Валентность кадмия (Cd)

 Теория:

Валентность кадмия (Cd) — это способность атома образовывать определенное количество химических связей.

Чаще всего кадмий проявляет валентность, равную +2, а валентность +1 встречается очень редко.

Кадмий относится к d-элементам, которые находятся в 12-й группе периодической таблицы (в старой форме — во второй побочной подгруппе).

Причина такой валентности: кроется в его электронной конфигурации.

Электронная конфигурация кадмия: [Kr]4d¹⁰5s².

Как определить валентность кадмия

Валентность кадмия можно определить несколькими способами:

1. По периодической системе.
2. По электронной конфигурации.
3. По соединениям.

✅ По периодической системе

Кадмий (Cd) находится в 12-й группе периодической таблицы, что соответствует 2-й побочной подгруппе в старой классификации.

Положение элемента в этой группе указывает на то, что у него два валентных электрона, которые он может отдать, следовательно, его основная валентность равна +2.

✅ По электронной конфигурации

Электронная конфигурация атома кадмия: [Kr]4d¹⁰5s².

Валентность определяется электронами, находящимися на внешнем энергетическом уровне, которые могут участвовать в образовании химических связей.

У кадмия это два электрона на 5s-подуровне. Когда кадмий образует связи, он отдаёт эти два электрона, формируя стабильный ион Cd²⁺, так как при этом 4d-подуровень остаётся полностью заполненным.

✅ По соединениям

Валентность можно определить, зная валентность других элементов в соединении.

Например, в оксиде кадмия (CdO) валентность кислорода всегда равна -2. Чтобы соединение было нейтральным, валентность кадмия должна быть +2.

Почему валентность кадмия +1, +2

➡️ Основная валентность кадмия (Cd) — это +2. Это происходит потому, что атом кадмия, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации, стремится отдать два электрона со своего внешнего 5s-подуровня.

➡️ Валентность +1 очень редко проявляется в крайне нестабильных условиях, например, при образовании кластерных ионов.

В этом случае атом кадмия отдаёт только один электрон, что энергетически менее выгодно, чем потеря двух электронов для достижения стабильной конфигурации с заполненным d-подуровнем.

Поэтому валентность +2 является основной и наиболее характерной для кадмия.

 Пример решения, задача:

Дано: соединение сульфид кадмия (CdS).

Найти: валентность кадмия в этом соединении.

Решение:

Для определения валентности кадмия будем использовать валентность других элементов, которые являются постоянными в этих соединениях.

1. Сульфид кадмия (CdS)

Сера (S) в сульфидах проявляет постоянную валентность, равную -2.

Чтобы соединение было электронейтральным (суммарная валентность атомов в соединении равна нулю), валентность кадмия должна уравновешивать валентность серы.

Cd^xS⁻²

x + (−2) = 0

x = 2

Таким образом, в сульфиде кадмия (CdS) валентность кадмия равна +2.

Ответ: валентность кадия в соединении CdS равна +2.

 Часто задаваемые вопросы