синтетической химии и методов исследования строения и свойств веществ, и его содержание неоднократно расширялось и изменялось по мере того, как экспериментальная химия находила все новые и новые классы соединений с неизвестными ранее типами взаимодействия атомов в молекуле, а в последние 30-40 лет - с развитием квантовой химии.
В настоящее время накопленный химией экспериментальный материал столь обширен и разнообразен, а картина химической связи в разных соединениях столь пестра, что задача нахождения последовательного, единого и всеобъемлющего определения валентности представляется крайне сложной. Эти трудности побуждают некоторых химиков отказаться от универсального понятия валентности и заменить его набором более узких, но зато более конкретных и более точных понятий -ковалентность, гетеровалентность, координационное число и т.д. В отдельных классах соединений преобладает какой-либо один тип химического взаимодействия, хотя в других случаях два и более типов соединений могут иметь место.
Ковалентность - мера способности атома к образованию ковалентных химических связей, возникающих за счет двух электронов (по одному от каждого атома) и имеющих малополярный характер. Ковалентность равна числу не спаренных электронов атома, участвующих в образовании связи и часто может принимать все значения от 1 до максимальной, которая для большого числа элементов совпадает с номером их группы в Периодической таблице Менделеева.
Гетеровалентность (употребляются также термины электровалентность и ионная валентность) - мера способности атома к образованию ионных химических связей, возникающих за счет электростатического взаимодействия ионов, которые образуются при полном (или почти полном) переходе электронов одного атома к другому (ионная связь). Гетеровалентность равна числу электронов, которые атом отдал или получил от другого атома, и совпадает с зарядом соответствующего иона.
Координационное число (КЧ) равно числу атомов, ионов или молекул, находящихся в непосредственной близости с данным атомом в молекуле. В отличие от ковалентности и гетеровалентности, это понятие имеет чисто геометрический смысл. Величина КЧ может определяться как относительными размерами атомов, так и другими, более сложными причинами.
Окислительное число (04) (или степень окисления) - понятие, получившее в последнее время распространение в неорганической химии. Это электростатический заряд, условно приписываемый атому по нескольким правилам. В ионных соединениях 04 совпадает с зарядом иона (например, в NaCl 04 Na равно +1, 04 Cl равно-1).
В ковалентных соединениях 04 принято считать равным заряду, который получил бы атом, если бы все пары электронов, осуществляющие связь, были целиком перенесены к более электроотрицательным атомам (т.е. если условно допустить, что связь имеет полностью ионный характер). Например, в НС, 04 Н равно +1, 04 С, равно -1. В элементарных соединениях 04 равно 0 (например, в 02, С12, Р4, S8, в алмазе.)
Сродство к электрону (электронное сродство) - способность некоторых нейтральных атомов, молекул и свободных радикалов присоединять добавочные электроны, превращаясь в отрицательные ионы. Мерой этой способности для частиц
каждого определенного сорта служит энергия сродства к электрону S, равная разности энергии нейтрального атома (молекулы) в основном состоянии и энергии основного состояния отрицательного иона, образовавшегося после присоединения электрона.
У большинства атомов сродство к электрону связано с тем обстоятельством, что их внешние электронные оболочки не заполнены. К таким атомам относятся атомы Н и элементы 1-й группы периодической системы элементов (один внешний s-электрон), а также атомы 3, 4, 5, 6 и 7-й групп (неполное число р-электронов). Величина S точно определена лишь для немногих атомов.
Катализ (от греч. katalisys - разрушение) - изменение скорости химических реакций в присутствии веществ (катализаторов), вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав.
Катализатор - это вещество, которое увеличивает скорость приближения химической реакции к равновесию и не расходуется в ходе реакции. Реакции с участием катализаторов называются каталитическими.
Характер промежуточного химического взаимодействия при катализе весьма разнообразен. Обычно различали две группы каталитических процессов -кислотно-основный (гетеролитический) и окислительно-восстановительный (гемолитический). Но уже в XX столетии к ним добавился ферментативный катализ, в котором катализатором служат сложные белковые образования, ускоряющие течение биологически важных реакций в организмах растительного и животного мира, хотя сам этот вид катализа может быть и гомогенным, и гетерогенным.
В зависимости от фазового состояния реагирующих веществ и катализатора различают гомогенный и гетерогенный катализ. В первом случае катализатор и реагирующие вещества образуют одну однородную систему (по всему объему), границы раздела между катализатором и реагирующими веществами отсутствуют. Во втором случае катализатор и реагирующие вещества отделены границей раздела. Наиболее важны случаи, когда катализатор является твердым телом, а реакционная система образует жидкую или газообразную фазу. Промежуточное взаимодействие происходит при этом на поверхности твердого тела.
Катализ давно стал ведущим методом осуществления химических реакций в промышленности. Порядка 70% всех известных химических реакций в промышленности, а вновь открытых - более 90% проводятся с помощью катализаторов.
Применение катализаторов позволяет проводить химические превращения с высокими скоростями при небольших температурах. Большинство промышленных каталических процессов без катализаторов вообще не могло бы быть реализовано. Подбирая катализаторы, можно направлять химические превращения в сторону образования определенного продукта из ряда возможных.
С помощью катализа в начале XX в. была решена проблема фиксации азота воздуха, реализован метод получения азотной кислоты путем окисления аммиака на платиновых сетках. Каталические методы господствуют в технологии нефтепереработки, а также в осуществлении процессов органического синтеза. Производство каучука основано на превращении этилового спирта в дивинил с помощью многокомпонентного окисного катализатора. Нет возможности даже
