Co to jest metoda krzyżowa?
Metoda krzyżowa jest sposobem na określenie wzoru chemicznego związków za pomocą wartościowości atomów. Atomy mają centralny rdzeń protonów i neutronów, z warstwami elektronów krążącymi wokół rdzenia w warstwach zwanych skorupami. Najbardziej zewnętrzna powłoka może zawierać zbyt wiele lub kilka elektronów, co jest opisane liczbą walencyjną plus lub minus. Związki powstają w wyniku wymiany tych elektronów w reakcjach zwanych wiązaniem jonowym, w których elektrony są dzielone między dwa lub więcej atomów.
Gdy atom z dwoma dodatkowymi elektronami łączy się z innym zawierającym jeden mniej elektronu, potrzeba dwóch z drugiego atomu do utworzenia związku. Krzem zawiera dwa dodatkowe elektrony w swojej zewnętrznej powłoce, podczas gdy tlen zawiera jeden elektron pozbawiony pełnej powłoki. Wzór jonowy dla dwóch atomów będzie Si + 2 i O- 1 , co pokazuje wartościowość jonową dla każdego z nich.
Za pomocą metody krzyżowej powstały związek można napisać, przenosząc wartościowość każdego atomu na drugi i zapisując je jako indeks dolny. Cząsteczka powstająca z połączenia krzemu i tlenu to dwutlenek krzemu lub SiO2. Wartościowość +2 atomu krzemu jest przenoszona do tlenu, a wartość -1 jest przenoszona lub przenoszona do krzemu. Przekraczanie wartościowości między dwoma atomami podczas opisu cząsteczki doprowadziło do określenia metody krzyżowej.
Reakcja dwóch atomów eliminuje ładunek elektronów, ponieważ atomy łączą się w stosunkach niezbędnych do wykorzystania wszystkich nadmiarowych elektronów. Przy zrównoważonej liczbie elektronów walencyjność jest uważana za zero, a we wzorze cząsteczkowym nie ma znaku plus ani minus. Cząsteczki jonowe wydają się być bardzo stabilne, ponieważ elektrony są dzielone między atomami, tworząc bardzo silne wiązanie chemiczne.
Proces zwany redukcją służy do stworzenia właściwej nazwy molekularnej, gdy wartościowości jonowe są wielokrotnościami mniejszych liczb. Bar i tlen mogą łączyć się, tworząc tlenek baru, przy czym każdy z atomów zawiera wartościowość dwóch. Używając metody krzyżowej, wartościowość 2 zostałaby przekroczona do nazwy atomowej drugiego atomu, w wyniku czego powstanie cząsteczka o nazwie Ba 2 O 2 . Indeksy dolne można podzielić przez 2, więc prawidłową cząsteczką jest BaO, a wartościowości zostały zredukowane do niezbędnego minimum.
Metoda krzyżowa będzie również działać, gdy cząsteczki są zbudowane z bardziej złożonych grup, takich jak octan cynku. Cynk (Zn) o wartościowości +2 może chemicznie łączyć się z cząsteczką octanu (C 2 H 3 O 2 ) o wartościowości -1. Metoda przełącza dwie wartościowości, aby pokazać, że jeden atom cynku połączy się z dwiema cząsteczkami octanu, tworząc Zn (C 2 H 3 O 2 ) 2 . Tak długo, jak cząsteczka ma znaną wartościowość, można zastosować metodę krzyżowania w celu ustalenia prawidłowej struktury molekularnej dowolnego związku.