Урок 6. Валентность

Химия

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Валентность

Представьте на минуточку, что атомы не могли бы соединяться между собой, какой вид имела бы планета, а вопрос: «Существовала ли вообще Солнечная система?» Именно благодаря тому, что атомы соединяются между собой, существуют вещества, а также и мы.

Вернёмся к деталям, мы их будем сравнивать с атомами, а их внешний вид, с количеством связей, которые они могут образовать.

Представим, что в нашем распоряжении есть вот такие детали.

Валентность элементов обусловлена количеством неспаренных электронов на внешнем уровне.

Рассмотрим металлы, расположенные в I группе. Их объединили в одно семейство щелочных металлов, поскольку реагируя с водою, они все образуют щёлочи, состава МеОН. Формула внешнего уровня имеет вид ns 1 . Если провести параллель с элементами конструктора, то они будут выглядеть следующим образом.

Они могут отличаться цветом, формой, однако их объединяет количество связей, которые они способны образовать. Иначе говоря, что щелочные металлы одновалентны.

Это правило срабатывает и для элементов II группы, только они будут иметь вид двойных деталей.

Вспоминаем, что элементы этой группы имеют формулу ns 2 , приходим к тому, что валентность атомов численно равна II.

Как возможно Вы заметили, или вспомнили с темы строение атома, что высшая валентность определяется номером группы, но не всегда ей равна. Исключением с данного правила являются атомы элементов таких как азот, фтор и кислород.

Почему фтор, находясь в VII группе, имеет валентность постоянную равную единице. В то время, для других его родственников, она будет равнять I, III, V или даже VII.

Поиграем с Вами в старую добрую игру «Найди … отличий». Несмотря на то, что они находятся в одной группе, имеют общую формулу внешнего слоя ns 2 np 5 , валентность их будет отличаться. Атомы хлора выигрывают за счёт свободного 3d уровня, на который при определённых условиях могут мигрировать электроны с наружного слоя, образуя при этом 3 возбуждённых состояния. Атом фтора в этом плане бедный, в распоряжении его электронов нет d-орбитали, его электронам некуда мигрировать.Поэтому имея только 1 неспаренный электрон, может образовать только единственную связь.

Причины постоянной и переменной валентности

Для большинства элементов характерно иметь переменную валентность. Но для некоторых она будет постоянной. Некоторые элементы Вам уже известны, пополнит этот список кислород и цинк, которые всегда двухвалентны, алюминий имеет число связей III.

Расположение элементов в периодической таблице подсказывает, о количестве связей, которые могут они образовать.

Определение валентности элементов по формулам

На рисунке изображены молекулы известных Вам веществ: это аммиак NH3, запах этого газа очень резкий и его трудно забыть, если хоть раз ощущали запах нашатырного спирта, с помощью его приводят людей в чувство после обморока.

С молекулой метана СН4 Вы встречаетесь на кухне, когда открываете газовый кран, чтобы приготовить пищу. На самом деле, метан не имеет запаха, но поскольку он относится к взрывоопасным веществам, то к нему прибавляют специальные соединения, имеющие запах, чтобы в случае утечки, его можно было обнаружить.

Молекула Н2О окружает нас повсюду. Во всех этих соединениях имеются атомы водорода, только в разных количествах. Давайте попробуем определить валентность по формуле вещества. Вспомним, что водород одновалентен. Если в аммиаке водорода насчитываем 3 атома, значит азот, условно, можем изобразить в виде такой детали.

Читайте также:
Урок 10. Признаки химических реакций

Как видно с рисунка, он имеет валентность III. Поэтому принципу определим валентность углерода, приходим к выводу, что он четырёхвалентен.

Но не всегда мы видим структурные формулы, которые отображают связи между атомами, и не всегда имеем дело с одновалентными элементами. Возьмём, к примеру, вещество состава Р2О5. На два атома фосфора приходится 5 атомов кислорода. Постоянную валентность имеет кислород, которая равняется II. Чтобы определить, какую валентность будет иметь фосфор, необходимо выполнить следующие математические действия.

Встречаются такие соединения, где необходимо определить валентность остатков, входящих в состав кислот. Например, вещество состава Mg3(PO4)2.

Выполним согласно алгоритму. Магний всегда двухвалентен.

Искомая валентность кислотного остатка равна III. Следует заметить, что в веществе всегда находиться элемент, который проявляет постоянную валентность.

При написании уравнений реакций возникает необходимость составления формул веществ. Рассмотрим реакцию обмена между оксидом алюминия и соляной кислотой.

В результате обмена образуется два вещества состава AlCl и НО. Чтобы определить количественный состав в веществах, воспользуемся следующим алгоритмом.

