Определить валентность всех элементов в серной кислоте

Валентность элементов в серной кислоте ($\text{H}_2\text{SO}_4$) можно определить, разобрав её химическую структуру и оценив степень окисления каждого элемента.

1. Общая структура серной кислоты

Серная кислота имеет формулу $\text{H}_2\text{SO}_4$. Это сильная кислота, состоящая из двух атомов водорода ($\text{H}$), одного атома серы ($\text{S}$) и четырёх атомов кислорода ($\text{O}$).

2. Валентность водорода (H)

Водород в этом соединении имеет валентность 1, так как каждый атом водорода может образовать одну ковалентную связь. Это обусловлено тем, что в электронной оболочке водорода всего один электрон, который легко отдаётся для образования связи.

3. Валентность кислорода (O)

Кислород в большинстве соединений, в том числе и в серной кислоте, проявляет валентность 2. Это связано с тем, что кислороду не хватает двух электронов для заполнения внешнего энергетического уровня, что позволяет ему образовывать две ковалентные связи.

4. Валентность серы (S)

Сера в составе $\text{H}_2\text{SO}_4$ имеет валентность 6. Чтобы понять это, следует учитывать строение молекулы и степень окисления серы.

• В серной кислоте сера связана с четырьмя атомами кислорода, два из которых образуют двойные связи с серой, а два других — координационные связи (образуя кислород-водородные группы $\text{-OH}$).
• Каждая из этих двойных связей и координационных связей обуславливает валентность серы. В результате суммарная валентность серы в данном соединении составляет 6, что соответствует числу её связей.

5. Степень окисления элементов

Определение степени окисления также помогает понять распределение валентностей:

• Водород имеет степень окисления +1.
• Кислород имеет степень окисления -2.
• Суммарная степень окисления молекулы должна равняться нулю, так как она электрически нейтральна.

Для серы можно вычислить её степень окисления следующим образом:

Таким образом, степень окисления серы в серной кислоте составляет +6, что соответствует её валентности.

Итог

В серной кислоте $\text{H}_2\text{SO}_4$:

• Водород имеет валентность 1.
• Кислород имеет валентность 2.
• Сера имеет валентность 6.

Валентность каждого элемента зависит от количества образуемых связей с другими атомами и от его электронной конфигурации. В случае серной кислоты распределение валентностей и связей делает её химически стабильной и определяет её свойства как сильной кислоты.