Валентность цинка (Zn)

 Теория:

Валентность цинка (Zn) — это способность образовывать в соединениях определенное количество химических связей.

Поэтому: цинк чаще всего проявляет валентность, равную 2 (или II).

Цинк относится к переходным металлам, которые находятся в 12-й группе периодической таблицы (в старой форме таблицы – во II группе, подгруппе Б).

Причина постоянной валентности цинка:

У цинка электронная конфигурация [Ar]3d¹⁰4s². Он имеет полностью заполненный 3d-подуровень и два электрона на внешнем 4s-подуровне.

При образовании химических связей цинк отдаёт два внешних 4s-электрона.

Это приводит к образованию очень стабильного иона Zn²⁺, который имеет полностью заполненные электронные оболочки.

Электроны 3d-подуровня, будучи полностью заполненными, не участвуют в образовании химических связей. Именно поэтому цинк всегда проявляет валентность II.

Как определить валентность цинка

Чтобы определить валентность цинка, не нужно производить сложные вычисления по формуле, как это делается для элементов с переменной валентностью (например, валентность меди).

Валентность цинка всегда равна II (два).

Эта валентность является постоянной для цинка в подавляющем большинстве его соединений.

✅ Причина такого постоянства кроется в электронном строении цинка: его атом легко отдаёт два электрона с внешнего 4s-подуровня.

Но его внутренний 3d-подуровень полностью заполнен (и имеет 10 электронов), и эти электроны очень стабильны и не участвуют в образовании связей.

Почему валентность цинка равна II (два)

Валентность цинка равна II (два) по двум основным причинам, которые связаны с его электронным строением:

➡️ Конфигурация внешних электронов: Электронная конфигурация атома цинка — [Ar]3d¹⁰4s². На его внешнем энергетическом уровне (4s-подуровне) находятся два электрона.

Именно эти два электрона цинк легко отдаёт в химических реакциях, образуя химические связи.

➡️ Стабильность иона Zn²⁺: Когда атом цинка теряет два своих 4s-электрона, он превращается в ион Zn²⁺.

Электронная конфигурация этого иона — [Ar]3d¹⁰.

Эта конфигурация с полностью заполненным d-подуровнем является очень стабильной и энергетически выгодной.

Для того чтобы оторвать следующий, третий электрон (уже из стабильного d-подуровня), требуется очень большое количество энергии.

 Пример решения, задача:

Условие: составьте химическую формулу соединения, образованного атомами цинка (Zn) и хлора (Cl).

Объясните, почему цинк в этом соединении проявляет такую валентность.

Решение:

➡️ Определяем валентности элементов:

Цинк (Zn), как мы уже знаем, имеет постоянную валентность II.

Хлор (Cl) в соединениях с металлами обычно проявляет валентность I.

➡️ Составляем формулу по валентностям:

Используем правило «крест-накрест» или ищем наименьшее общее кратное для валентностей.

Валентность Zn — II, валентность Cl — I.

Нам нужно, чтобы сумма валентностей была скомпенсирована. Один атом цинка (II) «компенсирует» два атома хлора (I).

Формула соединения: ZnCl₂

➡️ Объяснение валентности цинка:

Валентность цинка в ZnCl₂ равна II, потому что цинк, будучи переходным металлом, имеет электронную конфигурацию [Ar]3d¹⁰4s².

При образовании связей он отдаёт два электрона с внешнего 4s-подуровня.

В результате этого образуется стабильный ион Zn²⁺ с полностью заполненным 3d-подуровнем.

✅ Ответ: Формула соединения — ZnCl₂.

Валентность цинка в этом соединении равна II, так как это его единственная и постоянная валентность, обусловленная электронным строением атома.

 Часто задаваемые вопросы