Валентність і ступінь окиснення

Тема. Валентність і ступінь окиснення.

Цілі: поглибити знання про валентність хімічних елементів із змінною валентністю, сформувати поняття про ступінь окиснення; визначити подібності та відмінності в поняттях «валентність» та «ступінь окиснення»; розвивати вміння порівнювати ступінь окиснення.
                            Хід заняття.

І Організаційний етап.
II.    Актуалізація опорних знань
1.    Що таке електронегативність?
2.    Як змінюється електронегативність елементів у періодах і групах
Періодичної системи? Чому?
3.    Чому атоми в сполуках з йонним зв’язком мають цілочисельні
заряди?
4.    Дайте визначення валентності.
5.    Чому дорівнює валентність Оксигену, Гідрогену, Магнію, Сульфуру?
6.  Як визначити валентність за допомогою Періодичної системи хіміч-
них елементів?
IІІ. Вивчення нового матеріалу
1.   Валентність
Вам вже відомо, що атоми різних хімічних елементів можуть приєднувати різне число інших атомів, тобто проявляти різну валентність. Валентність характеризує здатність атомів з’єднуватися  з іншими атомами
Валентністю називають число одинарних зв’язків, що атом утворює з іншими атомами в молекулі. Під числом хімічних зв’язків розуміють число спільних електронних пар. Спільні електронні пари утворюються тільки у випадку ковалентного зв’язку, тому валентність атомів можна визначити тільки в ковалентних сполуках.
Але атоми один з одним зв’язані, тобто виявляють певну валентність, як, наприклад, в кисні валентність Оксигену дорівнює II, а в азоті валентність Нітрогену — III:
О = О, N = N.

Одиницею валентності є валентність атома  Гідрогену. Він одновалентний.

Максимальне значення валентності елемента збігається з номером групи Періодичної системи, де він розміщений.

Значення валентності неметалічного елемента в сполуці з Гідрогеном або металічним елементом дорівнює 8 мінус номер групи, в якій розміщений елемент.

Деякі елементи можуть мати і змінну валентність.

Елементи, які мають сталу валентність

Елемент Валентність Елемент Валентність
Гідроген I Кальцій II
Натрій I Барій II
Калій I Цинк II
Флуор I Оксиген II
Берилій II Алюміній III
Магній II Бор III

Елементи із змінною валентністю

Елемент Валентність Елемент Валентність
Хлор I, III, V, VII Ферум II, III, VI
Бром I, III, V, VII Сульфур II, IV, VI
Йод I, III, V, VII Манган II, IV, VII
Меркурій I, II Хром II, III, VI
Купрум I , II Нітроген I, II, III, IV,V
Аргентум I ,  II Фосфор III, V
Аурум III, I Арсен III, V
Станум II, IV Карбон II, IV
Плюмбум II, IV Силіцій IV

Отже валентність елементів у простих речовинах відрізняється від нуля.
У молекулі гідроген пероксиду валентність Оксигену дорівнює II, а Гідрогену — І:
Н— О— О— Н.
Але ступінь окиснення Оксигену в цій сполуці -1.
Хоча ступінь окиснення і валентність — різні поняття, іноді їх вживають одне замість іншого. Так, якщо говорять про те, що валентність Натрію в натрій хлориді дорівнює І, то мають на увазі ступінь окиснення Натрію, що дорівнює +1. Металічні елементи взагалі рідко утворюють ковалентні зв’язки, тому під валентністю металічних елементів у сполуках розуміють їхній ступінь окиснення. Наприклад, називаючи речовину ферум(ІП) оксидом, мають на увазі, що Ферум у цій сполуці виявляє ступінь окиснення +3.

У бінарних сполуках більш електронегативний хімічний елемент, виявляє негативний ступінь окиснення, а менш електронегативний елемент — позитивний.

Алгебраїчна сума ступенів окиснення всіх атомів у молекулі має дорівнювати нулю. Для одноатомних йонів ступінь окиснення дорівнює заряду йона

Ступінь окиснення елементів у простих речовинах дорівнює нулю .

Враховуючи те, що більшість елементів має характерні ступені окиснення (це пов’язано з будовою їх електронних оболонок), можна вивести наступні правила обчислення ступенів окиснення.

  • Ступінь окиснення лужних металів дорівнює +1;
  • Ступінь окиснення Гідрогену дорівнює +1 (в більшості сполук) або −1 (в гідридах);
  • Флуор в усіх сполуках має ступінь окиснення −1 (за винятком F2);
  • Ступінь окиснення Оксигену в сполуках, як правило, дорівнює −2.
  • Атоми багатьох хімічних елементів виявляють змінні ступені окиснення.
  • Ступінь окиснення атома металу в сполуках позитивний і чисельно дорівнює його валентності.
  • Максимальний позитивний ступінь окиснення елемента, як правило, дорівнює номеру групи в періодичній системі, в якій знаходиться елемент.
  • Мінімальний ступінь окиснення для металів дорівнює нулю. Для неметалів у більшості випадків нижчий негативний ступінь окиснення дорівнює різниці між номером групи та цифрою вісім.

V.    Узагальнення та систематизація знань
1.    Дайте визначення поняття «ступінь окиснення»?
2.    У чому спільність і чим відрізняються поняття «ступінь окиснення»
і «валентність»?
Завдання
1.    Визначте заряди йонів у сполуках КС1, ВаС12, FеС13, LіВг, МgF2.
Яку ступінь окиснення мають елементи в цих сполуках?
2.    Визначте валентність елементів у сполуках з Гідрогеном:  СН4 ,

H 2SO4 , Na 2O, P 2O5,  Ca 3(PO4)2.
3.    Напишіть схеми будови електронної оболонки атома Фосфору,
що перебуває в ступені окиснення -3, 0, +3, +5.
4.    Елемент у ступені окиснення +2 має таку саму будову електронної
оболонки, як і атом Неону. Визначте елемент.
VI.    Домашнє завдання    

Визначити ступені окиснення атомів елементів у сполуках, формули яких:

а) K2O,  SO2, Cl2O7 , CO;     б)* KClO3, KMnO4, K2SO4.

завантаження...
WordPress: 18.18MB | MySQL:23 | 0.399sec