Составление химических формул по валентности

Уравнение приобретает вид

Обратите внимание, что количество атомов отличается в реагентах и продуктах, его необходимо уравнять.

Составим формулы веществ по валентности элементов.

Немаловажную роль наравне с валентностью играет такое понятие как степень окисления (СО).

Термин валентность применим для соединений, имеющих молекулярное строение. Но, как известно, ещё существуют вещества ионного строения, которые образуются за счёт электростатического притяжения между разноимёнными зарядами. Каким образом они образуются? Чтобы ответить на данный вопрос, вспомним об электроотрицательности.

При образовании вещества, одни атомы будут отдавать свои электроны, другие – принимать. Рассмотрим на примере соединений молекулярного строения Cl2, HCl и ионного NaCl.

Обратите внимание, что вещества молекулярного строения, имеют структурную формулу, соединение атомов между собой показывается в виде черты – между ними. Для веществ имеющих строение, отличающее от молекулярного, более применимо понятие степени окисления, которое имеет универсальное применение для всех типов веществ.

Каким образом получается молекула вещества HCl? У водорода имеется один-единственный электрон, который располагается на 1s уровне, у хлора целых 7, занимающих уровни 3s 2 и 3р 5 . Как Вы считаете, какой атом будет отдавать, а какой принимать электроны? При всём своём желании, атом водорода никак не сможет принять электроны хлора, ему просто некуда. Как он сможет расположить в своей 1s ячейке целых 7 электронов хлора. Логично предположить, что принимать будет хлор. Ему как раз не хватает одного электрона, чтобы завершить свой уровень. Поэтому водород будет иметь заряд +, а хлор -. Степень окисления указывается в правом верхнем углу элемента, арабскими цифрами, знак + или – ставим перед цифрой H + Cl − .

А вот какую степень окисления имеет простое вещество. Атомы равноценные партнёры, поэтому она будет нулевая.

При образовании ионного соединения NaCl натрий, как элемент имеющий малое число электронов на внешнем слое, а именно 1, подобно водороду, отдаёт его хлору, образуя при этом катион Na + , хлор при этом становится отрицательным анионом Cl − .

Правила определения степени окисления

Подобно валентности, для определённых элементов свойственна постоянная степень окисления. Это металлы, которые отличаются малым количеством электронов внешнего слоя. Отличительной характеристикой их будет невозможность иметь отрицательный заряд, поскольку они ВСЕГДА отдают электроны.

В противовес металлам существует один-единственный элемент, который абсолютно ни с кем не хочет делиться своими электронами.Ни при каких условиях он не отдаст их, это фтор, который всегда отрицателен F − .

Читайте также:
Урок 32. Химические свойства оксидов

Такой элемент, как кислород, обычно имеет отрицательный заряд, это -2. И только с фтором, он будет положительным +2.

Аналогичная ситуация с водородом, характерная СО (степень окисления) +1, однако исключения составляют соединения с металлами, где его степень окисления будет отрицательная и равняется -1.

Все эти значения вытекают с периодической системы, которая помогает определить степени окисления элементов.

С таблицы видно, что для большинства элементов эта величина не постоянная.

Чтобы вычислить степень окисления элементов в соединениях, будем руководствоваться следующими правилами.

Как бы то ни было, природа не ограничивается бинарными соединениями. Существует множество веществ состоящих из 2 и более элемента. Впрочем вычисление совсем не отличается, первоначально определяем элементы, имеющие постоянную степень окисления, а дальше проделав нехитрые математические действия находим СО для остальных. Главное правило, чтобы вещество было нейтральным, количество плюсов должно равняться количеству минусов.

К примеру, в веществе H2SO3 самым электроотрицательным является кислород, он заберёт электроны как в водороде, так и в серы, вследствие этого имеет отрицательную СО, а Hи Sстанут положительными. В этом соединение имеются 2 элемента, имеющих известную СО – это Н и О.

Обратите внимание, на нахождение СО в кислотном остатке. В данном случае, мы приравниваем не к 0, а к заряду аниона.

Здесь у серы х внизу

Как правило, валентность и степень окисления совпадают по абсолютной величине. Но исключения составляют простые вещества, например, в простом веществе азот, формула которого N2, степень окисления равняется 0, в тоже время, валентность атомов азота равна III. N 0 ≡ N 0 .

Либо в катионе аммония NH4 + . Азот имеет СО -3, а валентность IV.

Урок 6. Валентность

В образовании новых химических связей участвуют неспаренные электроны внешнего энергетического уровня. Именно они, как правило, определяют валентностъ элемента.

Валентность — это способность атомов химических элементов образовывать химические связи с другими атомами.

Валентность выражается числом атомов одновалентных элементов, которое атом данного элемента может замещать или присоединять во время образования определенного химического соединения. Валентность — свойство элемента, проявляемое в соединениях. Валентность обозначают римскими цифрами, она может составлять от I до VIII.

