Валентность платины (Pt)

Теория:

Валентность платины (Pt) — это способность образовывать в соединениях определенное количество химических связей.

Поэтому: чаще всего проявляет валентность, равную -1, 0, (+1), +2, (+3), +4, (+5) +6.

Относится к переходным металлам, которые находятся в 6-м периоде и 10-й группе периодической таблицы (в старой форме таблицы – группа VIII).

Причина переменной валентности как и других переходных металлов, объясняется особенностями её электронной конфигурации: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹.

Содержание страницы

Как определить валентность платины

Валентность платины можно определить несколькими способами:

По периодической системе.
По электронной конфигурации.
По соединениям.

✅ По периодической системе

Платина (Pt) находится в 6-м периоде и 10-й группе периодической таблицы.

Как переходный металл, она проявляет переменную валентность.

Наиболее характерными для неё являются валентности, которые можно предсказать по номеру группы и количеству электронов в d-орбитали: +2 и +4.

✅ По электронной конфигурации

Электронная конфигурация платины: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹.

Её валентность определяется электронами, находящимися на внешней 6s-оболочке и внутренней, но не полностью заполненной, 5d-оболочке.

При образовании связей платина может терять электроны с обеих этих оболочек, что и приводит к её широкому диапазону валентностей.

✅ По соединению (пример)

Чтобы определить валентность платины в соединении, нужно знать валентность другого элемента.

Пример: хлорид платины PtCl₄

Валентность хлора (Cl) в этом соединении равна -1.

Соединение PtCl₄ является нейтральным, поэтому сумма валентностей всех атомов в нём должна быть равна нулю.

Составим уравнение: (валентность Pt) + 4 • (валентность Cl) = 0.

Подставим известные значения: Pt + 4 • (-1) = 0.

Решим уравнение: Pt — 4 = 0, следовательно, валентность платины (Pt) в этом соединении равна +4.

Почему платина проявляет валентность -1, 0, (+1), +2, (+3), +4, (+5) +6

Проявляет такой широкий диапазон валентностей из-за особенностей её электронной структуры.

➡️ Электронная конфигурация

Электронная конфигурация платины — [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹. Она отличается от предсказуемой конфигурации (5d⁸ 6s²), так как электрон из 6s-орбитали переходит на 5d-орбиталь, чтобы достичь более стабильного состояния.

➡️ Причины переменной валентности

Близость энергетических уровней: Энергия электронов на внешней 6s-оболочке и внутренней, но не полностью заполненной, 5d-оболочке очень близка. Это позволяет использовать разное количество электронов с обеих оболочек для образования связей.

Участие d-электронов: Платина может задействовать в химических связях электроны с 5d-орбитали, что приводит к появлению множества степеней окисления.

➡️ Особые случаи:

Отрицательные валентности (-1) и нулевая валентность (0) проявляются в комплексных соединениях, где платина принимает электроны или не образует ионных связей.

Промежуточные валентности (+1, +3, +5) — менее стабильны и чаще встречаются в комплексных соединениях.

Высшие валентности (+5, +6) — проявляются в соединениях с очень сильными окислителями, например, с фтором.

Возможные валентности атома в основном и «возбужденном» состояниях

➡️ Основное состояние

В основном (наиболее стабильном) состоянии электронная конфигурация платины: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹.

В этом состоянии для образования связей доступны один электрон с внешней 6s-оболочки и электроны с частично заполненной 5d-оболочки.

Это объясняет его наиболее частые и стабильные валентности: +2 и +4.

➡️ Возбужденные состояния

В возбужденном состоянии электроны с 5d-орбитали могут переходить на более высокие энергетические уровни, что делает их доступными для образования дополнительных связей.

Это позволяет платине проявлять более высокие степени окисления, которые невозможны в основном состоянии: +5 и +6.

Эти валентности достигаются в соединениях с очень сильными окислителями, такими как фтор.

Причина валентности кроется в его атомарном строении. Чтобы увидеть это наглядно, обратите внимание на электронную формулу атома платины.

Отличия валентности от других элементов его группы

В 10-ю группу (включая платину) входят: никель (Ni), палладий (Pd) и платина (Pt).

Никель (Ni): Находится в 4-м периоде. Чаще всего проявляет валентность +2, реже +3. Его химия менее разнообразна.

Палладий (Pd): Находится в 5-м периоде. Наиболее характерные и стабильные валентности — +2 и +4.

Платина (Pt): Находится в 6-м периоде. Наиболее стабильные валентности — +2 и +4, как и у палладия. Однако платина также может проявлять более высокие валентности, включая +5 и +6, которые у палладия крайне редки или отсутствуют.

Примеры соединений всех валентностей

−1: [Pt(CO)₃]₃^— (анион трикарбонилплатината)

0: Pt(PPh₃)₄ (тетракис(трифенилфосфин)платина(0))

+1: Pt₂Cl₂ (хлорид платины(I))

+2: PtCl₂ (хлорид платины (II))

+3: [Pt₃(NH₃)₈Cl₂]Cl₃

+4: PtF₄ (фторид платины (IV))

+5: PtF₅ (пентафторид платины (V))

+6: PtF₆ (гексафторид платины (VI))

Для более глубокого изучения его атомного строения, физических свойств и применения, мы рекомендуем ознакомиться с нашей главной статьей: платина химический элемент.

Пример решения, задача:

▶️ Дано:

Химическое соединение: гексафторид платины (PtF₆).

Это нейтральная молекула.

Валентность фтора (F) в соединениях всегда равна -1.

⌕ Найти:

Найти валентность которую проявляет платина в соединении PtF₆.

✨ Решение:

Сумма валентностей всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.

Обозначим валентность платины как x.

В молекуле PtF₆один атом платины и шесть атомов фтора.

Составим уравнение:
x + 6 ⋅ (−1) = 0

Решим уравнение относительно x:
x − 6 = 0
x = +6

✅ Ответ:

Его валентность в соединении PtF₆ равна +6.

Часто задаваемые вопросы:

Сколько валентностей у платины?

У нее есть 8 известных валентностей (степеней окисления).

Её наиболее распространенные и стабильные валентности — +2 и +4, однако она может проявлять широкий спектр других.

-1, 0, (+1), (+3), (+5) +6.

Сколько валентных электронов?

У платины (Pt) 10 валентных электронов.

Почему валентность +2, +4 самая стабильная?

Стабильность валентностей +2 и +4 у платины обусловлена её электронной конфигурацией.

Валентность +2 достигается при потере двух электронов.

Легко теряет единственный электрон с внешнего 6s-уровня, а затем один из электронов с 5d-уровня.

Валентность +4 является наиболее стабильной.

Она образуется, когда теряет два 6s-электрона и два 5d-электрона, что приводит к образованию конфигурации 5d⁶.