Најважније из лекције
Валенца представља способност атома да се везује са одређеним бројем других атома и означава се римским цифрама (\(\text{I}\)–\(\text{VIII}\)).
Елементи сталне валенце: \(\text{H}(\text{I})\), \(\text{F}(\text{I})\), 1. група (\(\text{I}\)), \(\text{O}(\text{II})\), \(\text{Zn}(\text{II})\), 2. група (\(\text{II}\)), \(\text{Al}(\text{III})\).
Одређивање валенце из формуле: важи једнакост \(\text{валенца}_1 \cdot \text{индекс}_1 = \text{валенца}_2 \cdot \text{индекс}_2\) (нпр. у \(\text{CO}_2\) валенца угљеника је \(2 \cdot 2 = \text{IV}\)).
Писање формуле помоћу валенци: одреди се \(\text{НЗС}\) валенци и подели са појединачним валенцама да би се добили индекси (нпр. за \(\text{Al}^{\text{III}}\) и \(\text{O}^{\text{II}}\), \(\text{НЗС}=6 \implies \text{Al}_2\text{O}_3\)).
Елементи сталне валенце: \(\text{H}(\text{I})\), \(\text{F}(\text{I})\), 1. група (\(\text{I}\)), \(\text{O}(\text{II})\), \(\text{Zn}(\text{II})\), 2. група (\(\text{II}\)), \(\text{Al}(\text{III})\).
Одређивање валенце из формуле: важи једнакост \(\text{валенца}_1 \cdot \text{индекс}_1 = \text{валенца}_2 \cdot \text{индекс}_2\) (нпр. у \(\text{CO}_2\) валенца угљеника је \(2 \cdot 2 = \text{IV}\)).
Писање формуле помоћу валенци: одреди се \(\text{НЗС}\) валенци и подели са појединачним валенцама да би се добили индекси (нпр. за \(\text{Al}^{\text{III}}\) и \(\text{O}^{\text{II}}\), \(\text{НЗС}=6 \implies \text{Al}_2\text{O}_3\)).
Валенца је број који показује колико атома водоника (или других једновалентних атома) може да веже посматрани атом датог елемента, односно колико ковалентних веза (заједничких електронских парова) може да образује.
Валенца се означава римским цифрама од \(\text{I}\) до \(\text{VIII}\) и пише се изнад хемијског симбола елемента: \(\overset{\text{I}}{\text{H}}\), \(\overset{\text{II}}{\text{O}}\), \(\overset{\text{III}}{\text{Al}}\).
У молекулу хлороводоника (\(\text{HCl}\)), један атом хлора везује један атом водоника, па је хлор једновалентан (\(\text{I}\)). У молекулу воде (\(\text{H}_2\text{O}\)), један атом кисеоника везује два атома водоника, па је кисеоник двовалентан (\(\text{II}\)).
Колика је валенца азота у молекулу амонијака (\(\text{NH}_3\)) ако знамо да је водоник једновалентан?
Пошто један атом азота везује три атома водоника, валенца азота у амонијаку је \(\text{III}\) (азот је тровалентан): \(\overset{\text{III}}{\text{N}}\overset{\text{I}}{\text{H}}_3\).
Валенца елемента повезана је са бројем валентних електрона и положајем елемента у Периодном систему елемената. Мањи број елемената има увек сталну валенцу, док већина других елемената има променљиву валенцу.
| Елементи са сталном валенцом | Валенца |
|---|---|
| Водоник (\(\text{H}\)), флуор (\(\text{F}\)), алкални метали (1. група: \(\text{Li, Na, K...}\)) | \(\text{I}\) |
| Кисеоник (\(\text{O}\)), цинк (\(\text{Zn}\)), земноалкални метали (2. група: \(\text{Mg, Ca, Ba...}\)) | \(\text{II}\) |
| Алуминијум (\(\text{Al}\)) | \(\text{III}\) |
Многи елементи могу имати више различитих валенци у зависности од једињења које граде:
- Гвожђе (\(\text{Fe}\)): \(\text{II, III}\)
- Бакар (\(\text{Cu}\)): \(\text{I, II}\)
- Угљеник (\(\text{C}\)), олово (\(\text{Pb}\)): \(\text{II, IV}\)
- Сумпор (\(\text{S}\)): \(\text{II, IV, VI}\)
- Фосфор (\(\text{P}\)): \(\text{III, V}\)
- Азот (\(\text{N}\)): \(\text{I, II, III, IV, V}\)
- Хлор (\(\text{Cl}\)), бром (\(\text{Br}\)), јод (\(\text{I}\)): \(\text{I, III, V, VII}\)
Који од наведених елемената има сталну валенцу: \(\text{Na}\), \(\text{Fe}\), \(\text{S}\), \(\text{Ca}\), \(\text{Cu}\)?
