Валенттілігі қалай анықталады?

Латын тілінен («valēns») «валенттеу» сөзі «күші бар» деп аударылады. Бұл бірінші рет XV ғасырдың басында айтылды, бірақ оның мәні («дәрілік» немесе «сығынды») заманауи түсіндірумен байланысты емес. Қазіргі валенттілік идеясының негізін қалаушы - атақты ағылшын химикі Е. Франкланд. 1852 жылы сол кездегі барлық теориялар мен болжамдар қайта тұжырымдалған қағазды жариялады. Эдвард Франклинд Валенттің ілімі үшін негіз болатын «қосылушы күш» ұғымын енгізді, бірақ «Валентті қалай табуға болады?» Деген сұраққа жауап берді. Сол кезде ол әлі тұжырымдалған жоқ.

Теорияны одан әрі дамытудағы рөлі Фридрих Т. Кекуленің (1857), Арчибальд Скотт Купердің (1858), А.Бутлеровтың (1861), А.Фон Хофманның (1865) туындыларымен орындалды. Ал 1866 жылы Ф.Кекуле өзінің оқулықта химиялық заттардың молекулаларының стереохимиялық үлгілерін тетраэдралық конфигурацияның көміртегі атомымен фигуралар түрінде жүргізді, оған сәйкес валенттің, мысалы, көміртекті қалай анықтау керектігі айқын болды.

Химиялық байланыстың қазіргі заманғы теориясының негізі кванттық механикалық көрініс болып табылады, бұл екі атомның өзара әрекеттесуі нәтижесінде жалпы электрон жұбы қалыптасатындығын дәлелдейді. Параллельді айналып өтпеген электрондары бар атомдар антипараллельді олармен ортақ электронды жұп құра алады. Бір- біріне жақындай отырып, екі атомның арасында пайда болған химиялық байланыс - ішінара электронды бұлт болып табылады. Нәтижесінде екі ядро арасында электр заряды тығыздығы қалыптасады, оған оң зарядталған ядролар тартылып, молекула пайда болады. Әр түрлі атомдардың өзара әрекеттесу механизмі туралы идея химиялық байланыстың немесе валентті байланыс әдісінің негізін құрады. Сонымен, валентті қалай анықтау керек? Атомның қалыптасуына қабілетті байланыстардың санын анықтау қажет. Әйтпесе, біз валенттілігі электрондарының санын табуымыз керек деп айта аламыз .

Егер мерзімді кестені қолданатын болсақ, атомның сыртқы қабығындағы электрондардың саны бойынша элементтің валенттілігін қалай анықтау керектігін түсіну оңай. Оларға валенттілік деп аталады. Әрбір топтағы барлық элементтер (бағандарда орналасқан) сыртқы қабықшаларда электрондардың бірдей санына ие. Бірінші топтың элементтері (H, Li, Na, K және т.б.) бір валенттілік электронға ие. Екінші (Be, Mg, Ca, Sr және т.б.) екіде бар. Үшінші (B, Al, Ga және басқалары) - үш. Төртінші (C, Si, Ge және басқалары) төрт валенттілігі электроны бар. Бесінші топтың элементтері (N, P, As және т.б.) бес валенттілігі электронға ие. Әрі қарай әрі қарай жалғастыруға болады, өйткені электронды бұлттың сыртқы қабығындағы электрондардың саны мерзімді кестелік топтың санына тең болады. Дегенмен, бұл барлық жеті кезеңнің алғашқы үш топтарында және олардың жұп және тақ сериясында байқалады (кезеңдер мен сериялар үстелдің қатарында орналасқан). Төртінші және төртінші топтардан бастап (мысалы, Ti, Zr, Hf, Ku) бастап, тіпті топтардағы топтардың элементтері сыртқы қабығында топтардың санынан өзгеше электрондардың саны бар.

Осы уақытқа дейін «валенттілігі» ұғымы елеулі өзгерістерге ұшырады. Қазіргі уақытта оны ғылыми немесе стандартталған түсіндіру жоқ. Сондықтан «Валентті қалай анықтауға болады?» Деген сұраққа жауап беру мүмкіндігі әдетте әдіснамалық мақсаттарға қолданылады. Валенс атомдардың реакцияға қабілеттілігі, ковалентті деп аталатын химиялық байланыстары бар молекулаларды қалыптастыру мүмкіндігі деп есептеледі. Демек, валенттілігі бүтін сан бойынша ғана көрсетілуі мүмкін.

Мысалы, сутегі сульфиді немесе күкірт қышқылы сияқты қосылыстарда күкірт атомының валенттілігі қалай анықталуы керек . Күкірт атомы екі сутек атомына байланысқан молекула үшін сутегі үшін сутегі валенты екі болады. Күкірт қышқылының молекуласында оның оттегі валенты алты болып табылады. Екі жағдайда да осы молекулалардағы күкірт атомының тотығу дәрежесінің абсолютті мәнімен сандық түрде сəйкес келеді. H2S молекуласында оның тотығу күйі -2 болады (байланыстың қалыптасуындағы электрондардың тығыздығы күкірт атомына ауысатындықтан, ол электронға қарсы болады). H2SO4 молекуласында күкірт атомының тотығу дәрежесі +6 болады (электрондардың тығыздығы электронегативті оттегі атомына ауысқандықтан).