Существуют одновалентные (Н, Li, Na, K, F, Br), двухвалентные (Mg, Ca, Ba, O, S), трехвалентные (Al, N, P), четырехвалентные (C, Si) и т. п. элементы. Понятно, что один атом двухвалентного элемента соединяется с двумя атомами одновалентного элемента (CaCl2, Н2О), но с одним атомом двухвалентного атома (CaO). Атом трехвалентного элемента соединяется с тремя атомами одновалентного элемента FeCl3), два атома — трехвалентного (AlN).

Существуют атомы, имеющие постоянную (Na, K, Ca, Al, О) и переменную валентности. Например, валентность серы бывает II, IV и VI:

Рассмотрев электронно-графические формулы элементов, можно определить, что валeнтность атома водорода равна I (имеет один неспаренный электрон). По одному неспаренному электрону у лития, фтора, натрия, калия. Эти атомы тоже одновалентны. Магний двухвалентен, т. к. у него два неспаренных электрона. У атомов гелия, неона и аргона все электроны спарены и отсутствуют свободные орбитали. Эти элементы химически инертны, то есть обладают нулевой валентностью.

Однако химические элементы в соединениях далеко не всегда проявляют валентность, соответствующую количеству неспаренных электронов в основном состоянии атома. Например, углерод может проявлять валентность IV (CO2).

Возможность проявлять ту или иную валентность зависит также и от количества свободных орбиталей на внешнем электронном слое атома: при наличии незанятых электронами р-орбиталей один из спаренных s-электронов может переходить на свободную р-орбиталь (при условии получения определенной порции дополнительной энергии извне).

Читайте также:
Урок 37. Основания

Состояние атома, при котором электроны переходят с одной орбитали на другую в пределах одного энергетического уровня, называется возбужденным.

Пример. Рассмотрим атом углерода в основном и возбужденном состояниях (значком * обозначается возбужденное состояние атома):

В основном состоянии атом углерода имеет два неспаренных электрона на р-подуровне; при переходе атома в возбужденное состояние один из двух электронов s-подуровня может переходить на свободную р-орбиталь. Количество неспаренных электронов в возбужденном состоянии увеличится до четырех. Валентность углерода при этом также изменится с двух до четырех.

Если в атомах нет свободных орбиталей (например, у кислорода или фтора), то разъединить электронные пары в этом случае невозможно. Поэтому вaлентность этих элементов будет совпадать с количеством неспаренных электронов: кислород двухвалентен, фтор одновалентен.

Конспект урока «Валентность химических элементов».

Конспект и презентация к уроку “Валентность”.

Урок химии “Валентность”.

Разработка состоит из плана-конспекта и презентации.

Тип урока: комбинированный, освоение новых знаний.

Цель урока:

1.Сформировать понятие валентность

2.Способствовать формированию умения составлять формулы по валентности и определять валентность атомов элементов по формулам веществ;

3.Акцентировать внимание школьников на возможности интеграции курсов химии, математики.

Технология: технология развития критического мышления, системно-деятельностный подход.

Основные понятия: валентность, структурные формулы веществ, шаростержневые модели молекул.

Материально-техническое обеспечение: компьютер, мультимедийный проектор, презентация Power Point, наборы для составления шаростержневых моделей молекул.

Содержимое разработки

Открытый урок по химии

учителя Т.Б. Онищенко

Класс: 8 «Б»

Автор УМК: О.С. Габриелян

Тема: Валентность

Тип урока: комбинированный, освоение новых знаний.

Цель урока:

1.Сформировать понятие валентность

2.Способствовать формированию умения составлять формулы по валентности и определять валентность атомов элементов по формулам веществ;

3.Акцентировать внимание школьников на возможности интеграции курсов химии, математики.

Задачи урока:

образовательные:

– обеспечить формирование представления о валентности;

– обеспечить знания обучающихся о валентности элементов;

– обеспечить умение обучающихся определять валентность элементов по периодической системе;

– обеспечить умение обучающихся определять валентность элементов по формулам и составлять формулы по валентности.

воспитательные:

создать условия для:

– воспитания сознательного и серьезного отношения обучающихся к учебной дисциплине;

– воспитания умения участвовать в обсуждении, отстаивать свою точку зрения, уважая точку зрения других людей;

– воспитания умения слушать других, культуры речи, общения;

– воспитания способности сопереживать товарищам при их неудачах, радоваться их успехам;

– воспитания потребности в овладении специальными знаниями, умениями, навыками;

– воспитания таких качеств личности, как ответственное отношение к порученному делу, умение объективно оценивать результаты своего труда;

– воспитания веры в свои силы и потребности раскрыть потенциальные способности;

– воспитания умения управлять собой, своим поведением.