Сталну валенцу имају натријум (\(\text{Na}\) – валенца \(\text{I}\)) и калцијум (\(\text{Ca}\) – валенца \(\text{II}\)), док су \(\text{Fe}\), \(\text{S}\) и \(\text{Cu}\) елементи променљиве валенце.
У сваком бинарном једињењу, производ валенце и индекса једног елемента једнак је производу валенце и индекса другог елемента:
\[ \text{валенца}_1 \cdot \text{индекс}_1 = \text{валенца}_2 \cdot \text{индекс}_2 \]
Одређивање валенце азота у једињењу \(\text{N}_2\text{O}_3\):
Кисеоник увек има сталну валенцу \(\text{II}\). Непознату валенцу азота означавамо са \(x\): \[ \overset{x}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_3 \] \[ x \cdot 2 = \text{II} \cdot 3 \] \[ 2x = 6 \implies x = 3 \] Валенца азота у овом једињењу је \(\text{III}\).
Кисеоник увек има сталну валенцу \(\text{II}\). Непознату валенцу азота означавамо са \(x\): \[ \overset{x}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_3 \] \[ x \cdot 2 = \text{II} \cdot 3 \] \[ 2x = 6 \implies x = 3 \] Валенца азота у овом једињењу је \(\text{III}\).
Одређивање валенце бакра у једињењу \(\text{Cu}_2\text{O}\):
\[ \overset{x}{\text{Cu}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_1 \]
\[ x \cdot 2 = 2 \cdot 1 \implies 2x = 2 \implies x = 1 \]
Валенца бакра је \(\text{I}\).
Одредите валенцу сумпора у једињењу формуле \(\text{SO}_3\).
Кисеоник има валенцу \(\text{II}\), а индекс сумпора је 1:
\[ \overset{x}{\text{S}}_1\overset{\text{II}}{\text{O}}_3 \]
\[ x \cdot 1 = 2 \cdot 3 \implies x = 6 \]
Валенца сумпора је \(\text{VI}\).
Записати хемијске симболе елемената и изнад њих њихове валенце римским бројевима.
Одредити најмањи заједнички садржалац (\(\text{НЗС}\)) за вредности обе валенце.
Поделити вредност \(\text{НЗС}\) валенцом сваког појединачног елемента да би се добили њихови индекси.
Записати израчунате индексе као мале бројеве са доње десне стране симбола елемента (индекс \(1\) се никада не пише).
Саставити формулу једињења тровалентног гвожђа (\(\text{Fe}^{\text{III}}\)) и двовалентног кисеоника (\(\text{O}^{\text{II}}\)):
- Запис валенци: \(\overset{\text{III}}{\text{Fe}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}}\)
- \(\text{НЗС}(3, 2) = 6\)
- Индекс за \(\text{Fe}\): \(6 : 3 = 2\); индекс за \(\text{O}\): \(6 : 2 = 3\)
- Формула једињења: \(\text{Fe}_2\text{O}_3\)
Саставити формулу једињења четворовалентног угљеника (\(\text{C}^{\text{IV}}\)) и кисеоника (\(\text{O}^{\text{II}}\)):
\[ \overset{\text{IV}}{\text{C}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}} \quad \text{НЗС}(4, 2) = 4 \]
Индекс за \(\text{C}\): \(4 : 4 = 1\), индекс за \(\text{O}\): \(4 : 2 = 2\) \(\implies \text{CO}_2\).
Саставите формулу једињења петовалентног фосфора и двовалентног кисеоника.
1. \(\overset{\text{V}}{\text{P}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}}\)
2. \(\text{НЗС}(5, 2) = 10\)
3. Индекс за \(\text{P}\): \(10 : 5 = 2\); индекс за \(\text{O}\): \(10 : 2 = 5\)
4. Формула: \(\text{P}_2\text{O}_5\).
2. \(\text{НЗС}(5, 2) = 10\)
3. Индекс за \(\text{P}\): \(10 : 5 = 2\); индекс за \(\text{O}\): \(10 : 2 = 5\)
4. Формула: \(\text{P}_2\text{O}_5\).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Одредите валенце елемената у следећим једињењима:
а) \(\text{HCl}\)
б) \(\text{CaO}\)
в) \(\text{AlCl}_3\) (хлор је у хлоридима једновалентан)
а) \(\text{HCl}\)
б) \(\text{CaO}\)
в) \(\text{AlCl}_3\) (хлор је у хлоридима једновалентан)
а) Водоник је увек једновалентан: \(\overset{\text{I}}{\text{H}}\overset{\text{I}}{\text{Cl}}\) (хлор је \(\text{I}\)).
б) Кисеоник је увек двовалентан: \(\overset{\text{II}}{\text{Ca}}\overset{\text{II}}{\text{O}}\) (калцијум је \(\text{II}\)).
