объясни валентности и хим. формулы

Краткий ответ

Валентность — это число химических связей, которое атом данного элемента образует с атомами других элементов (в школьном курсе — чаще всего с водородом или кислородом). Измеряется целым числом и записывается римскими цифрами: I, II, III…

Химическая формула составляется по главному правилу:

\[ \text{индекс}_1 \cdot \text{валентность}_1 = \text{индекс}_2 \cdot \text{валентность}_2 \]

То есть общее «число единиц валентности» у одного элемента должно совпасть с таким же числом у другого.

Ключевые шаги

1. Запомни постоянные валентности

У кислорода почти всегда II (исключения — пероксиды, например H₂O₂, и OF₂), у водорода всегда I.

2. Валентность переменных элементов смотри в условии или по названию

Fe (II, III), Cu (I, II), S (II, IV, VI), N (I–V), P (III, V), Mn (II, IV, VII), Cr (II, III, VI), C (II, IV).

Если в названии указана валентность римской цифрой — бери её: «оксид железа(III)» → Fe(III).

3. Составление формулы: алгоритм

Пример: оксид фосфора(V).

1. Пишем символы: P и O.
2. Валентности: P — V, O — II.
3. Находим НОК: \(\text{НОК}(5, 2) = 10\).
4. Делим НОК на валентность каждого элемента — получаем индексы:

\[ \text{индекс}(P) = \frac{10}{5} = 2, \qquad \text{индекс}(O) = \frac{10}{2} = 5 \]

5. Ответ: P₂O₅.

Часто это оформляют «крестом»: валентность одного элемента становится индексом другого (5 → к O, 2 → к P), но НОК надёжнее, потому что сразу даёт несократимую формулу.

Ещё примеры:

• Al(III) и O(II): НОК = 6 → \(\frac{6}{3}=2\), \(\frac{6}{2}=3\) → Al₂O₃;
• Ca(II) и Cl(I): НОК = 2 → \(\frac{2}{2}=1\), \(\frac{2}{1}=2\) → CaCl₂;
• Na(I) и S(II) → Na₂S;
• H(I) и N(III) → NH₃.

4. Обратная задача: найти валентность по формуле

\[ \text{валентность} = \frac{\text{индекс другого элемента} \cdot \text{его валентность}}{\text{свой индекс}} \]

Пример: Mn₂O₇. Кислород II, его индекс 7, значит всего \(7 \cdot 2 = 14\) единиц валентности. У марганца индекс 2:

\[ \text{валентность}(Mn) = \frac{14}{2} = \text{VII} \]

5. Как читать формулу

• Индекс (маленькая цифра справа внизу) относится только к тому атому, после которого стоит: в H₂O — 2 атома H и 1 атом O.
• Коэффициент (большая цифра перед формулой) относится ко всей молекуле: 3H₂O — три молекулы воды, то есть 6 атомов H и 3 атома O.
• Скобки умножают всё внутри: Ca(OH)₂ — 1 Ca, 2 O, 2 H.

Проверка результата

Всегда пересчитывай сумму валентностей по обеим сторонам:

• Al₂O₃: \(2 \cdot 3 = 6\) и \(3 \cdot 2 = 6\) ✔
• P₂O₅: \(2 \cdot 5 = 10\) и \(5 \cdot 2 = 10\) ✔
• Fe₂O₃ (железо III): \(2 \cdot 3 = 6\) и \(3 \cdot 2 = 6\) ✔

Если суммы не равны — формула неверна.

Что важно не путать

• Валентность ≠ число атомов. В CO₂ у углерода валентность IV, а атом углерода один.
• Валентность ≠ степень окисления, хотя в бинарных соединениях они часто численно совпадают. Степень окисления бывает со знаком (+/−), валентность — нет.
• Валентность — свойство атома в конкретном соединении: железо в FeO(II), а в Fe₂O₃(III).
• Формула всегда записывается с наименьшими целыми индексами; единицу не пишут.