化合價
編輯在化學中,元素的化合價(美式拼寫)或化合價(英式拼寫)是衡量它在形成化合物或分子時與其他原子結合能力的量度。
描述
編輯給定元素的原子的結合能力或親和力取決于它與之結合的氫原子數。 在甲烷中,碳的價數為 4; 在氨中,氮的價數為 3; 在水中,氧的價數為 2; 在氯化氫中,氯的價數為 1。氯的價數為 1,因此可以代替氫。 磷在五氯化磷中的價數為 5,PCl5。 化合物的化合價圖表示元素的連通性,在兩個元素之間畫線,有時稱為鍵,表示每個元素的飽和化合價。 下面的兩個表格顯示了不同化合物的一些示例、它們的化合價圖以及化合物中每個元素的化合價。
現代定義
編輯IUPAC 將化合價定義為:
單價原子(最初是氫或氯原子)的xxx數量,可以與正在考慮的元素的原子結合,或與片段結合,或該元素的原子可以被取代。
另一種現代描述是:
可以與二元氫化物中的元素結合的氫原子數或與其氧化物或氧化物中的元素結合的氧原子數的兩倍。
該定義與 IUPAC 的定義不同,因為元素可以說具有多價。
最近一篇文章中給出的一個非常相似的現代定義將分子中特定原子的化合價定義為原子在鍵合中使用的電子數,有兩個等效的計算化合價的公式:
化合價 = 自由原子價殼層中的電子數 – 分子中原子上的非鍵合電子數,
和
化合價 = 鍵數 + 形式電荷。
歷史發展
編輯valence(復數價)和valency(復數價)這兩個詞的詞源可以追溯到1425年,意思是提取物,準備,來自拉丁文valentia強度,能力,來自更早的valor worth,價值,以及指結合力的化學意義 元素的記錄是從 1884 年開始的,來自德國的 Valenz。
價的概念是在 19 世紀下半葉發展起來的,它幫助成功地解釋了無機和有機化合物的分子結構。對價的根本原因的探索導致了現代化學鍵合理論,包括立方原子(1902 年) )、路易斯結構 (1916)、價鍵理論 (1927)、分子軌道 (1928)、價層電子對排斥理論 (1958),以及所有量子化學的先進方法。
1789 年,威廉·希金斯 (William Higgins) 發表了關于他所謂的終極粒子組合的觀點,這預示了價鍵的概念。 例如,如果根據希金斯的說法,氧的最終粒子和氮的最終粒子之間的力是 6,那么力的強度將相應地分配,對于其他最終粒子的組合也是如此(見插圖) .
然而,化學價理論的確切起源可以追溯到 Edward Frankland 1852 年的一篇論文,在該論文中,他將較早的激進理論與化學親和力的思想相結合,表明某些元素有與其他元素結合的傾向 形成含有 3 個的化合物,即在 3 個原子組中(例如,NO3、NH3、NI3 等)或 5,即在 5 個原子組中(例如,NO5,NH4O, PO5, etc.), 附加元素的等價物。 根據他的說法,這是他們的親和力得到xxx滿足的方式,并且通過遵循這些示例和假設,他聲明</sub >
趨勢或法則(此處)盛行,無論聯合原子的特征如何,吸引元素的結合力,如果我可以允許這個術語,總是由相同數量的這些原子滿足 .
這種“結合力”后來被稱為量價或化合價(美國化學家稱之為化合價)。 1857 年 8 月,凱庫勒提出了許多元素的固定化合價,例如碳的 4 價,并用它們提出了許多有機分子的結構式,至今仍被接受。
大多數 19 世紀的化學家將元素的化合價定義為其鍵的數量,而沒有區分不同類型的化合價或鍵。
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