Сила валентности

Сила валентностиРаспространённый химический термин «валентность» произошел от латинского слова vale. Однако используют его не только химики, но и, например, лингвисты.

Хотя, если посчитать все случаи, когда в русскоязычных текстах употребляется слово «валентность», то окажется, что в 99,9% из них (а может быть, и больше) этот термин встречается в химических текстах.

Очевидно, что слово «валентность» так или иначе связано с силой, недаром раньше использовался термин «сила сродства». Но только в 1852 году английский химик Эдуард Франкланд (1825-1899) впервые использовал термин «валентность».

К середине XX века все клеточки в периодической таблице были заполнены (за исключением только самых последних элементов) и все известные химические элементы были довольно хорошо изучены.

Однако отсюда вовсе не следует, что в химии не может быть неожиданных открытий. Ведь элементы могут соединяться друг с другом бесчисленными способами, давая иногда удивительные результаты.

Очарование современной химии во многом связано с открытиями новых молекул, новых сочетаний элементов друг с другом.

И самые важные из таких открытий удостаиваются Нобелевских премий.

Так случилось с уже упоминавшимися проводящими полимерами.

Так было и с открытием новой удивительной формы углерода — бакминстерфуллерена, молекулы которого С60 представляют собой крошечные шарики, составленные из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников; это точная копия футбольного мяча.

А первым человеком, который догадался, как могут быть устроены такие молекулы из 60 атомов углерода, был японский химик Осава.

На мысль его навёл футбольный мяч сына. Но открыли фуллерены другие химики много лет спустя.

В течение сотен лет из различных минералов, а также из растительного и животного сырья химики выделяли в чистом виде множество новых соединений, их называли соответственно неорганическими и органическими.

Например, все металлы и их соединения относили к веществам неорганическим, тогда как масла, жиры, различные экстракты — к веществам органическим. Среди всех этих веществ были и сравнительно простые, и очень сложные, и число описанных химиками новых соединений, а также их химических превращений быстро росло.

Химия постепенно становилась наукой.

В то же время химиков не покидало чувство некоторой неудовлетворённости. Химия оставалась исключительно наукой экспериментальной.

Теорий практически не было.

Невозможно было понять, как связан состав вещества с его свойствами. Нельзя было предложить методику синтеза нового соединения — особенно это касалось органической химии.

Но прежде чем проводить разнообразные химические реакции, прежде чем пытаться синтезировать новые вещества, нужно было понять, как атомы связаны друг с другом в миллионах различных соединений.

Современный химик, вооружённый мощным компьютером и сложными программами, может не только составить «на экране» ход синтеза для получения нужного соединения. Он способен даже предсказать, какое вещество нужно синтезировать, чтобы оно обладало нужными свойствами.

Например, лечило бы конкретное заболевание.

Первые анализы, проведённые ещё в XVIII веке, показали, что большинство известных веществ сложные, то есть построены из двух или большего числа элементов. Наибольшие успехи здесь были достигнуты в области химии минеральных веществ (сейчас этот раздел химии называется неорганической химией, хотя деление на «разные химии» во многом условно).

Например, А. Л. Лавуазье удалось разложить воду на водород и кислород.

Было известно, что под действием серной кислоты сахар обугливается — превращается в уголь — и при этом выделяется вода (недаром сахар относят к углеводам). Значит, сахар состоит из атомов углерода, водорода и кислорода.

В дальнейшем удалось разложить поваренную соль на натрий и хлор, узнать состав множества других неорганических и органических соединений. Многие из них оказались довольно сложными; например, молекула витамина В12 содержит атомы углерода, азота, кислорода, фосфора и кобальта и имеет состав C63H88N14О14PCo, то есть в этой далеко не самой сложной молекуле имеется 181 атом!

Как же природа ухитрилась из сравнительно небольшого количества «составных частей» создать такое чудо, как мыслящий человек? А также крошечного мотылька и огромного кита, чайную розу с её неповторимым запахом и гигантское дерево эвкалипт (душистую настойку из его листьев используют в медицине), миллионы и миллионы других видов растений и животных?

Оказывается, для всего этого вполне достаточно имеющихся разновидностей атомов — химических элементов.

Причём далеко не всех!

Из более чем 110 известных химических элементов для создания всего живого хватит и трёх десятков. Так что правы были древние философы, считавшие, что всё дело в различных комбинациях разных сортов атомов.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

О химии и химиках
  • Репетитор – это не обязательно

    06.09.2017

    Очень примечательным и ободряющим для российских граждан является тот факт, что во всем мире репетиторство развивается не менее бурными темпами, чем в России. Ведь когда на законодательном уровне было закреплено единый... 
    Читать полностью

  • Чудеса для разминки

    02.02.2017

    Если чего-нибудь не раздобудешь, неважно. Пропусти опыт и переходи к следующему. Но описание пропущенного опыта прочитай: когда-нибудь, при удобном случае, к нему можно и вернуться. Для первого опыта нужны два вещества, которые,... 
    Читать полностью

  • Варим яйцо в бумажной кастрюле

    02.02.2017

    Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно... 
    Читать полностью

  • Свеча из мыла

    02.02.2017

    Когда мы рассуждали о том, почему мыло моет, то упоминали особое устройство его молекулы: «голова» и длинный «хвост», причем «голова» стремится к воде, а «хвост», напротив, от воды отталкивается… Рассмотрим... 
    Читать полностью

  • Главные принципы домашнего физика

    01.02.2017

    Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?» Правило... 
    Читать полностью