развивающие:

создать условия для:

– развития мышления обучающихся, умения анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать, выделять существенные признаки и свойства объектов, классифицировать факты, делать выводы;

– развития у обучающихся рефлексивной деятельности;

– развития у обучающихся умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения.

Критерии достижения цели урока: обучающийся знает понятие «валентность», умеет пользоваться периодической системой для нахождения валентности элементов; умеет: определять валентность элементов по формуле и составлять формулы по валентности.

Технология: технология развития критического мышления, системно-деятельностный подход.

Основные понятия: валентность, структурные формулы веществ, шаростержневые модели молекул.

Материально-техническое обеспечение: компьютер, мультимедийный проектор, презентация Power Point, наборы для составления шаростержневых моделей молекул.

Урок по теме: Валентность 8 класс
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Урок изучения и закрепления нового материла (конспект + презентация)

Читайте также:
Урок 39. Соли

Скачать:

Вложение Размер
konspekt_uroka__po_himii_valentnost.doc 66.5 КБ
valentnost.ppt 383.5 КБ

Предварительный просмотр:

Открытый урок по теме: «Валентность химических элементов».

Тип урока : комбинированный, изучение нового материала

Цель урока: сформировать понятие валентность и умение определять валентность по химическим формулам и составлять химические формулы по валентности.

1. Познакомить учащихся с понятием валентность;

2. Сформировать и закрепить умение определять валентность по химическим формулам;

3. Сформировать и закрепить умение составлять формулы, зная валентность химических элементов.

Показать единство материального мира

Умение записывать химические формулы веществ, зная валентность элементов, входящих в состав данного вещества. Приобретение навыков самостоятельной работы.

Основные понятия : валентность,

Оборудование: таблицы и схемы

Учебник «Химия 8 класс» под редакцией Е.Е. Минченкова

Учебник «Химия 8 класс» Н.Е. Кузнецова

  1. Организационный момент (3 мин)

приветствие; отметить отсутствующих.

  1. Постановка проблемного вопроса (3 мин)
  2. Актуализация знаний, (беседа 10 мин)
  3. Объяснение нового материала по теме «Валентность химических элементов» (15 мин)
  4. Закрепление материала, повторение ключевых моментов. Подведение итогов: ответ на проблемный вопрос (5 мин)
  5. Домашнее задание (1 мин)

Сегодня мы с вами повторим материал, который изучали на прошлом уроке «Химическая формула». Относительная молекулярная масса». Потренируемся в вычислении относительной молекулярной массы. А затем перейдем к изучению новой темы.

Итак, первый вопрос: что такое химическая формула? (предполагаемый ответ – химическая формула – это запись, выражающая качественный и количественный состав данного вещества).

А что такое, качественный и количественный состав вещества? (предполагаемый ответ – качественный состав – это какие элементы входят в состав данного вещества, а количественный – в каком соотношении).

Что такое, индекс и коэффициент в химической формуле? (предполагаемый ответ – индекс обозначает число атомов каждого химического элемента, входящего в состав молекулы, пишется справа внизу от символа элемента. Коэффициент – обозначает количество атомов или молекул, пишется перед символом элемента).

Что означает следующая запись:

2Сl, 2Сl 2 , 3Сl 2 , 5НСl

2Сl – два атома хлора;

2Сl 2 – две молекулы хлора;

3Сl 2 – три молекулы хлора;

5НСl – пять молекул хлороводорода.

Следующий вопрос: Что такое относительная молекулярная масса, как она обозначается и как рассчитывается?

Предполагаемый ответ – относительная молекулярная масса – показывает во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода; обозначается Мr. Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы вещества, с учетом индексов.

Давайте рассчитаем Мr молекулы следующего вещества:

Мr(Al 2 (SO 4 ) 3 ) = Ar(Al)2 + Ar(S)3 + Ar(O)12 = 54 + 96 + 192 = 342

Значит относительная молекулярная масса Al 2 (SO 4 ) 3 равна 342.

Итак, а теперь переходим к изучению новой темы. В конце урока мы напишем небольшую самостоятельную работу по новой теме, поэтому слушайте внимательно и переписывайте записи с доски. Запишите тему урока: «Валентность химических элементов».

Только что мы с вами вспомнили, что такое химическая формула. Каждое вещество имеет свою химическую формулу, которая выражает его качественный и количественный состав, т.е. какие элементы и в каком количестве входят в состав одной молекулы данного вещества.

А как же узнают состав каждого вещества. С помощью сложных экспериментов. Однако, зная валентность можно составить формулу любого вещества. Итак, запишем, что же такое валентность:

Валентность – это способность атомов удерживать при себе определенное число атомов других элементов.

