень окисления азота +5, а высшая валентность — IV.

По той же причине кислород и фтор не бывают шести- и семивалентными, хотя стоят в VI и VII группах. У серы, фосфора и хлора из третьего периода есть свободный 3d-подуровень, и валентность у них доходит до номера группы: VI, V и VII.