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.
Валентность кадмия можно определить несколькими способами:
✅ 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.
➡️ 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.
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.
CdxS−2
x + (−2) = 0
x = 2
Таким образом, в сульфиде кадмия (CdS) валентность кадмия равна +2.
Ответ: валентность кадия в соединении CdS равна +2.
Его валентность только +2.
И только в редких случаях +1.
У атома кадмия два валентных электрона.
Это можно понять, посмотрев на его место в периодической таблице или на его электронную конфигурацию.
Кадмий находится в 12-й группе, и у него два электрона на внешнем энергетическом уровне, которые он может отдать, образуя химические связи.