Валентность

Edward Frankland
Edward Frankland

Вале́нтность — свойство атома образовывать определённое число химических связей с другими атомами[1]. В молекулах с ковалентной связью валентность равна числу двухэлектронных двухцентровых связей, которые образует данный атом[2]. При этом двойные, тройные, четверные, пятерные и шестерные связи учитываются соответственно как 2, 3, 4, 5 и 6 единиц валентности.

В подавляющем большинстве соединений водород проявляет валентность 1, кислород — 2, азот — 3, углерод — 4. Структурные формулы молекул изображают химические связи в виде линий между символами атомов. Валентность не имеет знака, поскольку полярность связей при её определении не учитывается.

Латинское слово valentia означает силу или способность[3]. Химическое значение термина «соединительная способность» закрепилось в научной литературе с 1884 года.

История развития понятия

модель образования ковалентных связей
Резонансная модель образования ковалентных связей в молекуле HNO3

Ирландский химик Уильям Хиггинс в 1789 году высказал идею о том, что мельчайшие частицы вещества (атомы) способны соединяться между собой[4]. Эдуард Франкленд в 1852 году ввёл понятие соединительной силы атомов и показал существование кратностей 3 и 5 у некоторых элементов[5]. Фридрих Август Кекуле в 1857 году сформулировал идею о четырёхосновности атома углерода[5]. Сходные взгляды независимо высказал Арчибальд Скотт Купер в 1858 году[5].

Лотар Мейер в 1864 году опубликовал раннюю версию периодической таблицы, включавшую 28 элементов, и предложил классификацию элементов по их валентности[6]. Альфред Вернер в 1893 году разграничил главные и побочные валентности, что соответствует современным понятиям степени окисления и координационного числа[7]. Рихард Абегг в 1904 году сформулировал правило, согласно которому разность между максимальной и минимальной валентностью элемента главной подгруппы часто равна 8.

Александр Браун в 1864 году ввёл структурные формулы с изображением связей линиями. Август фон Гофман в 1865 году продемонстрировал первые шаростержневые модели молекул. В учебнике Кекуле 1866 года появились рисунки, показывающие тетраэдрическую конфигурацию атома углерода.

Структурная формула молекулы этана
Структурная формула молекулы этана

Развитие электронных теорий строения атома и молекулы привело к созданию кубической модели атома в 1902 году. Гилберт Льюис в 1916 году разработал теорию электронных структур молекул. Вальтер Гайтлер и Фриц Лондон в 1927 году создали валентно-связную теорию. Роберт Малликен и Фридрих Хунд в 1928 году предложили метод молекулярных орбиталей. Рональд Гиллеспи и Рональд Найхолм в 1957 году разработали теорию отталкивания валентных электронных пар[8]. Ирвинг Лэнгмюр в 1919 году ввёл термин «ковалентность» для обозначения связей с обобществлёнными электронными парами[9]. Лайнус Полинг в 1930-х годах развил концепцию полярной ковалентной связи[10].

Литература

  • Корольков Д. В. Валентность атомов в молекулах. — М.: Просвещение, 1982. — С. 126. — (Основы неорганической химии).
  • Картмелл, Фоулс. Валентность и строение молекул. — М.: Химия, 1979. — С. 360.
  • Коулсон Ч. алентность. — М.: Мир, 1965.
  • Развитие учения о валентности / под ред. Кузнецова В. И.. — М.: Химия, 1977. — 248 с.
  • Паулинг Л. Природа химической связи. — М., Л.: Гос. НТИ хим. литературы, 1974.

Примечания

  1. ↑ Основные понятия химии. Элементы химической термодинамики. Лекция № 2 курса «Общая и неорганическая химия» / под ред. коллектива химического факультета. — М.: Издательство МГУ им. М. В. Ломоносова, 2018. — Т. 1. — С. 11. — 72 с. — (Общая и неорганическая химия).
  2. ↑ [Химическая связь и строение молекул Химическая связь и строение молекул] / под ред. коллектива химического факультета. — М.: Издательство МГУ им. М. В. Ломоносова, 2018. — Т. 1. — С. 11. — 72 с. — (Общая химия).
  3. ↑ Буянова А., Залазин П., Новиков А. Естественнонаучная латынь: язык учёных или врачей? / под ред. коллектива ММФЯ. — М.: Издательство ММФЯ. — Т. 1. — С. 6. — 24 с. — (Латинский язык и основы медицинской терминологии).
  4. ↑ Содди Ф. История атомной энергии / пер. с англ. М. Ю. Богданова и др. Под ред. А. Н. Кривомазова, Д. Н. Трифонова. — М.: Атомиздат, 1979. — Т. 1. — С. 49–58. — 287 с. — (The Story of Atomic Energy).
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Введение в историю химической науки / под ред. коллектива химического факультета. — М.: Издательство МГУ им. М. В. Ломоносова, 2000. — Т. 1. — С. 19. — 23 с.
  6. ↑ Дмитриев И. Открытие периодического закона: три загадки и одна легенда // Природа. — М.: Наука, 2019. — Т. 1, № 2. — С. 1–12. — ISSN 0032-874X.
  7. ↑ Наумов В. И., Мацулевич Ж. В., Ковалева О. Н. Комплексные соединения. — Нижний Новгород: Издательство ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2019. — Т. 1. — С. 17. — 173 с.
  8. ↑ Рональд Дж. Гиллеспи / под ред. коллектива Academic.ru. — М.: Academic.ru, 2019. — Т. 1. — С. 1–5. — 5 с.
  9. ↑ Langmuir I. Isomorphism, Isosterism and Covalence // Journal of the American Chemical Society. — Washington: American Chemical Society, 1919. — Т. 41, № 10. — С. 1543–1559. — ISSN 0002-7863.
  10. ↑ Молчанова М. Лайнус Полинг: среди химических связей // Квантик. — М.: МЦНМО, 2020. — Т. 1, № 1. — С. 1–10. — ISSN 2220-9298.
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Валентность&oldid=2157346