Что такое валентность? Чем она отличается от степени окисления? Приведите примеры веществ, в которых значения степени окисления и валентности атомов численно одинаковы и различны.

Валентность — это свойство атома химического элемента, показывающее, сколько химических связей атом может образовать с другими атомами в молекуле. Она определяется числом электронов, которые атом может отдать, принять или совместно использовать при образовании ковалентных или ионных связей. Валентность обычно выражается целым числом (иногда дробным в случае делокализованных связей) и чаще всего обозначается арабскими или римскими цифрами.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении, показывающий формальное распределение электронов в химической связи. Она показывает, сколько электронов атом формально «отдал» или «получил» при образовании соединения, если все связи считать полностью ионными. Степень окисления может быть положительной, отрицательной или нулевой и не всегда совпадает с реальным количеством связей атома.

Главные отличия:

Примеры, где валентность и степень окисления совпадают:

1. Вода (H₂O)

   • Атом кислорода: валентность = 2, степень окисления = –2

   • Атом водорода: валентность = 1, степень окисления = +1

2. Хлорид натрия (NaCl)

   • Атом натрия: валентность = 1, степень окисления = +1

   • Атом хлора: валентность = 1, степень окисления = –1

Примеры, где валентность и степень окисления различаются:

1. Диоксид углерода (CO₂)

   • Атом углерода: валентность = 4 (четыре ковалентные связи), степень окисления = +4

   • Атом кислорода: валентность = 2, степень окисления = –2
     Здесь совпадает, но если взять серу в H₂SO₄:

   • Сера: валентность = 6 (шесть связей с кислородом), степень окисления = +6
     Атомы кислорода, участвующие в связи с водородом: валентность = 2, степень окисления = –2, а у атомов, связанных с серой двойной связью: валентность = 2, степень окисления = –1 (различие появляется при расчёте формального заряда).

2. Калий перманганат (KMnO₄)

   • Марганец: валентность = 7 (формально семь связей с кислородом), степень окисления = +7

   • Кислород: валентность = 2, степень окисления = –2

Таким образом, валентность отражает реальные связи, а степень окисления — формальный заряд, и иногда они совпадают, а иногда — различаются в зависимости от структуры соединения.