§ 8. Валентность

Атомы соединяются не в произвольных количествах. Для веществ молекулярного строения действует закон постоянства состава: одно и то же вещество имеет определённый состав независимо от способа получения. Поэтому вода записывается как H₂O, а не с любым выбранным числом атомов. Понятие валентности помогает объяснить эти соотношения. Её обозначают римскими цифрами; в изучаемых соединениях водород одновалентен, кислород двухвалентен.

Структурные формулы показывают связи между атомами с помощью штрихов. У некоторых элементов валентность постоянная в рассматриваемых соединениях, у других переменная. Например, железо часто проявляет валентности II и III. Поэтому одного названия элемента иногда недостаточно, чтобы однозначно составить формулу его соединения. В названии «оксид железа(III)» цифра уточняет нужную валентность. Валентность записывают без знака плюс или минус.

Для бинарного соединения сравнивают произведения валентностей на соответствующие индексы. Чтобы составить формулу оксида алюминия, берут Al(III) и O(II). Наименьшее общее кратное трёх и двух равно шести. Деление шести на три даёт два атома алюминия, а на два — три атома кислорода. Получается Al₂O₃. Проверка: 2·III и 3·II дают одинаковое общее число валентных единиц.

Можно решить и обратную задачу. В Fe₂O₃ три атома кислорода дают шесть валентных единиц; их делят на два атома железа и получают III. Такой подход используют и для групп атомов, например кислотных остатков. Если группа повторяется несколько раз, её заключают в скобки и ставят индекс снаружи. При этом внутренние индексы группы не меняют: изменяется количество целых групп, а не их состав.