Валентность атома водорода принята за единицу .

НСl H 2 O NH 3 CH 4

Cледовательно, атом водорода не может присоединять больше одного атома другого элемента, но другие элементы могут присоединять один (НСl), два (H 2 O), три (NH 3 ), четыре (CH 4 ) и более атомов водорода (показать шаростержневые модели этих молекул).

Валентность обозначается римской цифрой, которая ставится над знаком химического элемента в формуле вещества.

А кислород? Атом кислорода всегда двухвалентен.

H 2 O SO 3 CO 2

Атомы одних химических элементов имеют постоянную валентность, а других переменную (т.е. в разных соединениях один и тот же элемент может проявлять разную валентность):

SO 3 SO 2 H 2 S

В учебнике на странице 25 в таблице приведены валентности химических элементов в соединениях. Жирным шрифтом обозначены те элементы, которые имеют постоянную валентность (Na, К, Н, О и др.).

Зная формулы веществ, состоящих из двух элементов, и валентность одного из них, можно определить валентность другого элемента. Например, СuO – оксид меди (II). Мы знаем, что валентность кислорода равна двум. Если на один атом кислорода приходится один атом меди, значит, валентность меди тоже равна двум.

Запишем правила определения валентности по формулам их соединений.

Правила определения валентности элементов в соединениях:

1. Записать химическую формулу вещества и указать валентность известного элемента.

Например, оксид углерода (IV) имеет формулу – СО 2 , валентность кислорода постоянна и равна двум, записываем над символом кислорода II

2. Найти наименьшее общее кратное (НОК) между известным значением валентности и индексом этого элемента.

Для этого умножаем валентность известного элемента на индекс при этом элементе:

2 × II = 4 – это и есть НОК

3. Наименьшее общее кратное разделить на индекс другого элемента, полученное число и есть значение валентности.

Индекс при атоме углерода равен 1, значит:

4 : 1 = IV – это и есть валентность атома углерода

Разберем еще один пример:

1. Валентность кислорода постоянна и равна II.

3. 6 : 2 = III – это и есть валентность атома железа

Определим валентность химических элементов в следующих соединениях:

Валентность атомов кислорода вы уже знаете, а валентность других элементов, имеющих постоянную валентность, находим по таблице.

Вы уже умеете определять валентность химических элементов в соединениях, формулы которых известны. А теперь рассмотрим как, зная валентность составить химические формулы.

Для составления химической формулы, нужно знать валентность элементов в данном соединении. Валентности некоторых элементов представлены в таблице учебника.

Правила составления химических формул по валентности:

1. Записать химические знаки элементов, входящих в состав соединения, и указать их валентности.

Например, составим формулу оксида алюминия – соединения алюминия с кислородом. Запишем знаки химических элементов:

Валентность кислорода равна двум, валентность алюминия постоянна, находим значение валентности по таблице учебника, она равна трем. Записываем валентности:

2. Определить НОК чисел, обозначающих валентность обоих элементов.

НОК – наименьшее из целых положительных чисел, делящееся без остатка на каждое из данных целых чисел.

НОК II и III – 6

3. Разделить НОК на валентность каждого элемента, полученные числа обозначают индексы соответствующих элементов.

6 : II = 3, т.е. индекс при атоме кислорода равен 2

6 : III = 2, т.е. индекс при атоме алюминия равен 3.

4. Записать полученные индексы справа внизу у знаков химических элементов.

Разберем еще один пример: соединение серы с водородом, при чем валентность серы указана, так как сера имеет переменную валентность.

1.Записываем валентность атома водорода:

2. Находим НОК, оно равно двум

3. Находим индексы элементов:

2 : II = 1, т.е. индекс при атоме серы равен 1

2 : I = 2, т.е. индекс при атоме водорода равен 2

4. Записываем формулу с учетом индексов:

В названии веществ, имеющих переменную валентность, в скобках пишут валентность данного элемента в этом соединении:

СuO – оксид меди (II)

Cu 2 O – оксид меди (I)

Расставим индексы в формулах следующих соединений:

Итак, сегодня на уроке мы узнали, что такое валентность, как определить валентность элементов, формула которого известна, и наоборот, зная валентность составить химическую формулу. Сейчас мы проверим, как вы усвоили данную тему, для этого напишем самостоятельную работу.

На работу вам остается 10 минут.

Домашнее задание §4, 5 задания №№ 3, 4 стр. 28; задачник: 1-99, 1-100

Урок 6. Валентность

В уроке 6 «Валентность» из курса «Химия для чайников» дадим определение валентности, научимся ее определять; рассмотрим элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научимся составлять химические формулы по валентности. Напоминаю, что в прошлом уроке «Химическая формула» мы дали определение химическим формулам и их индексам, а также выяснили различия химических формул веществ молекулярного и немолекулярного строения.

