Question

Звідки у Нітрогену валентності II та IV? Я розумію, наприклад, як Нітроген вибудовує валентності I (1s²2s²2p³), III (1s²2s²2p³) та V (1s²2s¹2p³3s¹). Мій вчитель пояснив це тим, що V-валентний Нітроген може приєднати, наприклад, лиш 4 атоми Водню, залишивши одне валентне місце вільним, при цьому виявляючи четверту валентність у сполуці. Звідси, маю також ще одне питання – чому тоді Фосфор має лиш I, III та V валентності, тоді як валентності II та IV в нього відсутні.Прошу надати відповідь з детальним поясненням та, що було б добре, але необов'язково, з посиланням на джерела.

Answer 1

Нітроген має електронну конфігурацію 1s²2s²2p³, яка означає, що у нього є п'ять електронів у зовнішньому електронному шарі. Це дає йому можливість формувати різні валентності, як ти вже вказав.

Валентність I (NH₃): Нітроген може поділити один зі своїх електронів з воднем, утворюючи аміак (NH₃).

Валентність III (NH₄⁺): Якщо нітроген втрачає три електрони, він утворює катіон амонію (NH₄⁺).

Валентність V (NO₃⁻): Нітроген може отримати три електрони, утворюючи аніон нітрату (NO₃⁻).

Тепер щодо валентностей II і IV. Існують сполуки азоту, в яких він може мати валентність II та IV, але це менш звичайні випадки.

Валентність II (NO): У цьому випадку, нітроген втрачає один електрон, утворюючи оксид азоту (NO).

Валентність IV (N₂O₄): У сполуці динітроген тетроксид (N₂O₄), нітроген має валентність IV.

Щодо фосфору, його електронна конфігурація [Ne]3s²3p³ дає йому можливість формувати валентності I, III, та V. Тобто, фосфор може втрачати три електрони, отримувати п'ять або ділити один електрон.

Можливо, в інших сполуках фосфору валентність II та IV менш звичайні, але ці випадки також існують.

Валентність хімічного елемента залежить від його електронної конфігурації та можливостей отримання/втрати електронів у реакціях. Бажаю гарного вивчення хімії!

Answer 2

Ответ:

Объяснение:

Існує кілька причин, чому фосфор не проявляє валентних станів +2 або +4, але демонструє ступені окиснення +1, +3 і +5:

1) Електронна конфігурація: Фосфор має електронну конфігурацію [Ne] 3s2 3p3. Це означає, що він має 5 валентних електронів у зовнішній оболонці. Він найбільш стабільний, коли він отримує 3 електрони для досягнення конфігурації благородного газу аргону (правило октету), або коли він поділяє 3 електрони і має 2 неспарених електрони, або поділяє 5 електронів. Стани +2 і +4 погано узгоджуються з його конфігурацією валентних електронів.

2) Атомні орбіталі. 3p-орбіталі фосфору мають однакову енергію, тому вартість енергії сполучення електронів не є непомірною. Це дозволяє мати кілька неспарених електронів у станах +3 і +5. Однак просування електрона на 3d-орбіталі вимагає значної енергії, що робить стани +2 і +4 менш доступними.

3) Міцність зв’язку – Міцність зв’язку P-F набагато вища для PF3 (+3) і PF5 (+5), ніж для гіпотетичних сполук PF2 (+2) і PF4 (+4). Міцність зв'язку відповідає стабільності ступенів окислення.

4) Відсутність d-орбіталей - Фосфор не має доступних d-орбіталей для розширення валентної оболонки, на відміну від перехідних металів. Таким чином, він обмежений s і p-орбіталями, які сприяють +3 і +5 станам.

Таким чином, електронна конфігурація, атомні орбіталі, міцність зв’язків і відсутність d-орбіталей роблять ступені окиснення +2 і +4 недоступними для фосфору, тоді як стани +1, +3 і +5 утворюються легко. Це контрастує з азотом, який може проявляти всі ступені окислення від -3 до +5.

Answer 3

Даний питання стосується електронної конфігурації Нітрогену та Фосфору, а також особливостей формування їх валентності.

Валентність атома вказує на його здатність утворювати хімічні зв'язки з іншими атомами. Числа, які використовують для позначення валентності, відповідають кількості електронів, які атом може віддати або прийняти, щоб досягнути стабільної електронної конфігурації.

За основним оболонковим принципом електронна структура атомів будується на послідовному зайнятті енергетичних рівнів та підрівнів електронами. У випадку Нітрогену, його електронна конфігурація буде 1s²2s²2p³. Оскільки Нітроген має 7 електронів на зовнішній оболонці, він може утворювати валентність i, iii та v.

Валентність i визначається тим, що Нітроген може прийняти 3 електрони, утворивши валентність заряджену іонну сполуку з іншими елементами (наприклад, амоній (NH₄⁺)).

Валентність iii характеризується утворенням 3 валентних зв'язків з іншими атомами, які включають обміном електронів. У такому випадку Нітроген входить у склад аміногруп (R₃N).

Валентність v відображає можливість Нітрогену утворювати 5 валентних зв'язків з іншими атомами, наприклад, в азотнокислих сполуках (NO₃⁻) чи в сполуках з амінокислот.

Що стосується Фосфору, його електронна конфігурація 1s²2s²2p⁶3s²3p³. За своєю будовою він схожий на Нітроген, але Фосфор має 5 електронів на зовнішній оболонці. Звідси, він може формувати валентності i, iii та v, але валентності ii та iv відсутні.

Загалом, валентність атома залежить від його електронної структури, а саме від кількості електронів на зовнішньому оболонковому рівні і вміння атома здати чи прийняти електрони з іншого атома, щоб досягти стабільної електронної конфігурації.

Джерело: - https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_Introductory_Chemistry_(CK-12)/06%3A_Chemical_Bonding/6.25%3A_Valence_Bond_Theory