Теория:
Валентность цезия (Cs) — это способность образовывать в соединениях определенное количество химических связей.
Поэтому чаще всего проявляет валентность, равную I (единице).
Относится к щелочным металлам, которые находятся в 1-й группе периодической таблицы (в старой форме таблицы – I-A).
Причина постоянной валентности: У цезия на внешнем энергетическом уровне находится только один валентный электрон.
Он стремится отдать этот электрон, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации иона с полным внешним слоем, как у инертного газа.
Поэтому он проявляет только одну валентность, равную +1, и не может иметь переменной валентности, как, например, ксенон.
Валентность цезия можно определить несколькими способами:
✅ По периодической системе
Цезий находится в 1-й группе. У всех элементов этой группы (щелочных металлов) один валентный электрон на внешней оболочке, который они легко отдают.
Это делает их валентность в соединениях равной I (1).
✅ По электронной конфигурации
Электронная конфигурация цезия (Cs): [Xe]6s1.
На внешнем энергетическом уровне (6s) находится только один электрон. Чтобы стать стабильным, атом цезия отдаёт этот электрон, образуя ион Cs+.
Так как он отдаёт один электрон и образует одну химическую связь, его валентность равна I (1).
Причина постоянной валентности цезия кроется в его атомарном строении. Чтобы увидеть это наглядно, обратите внимание на электронную формулу атома цезия.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
✅ По соединениям
Хлорид цезия (CsCl). В этом соединении атом цезия отдаёт свой единственный валентный электрон атому хлора.
Таким образом, атом цезия образует одну связь с атомом хлора.
Поэтому его валентность равна I (1).
Валентность цезия равна I потому, что у него на внешнем энергетическом уровне всего один электрон.
Это отражено в его электронной конфигурации: [Xe]6s1.
Для достижения стабильной электронной оболочки, как у благородного газа ксенона, цезию гораздо проще отдать этот один электрон, чем принять или разделить семь других.
Это делает его очень активным и определяет его валентность в соединениях как постоянную.
Поскольку цезий проявляет только одну валентность (I), у него нет большого разнообразия соединений, как у ксенона.
Он всегда образует только одну связь.
Фторид цезия (CsF): Цезий отдает один электрон фтору, образуя ионную связь.
Хлорид цезия (CsCl): Аналогично, цезий отдает один электрон хлору.
Оксид цезия (Cs2O): Два атома цезия отдают по одному электрону атому кислорода, который принимает два электрона.
Гидроксид цезия (CsOH): Атом цезия связан с гидроксильной группой (-OH) одной связью.
Химическая валентность является одним из фундаментальных свойств цезия.
Для более глубокого изучения его атомного строения, физических свойств и применения, мы рекомендуем ознакомиться с нашей главной статьей: цезий химический элемент.
▶️ Дано:
Определите валентность цезия в соединении, образованном с атомом кислорода.
Напишите формулу соединения и докажите валентность цезия, исходя из его положения в периодической таблице и валентности кислорода.
⌕ Найти:
Количество атомов хлора (Cl), которые могут присоединиться к одному атому бария (Ba).
✨ Решение:
➡️ Формула соединения: Цезий (Cs) находится в I группе, а кислород (O) — в VI группе (или 16-й), и его валентность обычно равна II.
Для составления формулы мы используем наименьшее общее кратное валентностей.
Поскольку валентность цезия равна I, а кислорода — II, нам потребуется два атома цезия, чтобы уравновесить один атом кислорода.
Валентность Cs = I
Валентность O = II
Наименьшее общее кратное = 2
Формула соединения — Cs2O.
➡️ Доказательство валентности:
Валентность кислорода: Кислород находится в 16-й группе, у него 6 валентных электронов.
Для достижения стабильной конфигурации он принимает 2 электрона, поэтому его валентность в соединениях обычно равна II.
Валентность цезия: Цезий — щелочной металл из 1-й группы, с одним валентным электроном. Он легко отдает этот электрон.
Поскольку в соединении Cs2O два атома цезия отдают по одному электрону, чтобы удовлетворить потребность одного атома кислорода в двух электронах, валентность каждого атома цезия в соединении равна I (1).
✅ Ответ:
Формула соединения — Cs2O, валентность каждого атома цезия в соединении равна I (1).
У Cs всего одна возможная валентность: I.
У всего один валентный электрон.
Это можно понять, посмотрев на его расположение в периодической таблице.
Он находится в 1-й группе, и для всех элементов главных подгрупп (с 1 по 2) количество валентных электронов равно номеру группы, а это один валентный электрон