Вы уже знаете, что в химических соединениях атомы разных элементов находятся в определенных числовых соотношениях. От чего зависят эти соотношения?

Рассмотрим химические формулы нескольких соединений водорода с атомами других элементов:

Нетрудно заметить, что атом хлора связан с одним атомом водорода, атом кислорода — с двумя, атом азота — с тремя, а атом углерода — с четырьмя атомами водорода. В то же время в молекуле углекислого газа СО2 атом углерода связан с двумя атомами кислорода. Из этих примеров видно, что атомы обладают разной способностью соединяться с другими атомами. Такая способность атомов выражается с помощью численной характеристики, называемой валентностью.

Валентность — численная характеристика способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами.

Поскольку один атом водорода может соединиться только с одним атомом другого элемента, валентность атома водорода принята равной единице. Иначе говорят, что атом водорода обладает одной единицей валентности, т. е. он одновалентен.

Валентность атома какого-либо другого элемента равна числу соединившихся с ним атомов водорода. Поэтому в молекуле HCl у атома хлора валентность равна единице, а в молекуле H2O у атома кислорода валентность равна двум. По той же причине в молекуле NH3 валентность атома азота равна трем, а в молекуле CH4 валентность атома углерода равна четырем. Если условно обозначить единицу валентности черточкой |, вышесказанное можно изобразить схематически:

Следовательно, валентность атома любого элемента есть число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента связан данный атом в химическом соединении.

Численные значения валентности обозначают римскими цифрами над символами химических элементов:

Определение валентности

Однако водород образует соединения далеко не со всеми элементами, а вот кислородные соединения есть почти у всех элементов. И во всех таких соединениях атомы кислорода проявляют валентность, равную двум. Зная это, можно определять валентности атомов других элементов в их бинарных соединениях с кислородом. (Бинарными называются соединения, состоящие из атомов двух химических элементов.)

Чтобы это сделать, необходимо соблюдать простое правило: в химической формуле вещества суммарные числа единиц валентности атомов каждого элемента должны быть одинаковыми.

Так, в молекуле воды H2O общее число единиц валентности двух атомов водорода равно произведению валентности одного атома на соответствующий числовой индекс в формуле:

Так же определяют число единиц валентности атома кислорода:

По величине валентности атомов одного элемента можно определить валентность атомов другого элемента. Например, определим валентность атома углерода в молекуле углекислого газа СО2:

Согласно вышеприведенному правилу х ·1 = II · 2 , откуда х = IV .

Существует и другое соединение углерода с кислородом — угарный газ СО, в молекуле которого атом углерода соединен только с одним атомом кислорода:

В этом веществе валентность углерода равна II , так как х ·1 = II · 1 , откуда х = II :

Постоянная и переменная валентность

Как видим, углерод соединяется с разным числом атомов кислорода, т. е. имеет переменную валентность. У большинства элементов валентность — величина переменная. Только у водорода, кислорода и еще нескольких элементов она постоянна (см. таблицу).

Составление химических формул по валентности

Зная валентность элементов, можно составлять формулы их бинарных соединений. Например, необходимо записать формулу кислородного соединения хлора, в котором валентность хлора равна семи. Порядок действий здесь таков.

Еще один пример. Составим формулу соединения кремния с азотом, если валентность кремния равна IV , а азота — III .

Записываем рядом символы элементов в следующем виде:

Затем находим НОК валентностей обоих элементов. Оно равно 12 ( IV·III ).

Определяем индексы каждого элемента:

Записываем формулу соединения: Si3N4.

В дальнейшем при составлении формул веществ не обязательно указывать цифрами значения валентностей, а необходимые несложные вычисления можно выполнять в уме.

Краткие выводы урока:

  • Численной характеристикой способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами является валентность.
  • Валентность водорода постоянна и равна единице. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.
  • Валентность большинства остальных элементов не является постоянной. Ее можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

    Надеюсь урок 6 «Валентность» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

    Валентность и степень окисления

    Валентность

    Валентность (лат. valere – иметь значение) – мера “соединительной способности” химического элемента, равная числу индивидуальных химических связей, которые может образовать один атом.

    Определяют валентность по числу связей, которые один атом образует с другими. Для примера рассмотрим две молекулы

    Для определения валентности нужно хорошо представлять графические формулы веществ. В этой статье вы увидите множество формул. Сообщаю вам также о химических элементах с постоянной валентностью, знать которые весьма полезно.

    В электронной теории считается, что валентность связи определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии. Мы касались с вами темы валентных электронов и возбужденного состояния атома. На примере фосфора объединим эти две темы для полного понимания.

    Подавляющее большинство химических элементов обладает непостоянным значением валентности. Переменная валентность характерна для меди, железа, фосфора, хрома, серы.

    Ниже вы увидите элементы с переменной валентностью и их соединения. Заметьте, определить их непостоянную валентность нам помогают другие элементы – с постоянной валентностью.

    Запомните, что у некоторых простых веществ валентность принимает значения: III – у азота, II – кислорода. Подведем итог полученным знаниям, написав графические формулы азота, кислорода, углекислого и угарного газов, карбоната натрия, фосфата лития, сульфата железа (II) и ацетата калия.

    Как вы заметили, валентности обозначаются римскими цифрами: I, II, III и т.д. На представленных формулах валентности веществ равны:

    • N – III
    • O – II
    • H, Na, K, Li – I
    • S – VI
    • C – II (в угарном газе CO), IV (в углекислом газе CO2 и карбонате натрия Na2CO3
    • Fe – II
    Степень окисления

    Степенью окисления (СО) называют условный показатель, который характеризует заряд атома в соединении и его поведение в ОВР (окислительно-восстановительной реакции). В простых веществах СО всегда равна нулю, в сложных – ее определяют исходя из постоянных степеней окисления у некоторых элементов.

    Численно степень окисления равна условному заряду, который можно приписать атому, руководствуясь предположением, что все электроны, образующие связи, перешли к более электроотрицательному элементу.

    Определяя степень окисления, одним элементам мы приписываем условный заряд “+”, а другим “-“. Это связано с электроотрицательностью – способностью атома притягивать к себе электроны. Знак “+” означает недостаток электронов, а “-” – их избыток. Повторюсь, СО – условное понятие.

    Сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю – это важно помнить для самопроверки.

    Зная изменения электроотрицательности в периодах и группах периодической таблицы Д.И. Менделеева, можно сделать вывод о том какой элемент принимает “+”, а какой минус. Помогают в этом вопросе и элементы с постоянной степенью окисления.

    Кто более электроотрицательный, тот сильнее притягивает к себе электроны и “уходит в минус”. Кто отдает свои электроны и испытывает их недостаток – получает знак “+”.

    Самостоятельно определите степени окисления атомов в следующих веществах: RbOH, NaCl, BaO, NaClO3, SO2Cl2, KMnO4, Li2SO3, O2, NaH2PO4. Ниже вы найдете решение этой задачи.

    Сравнивайте значение электроотрицательности по таблице Менделеева, и, конечно, пользуйтесь интуицией :) Однако по мере изучения химии, точное знание степеней окисления должно заменить даже самую развитую интуицию ;-)

    Особо хочу выделить тему ионов. Ион – атом, или группа атомов, которые за счет потери или приобретения одного или нескольких электронов приобрел(и) положительный или отрицательный заряд.

    Определяя СО атомов в ионе, не следует стремиться привести общий заряд иона к “0”, как в молекуле. Ионы даны в таблице растворимости, они имеют разные заряды – к такому заряду и нужно в сумме привести ион. Объясню на примере.

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

    Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

    Блиц-опрос по теме Валентность и степень окисления

    Урок «Валентность. Определение валентности по формулам их соединений»

    Тема урока: «Валентность. Определение валентности по формулам их соединений»

    Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний

    Организационные формы: беседа, индивидуальные задания, самостоятельная

    – опираясь на знания учащихся, повторить понятия “химическая формула”;

    – способствовать формированию у учащихся понятия “валентность” и умению определять валентность атомов элементов по формулам веществ;

    – акцентировать внимание школьников на возможности интеграции курсов химии, математики.

    – продолжить формирование умений формулировать определения;

    – разъяснять смысл изученных понятий и объяснять последовательность действий при определении валентности по формуле вещества;

    – способствовать обогащению словарного запаса, развитию эмоций, творческих способностей;

    – развивать умение выделять главное, существенное, сравнивать, обобщать, развивать дикцию, речь.

    – воспитывать чувство товарищества, умение работать коллективно;

    – повысить уровень эстетического воспитания учащихся;

    – ориентировать учащихся на здоровый образ жизни.

    Планируемые результаты обучения:

    Предметные: знать определение понятия «валентность».

    Уметь определять валентность элементов по формулам бинарных соединений. Знать валентность некоторых химических элементов.

    Метапредметные: формировать умение работать по алгоритму для решения учебных и познавательных задач.

    Личностные: формирование ответственного отношения к учению, готовности учащихся к самообразованию на основе мотивации к обучению.

    Основные виды деятельности учащихся. Определять валентность элементов в бинарных соединениях.

    Основные понятия: валентность, постоянная и переменная валентность.

