Валентность фтора

 Теория:

Валентность фтора — это его способность образовывать определённое количество химических связей в соединениях.

Фтор находится в 17-й группе (галогены) и втором периоде таблицы Менделеева. У него 7 валентных электронов.

Из-за своей высокой электроотрицательности и наличия только одной вакантной орбитали в валентном слое, фтор всегда проявляет валентность, равную 1.

Он всегда стремится присоединить один электрон, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации, как у благородного газа неона.

 

Поэтому, в соединениях фтор всегда образует одну химическую связь.

Почему валентность фтора 1

Валентность фтора всегда равна 1 по нескольким ключевым причинам, связанным с его атомным строением:

✅Электронная конфигурация: У фтора атомный номер 9, что означает 9 электронов.

Его электронная конфигурация:

1s²2s²2p⁵.

Это означает, что на его внешней (валентной) оболочке находится 7 электронов (2 на 2s-подуровне и 5 на 2p-подуровне).

✅Правило октета: Атомы стремятся достичь стабильной электронной конфигурации, как у благородных газов, которая обычно включает 8 электронов на внешней оболочке (это называется правилом октета).

Поскольку у фтора 7 валентных электронов, ему нужен всего один электрон, чтобы завершить свой октет и стать стабильным.

✅Высокая электроотрицательность: Фтор является самым электроотрицательным элементом в периодической таблице (его электроотрицательность по шкале Полинга равна 4.0).

Это означает, что он обладает очень сильной способностью притягивать электроны к себе в химической связи.

Он настолько силен, что всегда будет стремиться принять один электрон от другого атома, а не отдавать свои.

✅Отсутствие d-орбиталей: В отличие от других галогенов (хлора, брома, иода), которые находятся в более высоких периодах и имеют свободные d-орбитали в своем валентном слое, у фтора нет d-орбиталей.

Это означает, что он не может «расширить свой октет» и образовывать более одной связи.

Другие галогены могут использовать свои d-орбитали для образования до 3, 5 или даже 7 связей (например, в таких соединениях, как ClF₃, BrF₅, IF₇), но фтор так не может.

Таким образом, комбинация наличия 7 валентных электронов, стремления к октету, крайней электроотрицательности и отсутствия d-орбиталей делает валентность фтора строго равной 1 во всех его соединениях.

Как определить валентность фтора

Определить валентность фтора очень просто, потому что он является одним из немногих элементов, у которых валентность всегда постоянна и равна 1.

Вот как это можно «определить» (точнее, понять, почему она такая):

✅По положению в Периодической таблице Менделеева:

Фтор находится в 17-й группе (или VIIA группе, группе галогенов).

Элементы этой группы имеют 7 валентных электронов на внешней электронной оболочке.

Чтобы достичь стабильной электронной конфигурации, как у благородного газа (8 электронов на внешней оболочке — правило октета), фтору нужно 1 электрон.

Он может получить этот один электрон, образовав одну ковалентную связь с другим атомом (например, H-F) или приняв один электрон, став ионом F^—
(например, в NaF). В обоих случаях он образует одну связь.

✅По электронной конфигурации:

Электронная конфигурация фтора:

1s²2s²2p⁵.

На внешнем энергетическом уровне (n=2) у него 7 электронов (2 на 2s-подуровне и 5 на 2p-подуровне).

Единственный способ для фтора завершить внешний уровень до 8 электронов — это присоединить один электрон.

✅По электроотрицательности:

Фтор является самым электроотрицательным элементом (4.0 по шкале Полинга). Это означает, что он имеет самую сильную способность притягивать электроны в химической связи.

Он никогда не отдаст свои электроны и всегда будет стремиться принять чужие.

Из-за этого он всегда будет образовывать только одну связь, забирая электрон или «оттягивая» электронную плотность к себе.

✅Отсутствие свободных d-орбиталей:

У фтора нет свободных d-орбиталей на втором энергетическом уровне. Это не позволяет ему «расширять свой октет» (то есть образовывать более 4 связей, как это могут делать атомы с свободными d-орбиталями) или проявлять валентности, отличные от 1.

Таким образом, «определить» валентность фтора означает просто знать его фундаментальные химические свойства и строение атома, которые однозначно указывают на валентность 1.

 Пример решения, задача:

Дано: Фтор (F), Кальций (Ca)

Найти:

Определить валентность фтора.

Определить валентность кальция.

Составить химическую формулу соединения, используя правила валентности.

Решение:

Валентность фтора (F):
Как мы уже знаем, фтор — это особенный элемент, и его валентность всегда равна 1.

Валентность кальция (Ca):

Найдем кальций (Ca) в периодической таблице Менделеева. Он находится во 2-й группе (или IIA группе).

Элементы 2-й группы являются щелочноземельными металлами и имеют 2 валентных электрона на внешней оболочке.

Металлы стремятся отдать свои валентные электроны, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации.

Отдав 2 электрона, кальций приобретает заряд Ca²⁺ и становится стабильным.

Таким образом, валентность кальция равна 2.

Составление формулы соединения:

У нас есть фтор с валентностью 1 (F¹) и кальций с валентностью 2 (Ca²).

Чтобы составить формулу, мы используем «правило креста»: индексы элементов в формуле будут равны валентностям другого элемента.

Ca₂F₁

Индекс кальция будет равен 1 (валентность фтора).

Индекс фтора будет равен 2 (валентность кальция).

Получаем формулу: CaF₂

Ответ: Формула соединения фтора с кальцием — CaF₂. Это соединение называется фторид кальция.

 Часто задаваемые вопросы: