Ступінь окиснення. Визначення можливих ступенів окиснення. Складання хімічних формул за ступенем окиснення

Дата:                                                                  Урок №                                                          Клас 8

Тема: "Ступінь окиснення. Визначення можливих ступенів окиснення. Складання хімічних формул за ступенем окиснення"

Мета:  *сформувати уявлення про ступінь окиснення

           * розвивати пам'ять та увагу

          * виховувати самостійність та наполегливість

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Хід уроку

I. Організаційний момент

II. Перевірка домашнього завдання

III. Вивчення нового матеріалу

ВАЛЕНТНІСТЬ І СТУПІНЬ ОКИСНЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ

Пригадуєш, ми вивчали раніше поняття «валентність» і на його підставі складали формули різних сполук та їх назви за сучасною номенклатурою. І ти вже знаєш, що валентність — це здатність атома приєднувати або заміщувати певне число інших атомів або атомних груп з утворенням хімічного зв'язку. А чому це так? Зрозуміти фізичний зміст валентності допомогла електронна теорія будови атома і хімічного зв'язку. З розвитком цієї теорії змінилося і саме поняття валентності. У наш час валентність визначається числом ковалентних зв'язків, якими атом з'єднаний з іншими атомами.

А число зв'язків, які може утворювати атом, дорівнює числу його неспарених електронів, які йдуть на утворення спільних електронних пар. При цьому полярність утворених зв'язків не враховується, а тому валентність не має знака. Вона не може бути ні позитивною, ні негативною. Наприклад, у молекулах азоту N₂ та амоніаку NH₃ атом Нітрогену N тривалентний, оскільки він з'єднаний з N і з Н трьома спільними електронними парами (три зв'язки). Отже, валентність визначається тільки числом ковалентних зв'язків. Ось чому поняття «валентність» не можна застосовувати для сполук немолекулярної будови (з йонним, атомним, металічним зв'язками). Саме тому замість поняття «валентність» використовується поняття «ступінь окиснення».

Ступінь окиснення — це умовний заряд атома в речовині, який виник би на атомі за умови, що спільні електронні пари повністю змістилися б до більш електронегативного атома.

Ступінь окиснення, на відміну від валентності, може мати позитивне, негативне і нульове значення. Це значення зі знаком плюс чи мінус перед арабською цифрою зазначається над символом елемента або римською цифрою без знака у дужках після назви елемента. Наприклад:
_{+1    -2     0}
Na, O,  Н₂,
де ступені окиснення Натрію +1, Оксигену -2, Гідрогену 0; або Ферум(ІІІ), Купрум(ІІ), Нітроген(V) тощо.

Якщо сполука бінарна, то один із елементів має позитивний ступінь окиснення, а інший — негативний. Так, у більшості сполук Гідроген має ступінь окиснення +1, а Оксиген -2. Наприклад, у формулі води:
_{+1 -2}
Н₂O.

  F   О    N    CI   Br   S    Р    С    Н    Si    Al    Mg    Са    Na   Cs

У бінарних сполуках хімічний елемент, що стоїть у цьому ряду лівіше, виявляє негативний ступінь окиснення, а той, що стоїть правіше, — позитивний. Так, у сполуці MgO хімічний елемент Магній мас позитивний ступінь окиснення +2, а Оксиген — негативний ступінь окиснення -2.

Під час обчислення ступенів окиснення слід пам'ятати, що:
1) алгебрична сума ступенів окиснення всіх атомів у сполуці має дорівнювати нулю, наприклад у ферум(ІІІ) хлориді FeCl₃ сума усіх ступенів окиснення дорівнює:
+3 + (-1) -3 = 0;
2) ступінь окиснення елементів у простих речовинах дорівнює нулю;
3) ступінь окиснення лужних металів завжди дорівнює +1;
4) ступінь окиснення Гідрогену в сполуках, як правило, дорівнює +1;
5) Флуор в усіх сполуках має ступінь окиснення -1;
6) ступінь окиснення Оксигену в сполуках, як правило, дорівнює -2.

Наприклад,
_{+1 +6 -2       0      -3 +1     +1 +7 -2       + 1 -2}
H₂SO₄,   N₂,  NH₃,   KMnO₄,    H₂S

Ступінь окиснення не слід ототожнювати з валентністю навіть у тому разі, коли їхні значення збігаються. Наприклад, у хлороводні НСl ступінь окиснення Гідрогену +1, Хлору -1 і валентність того й іншого елемента — 1. А в молекулі азоту N₂ (N=N) є три електронні пари між атомами Нітрогену, тому він тривалентний. Проте ступінь окиснення Нітрогену дорівнює нулю, оскільки спільні електронні пари розміщені симетрично й однаковою мірою належать обом атомам. Через це в усіх простих речовинах ступінь окиснення елементів дорівнює нулю.

                                                                                 Перерва 5 хвилин

Визнач ступені окиснення атомів елементів у сполуках, формули яких:
(a) N₂, NO₂, NO, N₂O₅, N₂O, N₂O₃; 
(б) MnSO₄, MnO₂, Mn₂O₇, Mn₂O₃;
(в) As₂O₃, AsH₃, H₂, H₂O;
(г) Cl₂O₇, Cl₂, Cl₂O, O₂, Cl₂O₅, Cl₂O₃.

3. Визнач ступені окиснення атомів елементів у сполуках, формули яких:
(а) H₂SO₄, SO₂, SO₃, H₂SO₃, MgSO₄;
(б) HClO₄, HPO₃, Ba(NO₃)₂, Al₂(SO₄)₃, P₂O₅;
(в) Ca₃(PO₄)₂, AI(NO₃)₃, K₂SO₃, Na₂SO₄.
4. У молекулі білого фосфору Р⁴ валентність і ступінь окиснення атома Фосфору дорівнюють відповідно
(а)1 і +3;    (б)3 і +3;    (в) 3 і 0;    (г) 2 і 0.
5. Атоми Нітрогену мають однаковий ступінь окиснення в сполуках, формули яких
(a) HNO₃;     (б) Ca₃N₂;       (в) NH₄Cl;       (г) N₂O₃.

Додаткові завдання
6. Найменший ступінь окиснення атомів Сульфуру має речовина, формула якої
(a) H₂SO₄;    (б) Na₂SO₃;    (в) SO₃;    (г) Al₂(SO₄)₃.
7*. Ступінь окиснення атома Фосфору в йоні НР0₄^2- дорівнює
(а) + 5;      (б) + 3;      (в) 0;     (г) - 5.

IV.Узагальнення вивченого

V. Домашнє завдання

Написати ст. окиснення: HClO₄, HPO₃, Ba(NO₃)₂, Al₂(SO₄)₃, P₂O₅;