Валентность бора (B)

 Теория:

Валентность (B) — это способность образовывать в соединениях три химические связи, то есть III (три).

Это происходит потому, что бор находится в 13-й группе Периодической таблицы, что означает, что у него 3 валентных электрона.

Для достижения стабильности он чаще всего стремится образовать 3 химические связи.

Он стремится образовать три связи, чтобы достичь более стабильной электронной конфигурации (1s²2s²2p¹).

Доказано что в очень редких и специфических условиях могут существовать соединения, где бор формально проявляет другие степени окисления.

В подавляющем большинстве стабильных и распространенных соединений бор проявляет валентность III.

Почему валентность бора равна три

Это происходит потому что:

Количество валентных электронов: У атома бора (B) на внешнем энергетическом уровне находится 3 валентных электрона (1s²2s²2p¹).

Стремление к стабильности: В химических реакциях бор стремится достичь стабильной электронной конфигурации.

Для этого ему гораздо легче образовывать 3 химические связи (путем обобществления этих трех электронов), чем пытаться получить пять дополнительных электронов для заполнения внешнего уровня.

Поэтому эти три валентных электрона и определяют его характерную валентность III.

Валентность бора в соединениях

Валентность бора (B) в соединениях постоянна и равна III (три).

Это означает, что атом бора всегда стремится образовать три химические связи с другими атомами.

Это происходит потому, что у бора 3 валентных электрона на внешнем энергетическом уровне.

И ему энергетически выгодно образовывать связи, делясь этими электронами, чтобы достичь стабильности.

Тип связи в молекуле бора

В простом веществе бор (B) преобладает ковалентная связь.

Однако это не обычная двухцентровая двухэлектронная ковалентная связь (когда два атома делят два электрона).

Из-за того, что у бора всего 3 валентных электрона, а он стремится образовывать много связей (как правило, до 6, но с дефицитом электронов).

В кристаллической решетке бора и в его соединениях (особенно в бороводородах) наблюдается особый тип ковалентной связи — многоцентровая связь с дефицитом электронов.

Часто это называют трёхцентровой двухэлектронной связью (когда три атома делят два электрона) или более сложными многоцентровыми связями.

Это придает бору и его соединениям уникальные и сложные структуры, например, икосаэдрические кластеры в кристаллическом боре.

Визуализация строения атома Бора (B)

Представьте атом бора как миниатюрную «солнечную систему»:

Ядро (в центре):

Представьте его как очень маленькую, плотную, положительно заряженную точку в самом центре.

Внутри ядра Бора находится 5 протонов (положительно заряженных частиц), что и определяет его атомный номер 5 (+5).

Также там находятся нейтроны (для самого распространенного изотопа Бора-11 их 6)

Электронные оболочки (орбиты вокруг ядра):

Вокруг ядра, на разных расстояниях, располагаются электронные оболочки (или энергетические уровни), по которым движутся электроны.

✅Первая электронная оболочка (ближайшая к ядру):

Представьте её как самый маленький круг вокруг ядра.
На этой оболочке находятся 2 электрона. Эта оболочка полностью заполнена и очень стабильна.

✅Вторая (внешняя) электронная оболочка:

Представьте её как больший круг, охватывающий первую оболочку.

На этой оболочке находятся 3 электрона. Эти электроны называются валентными электронами, и именно они участвуют в образовании химических связей.

Примеры соединений бора с валентностью III

Оксид бора (B₂O₃):

В этом соединении два атома бора (каждый с валентностью III) связаны с тремя атомами кислорода (каждый с валентностью II).

Формула отражает, что 2 × III = 6 (суммарная валентность от бора) и 3 × II = 6 (суммарная валентность от кислорода).

Фторид бора (BF₃):

Атом бора (валентность III) связан с тремя атомами фтора (валентность I).

Молекула BF₃ имеет плоскую треугольную форму.

Хлорид бора (BCl₃):

Аналогично фториду, атом бора (валентность III) связан с тремя атомами хлора (валентность I).

Борная кислота (H₃BO₃):

В этом соединении бор находится в центре, связанный с тремя гидроксильными (-OH) группами.

Валентность бора здесь также III. Можно записать как B(OH)₃.

Нитрид бора (BN):

В этом соединении бор (валентность III) связан с азотом (который здесь также проявляет валентность III, так как образует три связи с бором.

Например, в гексагональной структуре, похожей на графит, или в кубической, похожей на алмаз).

Бор практически всегда проявляет валентность III в своих стабильных соединениях, что является его отличительной чертой.

 Часто задаваемые вопросы: