Валентность ксенона (Xe)

 Теория:

Валентность ксенона (Xe) — это способность образовывать в соединениях определенное количество химических связей.

Поэтому: Ксенон, будучи благородным газом, чаще всего проявляет основную валентность, равную 0.

Относится к благородным газам, которые находятся в 18 группе периодической таблицы (в старой форме таблицы – VIII-A).

Причина переменной валентности

Несмотря на свою инертность, ксенон способен проявлять валентность +2, +4, +6 и даже +8. Причина этого — его электронная конфигурация. На внешней электронной оболочке у ксенона 8 электронов, что делает его очень стабильным.

Однако при воздействии сильных окислителей, таких как фтор или кислород, электроны с внешнего слоя могут быть «выбиты» на более высокие энергетические уровни (возбуждённое состояние).

Это позволяет им образовывать связи.

Как определить валентность ксенона

Валентность ксенона можно определить несколькими способами:

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

✅ По периодической системе

Ксенон находится в 5-м периоде и 18-й группе. У благородных газов в этой группе внешний электронный слой полностью заполнен, что объясняет их инертность.

Однако для элементов, начиная с 4-го периода (криптон, ксенон, радон), электроны могут переходить на свободные d-орбитали.

Что приводит к появлению непарных электронов и, как следствие, валентности.

✅ По электронной конфигурации

Основное состояние: …4d¹⁰5s²5p⁶. В этом состоянии все электроны спарены, нет свободных орбиталей, поэтому валентность 0.

Валентность II: При воздействии сильного окислителя один электрон с 5p-орбитали может перейти на свободную 5d-орбиталь.

Образуются две неспаренные электроны, которые могут образовать две связи.

Валентность IV: Два электрона с 5p-орбитали переходят на 5d-орбитали, образуя четыре неспаренных электрона.

Валентность VI: Все три электрона с 5p-орбитали переходят на 5d-орбитали, образуя шесть неспаренных электронов.

Валентность VIII: Все электроны с 5s и 5p орбиталей переходят на 5d орбитали, образуя восемь неспаренных электронов (это теоретическое состояние, которое достигается в соединении XeO₄​).

Полная электронная формула атома ксенона в порядке следования уровней:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶

✅ По соединениям

Ксенон (II): В соединении дифторид ксенона (XeF₂​) ксенон имеет валентность II.

Это объясняется тем, что два атома фтора образуют две ковалентные связи с атомом ксенона, который для этого использует два неспаренных электрона.

Возможные валентности атома в основном и «возбужденном» состояниях

Обычно валентность атома определяется количеством неспаренных электронов на его внешней электронной оболочке.

Атомы стремятся достичь стабильной электронной конфигурации, как у благородных газов, образуя химические связи.

Ксенон (Xe)

Основное состояние: …5s²5p⁶. Все электроны спарены, внешний энергетический уровень полностью заполнен.

Это делает атом инертным, и его валентность равна 0.

Возбужденные состояния: В присутствии сильных окислителей (например, фтора) электроны могут «распариваться» и переходить на более высокие энергетические 5d-орбитали.

Количество неспаренных электронов определяет возможную валентность.

Возможные валентности ксенона и примеры соединений

Валентность II (…5s²5p⁵5d¹): Один электрон с 5p-орбитали переходит на 5d-орбиталь, образуя 2 неспаренных электрона.

Пример: Дифторид ксенона (XeF_2​). Атом ксенона образует две связи с атомами фтора.

Валентность IV (…5s²5p⁴5d²): Два электрона с 5p-орбитали переходят на 5d-орбитали, что приводит к 4 неспаренным электронам.

Пример: Тетрафторид ксенона (XeF₄​). Атом ксенона образует четыре связи с атомами фтора.

Валентность VI (…5s²5p³5d³): Три электрона с 5p-орбитали переходят на 5d-орбитали, образуя 6 неспаренных электронов.

Пример: Гексафторид ксенона (XeF₆​) или Триоксид ксенона (XeO_3​). Ксенон образует шесть связей.

Валентность VIII (…5s¹5p³5d⁴): Электроны с 5s- и 5p-орбиталей «распариваются» и переходят на 5d-орбитали. Это позволяет образовать 8 неспаренных электронов.

Пример: Тетраоксид ксенона (XeO₄​) или Перксенат натрия (Na₄​XeO₆​). Ксенон образует восемь связей.

 Пример решения, задача:

Дано: Определите валентность ксенона в соединении, где 1 моль ксенона соединяется с 6 молями фтора. Напишите формулу соединения и назовите его.

Решение:

Определение формулы: У нас есть один атом ксенона (Xe) и шесть атомов фтора (F). Поэтому формула соединения будет XeF₆​.

Определение валентности: Фтор — это элемент, который всегда проявляет валентность, равную I.

Поскольку один атом ксенона связан с шестью атомами фтора, ксенон должен образовывать шесть связей. Следовательно, его валентность в этом соединении равна VI.

Ответ: Соединение XeF₆​ называется гексафторид ксенона.

 Часто задаваемые вопросы