Валентность обычно относится к способности атома соединяться с другими атомами, что определяется числом электронов на внешнем энергетическом уровне. Однако в контексте молекул, таких как азотная кислота (HNO₃), это понятие используется немного иначе, поскольку молекулы состоят из нескольких атомов, каждый из которых может иметь свою валентность.
В молекуле азотной кислоты HNO₃:
Водород (H): Водород всегда имеет валентность 1, так как он способен образовать одну связь, отдавая свой единственный электрон.
Азот (N): В азотной кислоте азот находится в центре молекулы и связан с тремя атомами кислорода и одним атомом водорода через кислород. Азот в HNO₃ имеет валентность 5, так как он формирует пять связей: три с атомами кислорода (одна двойная связь и две одинарные) и косвенно участвует в связи с водородом через кислород.
Кислород (O): Кислород обычно имеет валентность 2. В HNO₃ один атом кислорода связан с азотом двойной связью (валентность 2), другой атом образует одинарную связь с азотом и также связан с атомом водорода, формируя гидроксильную группу (OH), а третий атом кислорода связан одинарной связью с азотом и несет отрицательный заряд.
Таким образом, в составлении структурной формулы HNO₃ можно увидеть, что молекула имеет следующую структуру:
- Азот (N) в центре.
- Один атом кислорода (O) связан с азотом двойной связью.
- Один атом кислорода соединен с азотом одинарной связью и несет отрицательный заряд.
- Третий атом кислорода связан с азотом через кислород-водородную (OH) группу.
Электронное распределение и структура связей в азотной кислоте объясняют её кислотные свойства. Именно кислород, связанный с водородом, легко отдает протон (H⁺), делая HNO₃ сильной кислотой.
Таким образом, валентность отдельных атомов в HNO₃ можно описать следующим образом:
- Водород (H): валентность 1
- Азот (N): валентность 5
- Кислород (O): валентность 2
Важно помнить, что в сложных молекулах, таких как HNO₃, понятие валентности может быть более сложным, чем в простых соединениях, и включает в себя не только число связей, но и их природу (одинарные, двойные).