в) Хлор је \(\text{I}\): \(x \cdot 1 = 1 \cdot 3 \implies \overset{\text{III}}{\text{Al}}\overset{\text{I}}{\text{Cl}}_3\) (алуминијум је \(\text{III}\)).
б) Кисеоник је увек двовалентан: \(\overset{\text{II}}{\text{Ca}}\overset{\text{II}}{\text{O}}\) (калцијум је \(\text{II}\)).
в) Хлор је \(\text{I}\): \(x \cdot 1 = 1 \cdot 3 \implies \overset{\text{III}}{\text{Al}}\overset{\text{I}}{\text{Cl}}_3\) (алуминијум је \(\text{III}\)).
Задатак 2 (средњи): Напишите формуле једињења која настају спајањем:
а) литијума (\(\text{Li}\)) и кисеоника (\(\text{O}\))
б) четворовалентног сумпора (\(\text{S}^{\text{IV}}\)) и кисеоника (\(\text{O}\))
в) тровалентног алуминијума (\(\text{Al}^{\text{III}}\)) и двовалентног сумпора (\(\text{S}^{\text{II}}\))
а) литијума (\(\text{Li}\)) и кисеоника (\(\text{O}\))
б) четворовалентног сумпора (\(\text{S}^{\text{IV}}\)) и кисеоника (\(\text{O}\))
в) тровалентног алуминијума (\(\text{Al}^{\text{III}}\)) и двовалентног сумпора (\(\text{S}^{\text{II}}\))
а) \(\overset{\text{I}}{\text{Li}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}}\): \(\text{НЗС}(1, 2) = 2 \implies \text{Li}_2\text{O}\)
б) \(\overset{\text{IV}}{\text{S}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}}\): \(\text{НЗС}(4, 2) = 4 \implies \text{индекс за S је } 4:4=1, \text{ за O је } 4:2=2 \implies \text{SO}_2\)
в) \(\overset{\text{III}}{\text{Al}}\,\overset{\text{II}}{\text{S}}\): \(\text{НЗС}(3, 2) = 6 \implies \text{индекс за Al је } 6:3=2, \text{ за S је } 6:2=3 \implies \text{Al}_2\text{S}_3\)
б) \(\overset{\text{IV}}{\text{S}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}}\): \(\text{НЗС}(4, 2) = 4 \implies \text{индекс за S је } 4:4=1, \text{ за O је } 4:2=2 \implies \text{SO}_2\)
в) \(\overset{\text{III}}{\text{Al}}\,\overset{\text{II}}{\text{S}}\): \(\text{НЗС}(3, 2) = 6 \implies \text{индекс за Al је } 6:3=2, \text{ за S је } 6:2=3 \implies \text{Al}_2\text{S}_3\)
Задатак 3 (тежак): Молекул неког оксида садржи два атома непознатог елемента \(\text{E}\) и седам атома кисеоника.
а) Напишите општу формулу тог оксида.
б) Израчунајте валенцу елемента \(\text{E}\) у том једињењу.
в) Ако је елемент \(\text{E}\) хлор, саставите формулу његовог оксида у којем је хлор једновалентан.
а) Напишите општу формулу тог оксида.
б) Израчунајте валенцу елемента \(\text{E}\) у том једињењу.
в) Ако је елемент \(\text{E}\) хлор, саставите формулу његовог оксида у којем је хлор једновалентан.
а) Формула оксида је \(\text{E}_2\text{O}_7\).
б) Кисеоник је увек двовалентан (\(\text{II}\)): \[ \overset{x}{\text{E}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_7 \implies x \cdot 2 = 2 \cdot 7 \implies 2x = 14 \implies x = 7 \] Валенца елемента \(\text{E}\) је \(\text{VII}\).
в) За једновалентни хлор (\(\text{Cl}^{\text{I}}\)) и кисеоник (\(\text{O}^{\text{II}}\)): \[ \overset{\text{I}}{\text{Cl}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}} \quad \text{НЗС}(1, 2) = 2 \implies \text{Cl}_2\text{O} \]
б) Кисеоник је увек двовалентан (\(\text{II}\)): \[ \overset{x}{\text{E}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_7 \implies x \cdot 2 = 2 \cdot 7 \implies 2x = 14 \implies x = 7 \] Валенца елемента \(\text{E}\) је \(\text{VII}\).
в) За једновалентни хлор (\(\text{Cl}^{\text{I}}\)) и кисеоник (\(\text{O}^{\text{II}}\)): \[ \overset{\text{I}}{\text{Cl}}\,\overset{\text{II}}{\text{O}} \quad \text{НЗС}(1, 2) = 2 \implies \text{Cl}_2\text{O} \]
