Валентность.

Под валентностью понимают свойство атомов данного элемента образовывать химические связи с атомами других элементов.

Валентность элемента определяется числом неспаренных электронов внешнего уровня и незаполненного предвнешнего подуровня в основном и возбужденном состоянии. Например:

С 1s²2s²2p²

валентность = 2

Невозбужденное состояние атома с максимальным количеством спаренных электронов называется основным состоянием.

Возбужденное состояние – это переход электронов из спаренного состояния в распаренное в пределах только внешнего энергетического уровня, при условии, что в этом же уровне имеются свободные орбитали. Запрещены переходы с одного уровня на другой (с 3s4s, с 3d4s).

S¹⁶ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ вал = 2

S* 3s²3p³3d¹ вал = 4

S** 3s¹3p³3d² вал = 6

Ni²⁸ ₀ 3d⁸4s²

Ni* 3d⁸4s¹4p¹

Тема 6. Химическая идентификация и анализ вещества.

6.1 Химическая идентификация вещества. Идентификация катионов и анионов. Количественный анализ: гравиметрический, титриметрический анализ.

1. Химическая идентификация вещества

Общие понятия

Химическая идентификация (обнаружение) – это установление вида и состояния фаз, молекул, атомов, ионов и др. составных частей вещества, на основе сопоставления экспериментальных и соответствующих справочных данных для извесных веществ. Идентификация – цель качественного анализа.

Обычно определяется комплекс свойств веществ: цвет, вязкость, фазовое состояние, плотность, температура плавления, кипения, растворимость, электродный потенциал, энергию ионизации.

Идентификация катионов и анионов неорганических веществ. Методы качественного анализа базируются на ионных реакциях, которые позволяют идентифицировать элементы в форме тех или иных ионов. В ходе реакций образуются труднорастворимые соединения, окрашенные комплексные соединения, происходит окисление или восстановление с изменением цвета раствора.

Для идентификации с помощью образования труднорастворимых соединений используют как групповые, так и индивидуальные осадители. Групповыми осадителями для ионов Ag⁺,Pb²⁺,Hg²⁺служитNaCl; для ионовCa²⁺,Sr²⁺,Ba²⁺, - (NH₄)₂CO₃, для ионовAl³⁺,Cr³⁺,Fe²⁺,Mn²⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Zn²⁺и др. – (NH₄)₂S.

Если присутствует несколько катионов, то проводят дробный анализ, при котором осаждаются все труднорастворимые соединения, а затем обнаруживаются оставшиеся катионы тем или иным методом, либо проводят ступенчатое добавление реагента, при котором сначала осаждаются соединения с наименьшим значением ПР, а затем соединения с более высоким значением ПР.

Любой катион можно идентифицировать с помощью определенной реакции, если удалить другие катионы, мешающие этой идентификации.

Имеется много органических и неорганических реагентов, образующих осадки или окрашенные комплексные соединения с катионами.

Летучие соединения металлов окрашивают пламя горелки в тот или иной цвет. Поэтому, если внести изучаемое вещества на платиновой или нихромовой проволоке в бесцветное пламя горелки, то происходит окрашивание пламени в присутствии в веществе тех или иных элементов, например, в цвета: ярко-желтый (натрий), фиолетовый (калий), кирпично-красный (кальций), карминово-красный (стронций), желто-зеленый (медь или бор), бледно-голубой (свинец или мышьяк).

Анионы можно обнаружить дробным анализом. Для этого групповой реагент ступенчато приливают к анализируемому раствору, первыми выпадают в осадок соединения с наименьшими значениями ПР. Отдельные ионы могут быть обнаружены с помощью тех или иных специфических реакций или реагентов. Например, при воздействии на анионы СО₃^2-кислотой протекает реакция с выделением пузырьков диоксида углерода:

СО₃^2-+2Н⁺Н₂О+СО₂

Как и для катионов, имеются реагенты на те или иные анионы.

Таким образом, химическая идентификация вещества базируется в основном на реакциях осаждения, комплексообразования, окисления и восстановления, нейтрализации, при которых происходит выпадение белого или окрашенного осадка, изменение цвета раствора и выделение газообразных веществ.