Валентность алюминия (Al)

 Теория:

Валентность алюминия (Al) — это способность образовывать в соединениях три (3) химические связи.

То есть: Алюминий всегда проявляет валентность, равную III.

Относится к постпереходным (или лёгким) металлам, которые находятся в 13-й группе периодической таблицы.

Причина валентности алюминия, равной 3:

Алюминий находится в 13-й группе периодической таблицы, и у него три валентных электрона на внешнем энергетическом уровне (3s²3p¹).

Для достижения стабильной электронной конфигурации (как у инертного газа) атому алюминия выгоднее отдать эти три электрона, чем принимать пять.

Отдавая три электрона, он образует три химические связи.

Как определить валентность алюминия

Определить валентность алюминия (Al) довольно просто, потому что он, как и натрий и магний, является элементом с постоянной валентностью, равной 3.

✅По положению в Периодической таблице Менделеева:

Алюминий (Al) находится в 13-й группе (или III А группе по старой нумерации).

Для большинства элементов главных подгрупп (s- и p-элементы) высшая валентность обычно равна номеру группы (для 13-й группы это 3).

Поскольку алюминий — металл, который отдает электроны, его единственная валентность совпадает с этим числом.

✅По количеству валентных электронов / электронной конфигурации атома:

Атомный номер алюминия — 13. Его электронная конфигурация:

1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

На внешнем энергетическом уровне (3s и 3p) у него три валентных электрона (3s²3p¹).

Чтобы достичь стабильной электронной конфигурации (как у благородного газа неона), атому алюминия гораздо энергетически выгоднее отдать эти три электрона, чем принимать пять.

Поскольку он отдает три электрона, он образует три химические связи, и его валентность равна III.

✅По формулам его соединений:

В любом соединении алюминий будет проявлять валентность III.

Например:

Al₂O₃ (оксид алюминия): два атома Al связаны с тремя атомами O (кислород двухвалентен, поэтому 2 × III = 3 × II = 6).

AlCl₃ (хлорид алюминия): один атом Al связан с тремя атомами Cl (хлор одновалентен, поэтому требуется три атома хлора, чтобы уравновесить трехвалентный Al).

Al(OH)₃ (гидроксид алюминия): один атом Al связан с тремя гидроксильными группами (OH), каждая из которых одновалентна.

Почему валентность алюминия равна 3

Валентность алюминия равна 3, потому что:

✅Положение в Периодической таблице: Алюминий находится в 13-й группе (по старой классификации — III А группе).

Для элементов главных подгрупп номер группы часто указывает на количество валентных электронов и, соответственно, на высшую валентность.

✅Электронная конфигурация: Атом алюминия имеет 3 валентных электрона на внешнем энергетическом уровне (3s²3p¹).

✅Стремление к стабильности: Атомы стремятся достичь стабильной электронной конфигурации, как у инертных газов (8 электронов на внешнем уровне, или 2 для первого периода).

Для алюминия гораздо энергетически выгоднее отдать эти 3 валентных электрона, чтобы получить стабильную конфигурацию предыдущего инертного газа (неона), чем принять 5 электронов.

✅Образование ионов: Отдавая 3 электрона, атом алюминия превращается в положительно заряженный ион Al³⁺ , который может образовывать 3 химические связи (в основном, ионные или ковалентные полярные).

 Пример решения, задача:

Дано:

Химическая формула соединения: Al₂O₃

Известная валентность кислорода (O) = II

Найти:

Валентность алюминия (Al) = ?

Решение:

Принцип баланса валентностей: В любом химическом соединении сумма валентностей всех атомов одного элемента должна быть равна сумме валентностей всех атомов другого элемента.

Расчет по формуле:

В формуле Al₂O₃ у нас 2 атома алюминия и 3 атома кислорода.

Пусть валентность алюминия будет X.

Суммарная валентность атомов алюминия: 2 × X

Суммарная валентность атомов кислорода: 3 × (валентность O)

Подставляем известную валентность кислорода (II): 3 × 2 = 6

Приравниваем суммарные валентности: 2 × X = 6

Решаем уравнение для X : X =2 : 6

X = 3

Ответ:

Валентность алюминия в оксиде алюминия (Al₂O₃) равна III.

 Часто задаваемые вопросы