    Оборудование для учащихся: учебник Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 8 класс». – М.: Просвещение, 2015; на каждом столе “Алгоритм определения валентности” (приложение 2); раздаточный материал.

    Учитель приветствует учащихся, определяет готовность к уроку, создает благоприятный микроклимат в классе

    Приветствуют учителя, демонстрируют готовность к уроку

    Фронтальная беседа с учащимися по пройденной теме “Химическая формула”.

    Задание 1: Что здесь написано?

    Учитель демонстрирует формулы, отпечатанные на отдельных листах (приложение 1).

    Задание 2: индивидуальная работа по карточкам (двое учащихся работают у доски). После окончания расчетов проверка.

    Карточка № 1. Рассчитайте относительную молекулярную массу данных веществ: NaCl, K2O.

    Карточка № 2. Рассчитайте относительную молекулярную массу данных веществ: CuO, SO2.

    Учащиеся отвечают на вопросы учителя, читают формулы на «химическом языке»

    Учащиеся получают карточки: первый вариант – № 1, второй вариант – № 2 и выполняют задания. Двое учащихся выходят к доске и производят расчеты на обратной стороне доски. Когда выполнят задания, проверяют все вместе правильность, если есть ошибки, находят пути их устранения.

    3.Изучение нового материа

    1. Объяснение учителя. Постановка проблемы.

    Понятие о валентности.

    – До сих пор мы пользовались готовыми формулами, приведёнными в учебнике. Химические формулы можно вывести на основании данных о составе веществ. Но чаще всего при составлении химических формул учитываются закономерности, которым подчиняются элементы, соединяясь между собой.

    Задание: сравните качественный и количественный состав в молекулах: HCl , H2O, NH3, CH4.

    – Что общего в составе молекул?

    – Чем они отличаются друг от друга?

    Проблема: Почему различные атомы удерживают различное количество атомов водорода?

    Вывод: У атомов разная способность удерживать определённое количество других атомов в соединениях. Это и называется валентностью. Слово “валентность” происходит от лат. valentia – сила.

    – Запишите определение в тетрадь:

    Валентность – это свойство атомов удерживать определённое число других атомов в соединении.

    Валентность обозначается римскими цифрами.

    Валентность атома водорода принята за единицу, а у кислорода – два.

    Далее объясняет, как определить валентность каждого элемента в соединении NH3.

    1.Отметить валентность известного элемента: I

    2. найти общее число единиц валентности известного элемента:

    3.общее число единиц валентности делят на количество атомов другого элемента и узнают его валентность:

    Далее объясняет, как определить валентность каждого элемента в соединениях: Р2О5, HBr.

    Наличие атомов водорода.

    HCl – один атом хлора удерживает один атом водорода

    H2O – один атом кислорода удерживает два атома водорода

    NH3 – один атом азота удерживает три атома водорода

    CH4 – один атом углерода удерживает четыре атома водорода.

    Фиксируют проблему, высказывают предположения, совместно с учителем приходят к выводу.

    Записывают определение, слушают объяснения учителя.

    Используя алгоритм определения валентности, записывают в тетрадь формулу и определяют валентность элементов

    Слушают объяснения учителя

    4.Первичная проверка усвоенных знаний

    Упражнение 1: определить валентность элементов в веществах. Задание в раздаточном материале.

    SiH4, CrO3, H2S, CO2, CO, SO3, SO2, Fe2O3, FeO, HCl, HBr, Cl2O5, Cl2O7, РН3, K2O, Al2O3, P2O5, NO2, N2O5, Cr2O3, SiO2, B2O3, SiH4, Mn2O7, MnO, CuO, N2O3.

    Упражнение 2: В течение трёх минут необходимо выполнить одно из трёх заданий по выбору. Выбирайте только то задание, с которым вы справитесь. Задание в раздаточном материале.

    Репродуктивный уровень (“3”). Определите валентность атомов химических элементов по формулам соединений: NH3, Au2O3, SiH4, CuO.

    Прикладной уровень (“4”). Из приведённого ряда выпишите только те формулы, в которых атомы металлов двухвалентны: MnO, Fe2O3 , CrO3, CuO, K2O, СаH2.

    Творческий уровень (“5”). Найдите закономерность в последовательности формул: N2O, NO, N2O3 и проставьте валентности над каждым элементом.

    Учитель выборочно проверяет тетради учащихся, за правильно выполненные задания ставит оценки.

    тренажёр: ученики цепочкой выходят к доске и определяют валентности элементов в предложенных формулах

    Учащиеся выполняют предложенные задания, выбирая тот уровень, на который, по их мнению, они способны. Анализируют ответы вместе с учителем

    5.Подведение итогов урока

    Беседа с учащимися:

    – Какую проблему мы поставили в начале урока?

    – К какому выводу мы пришли?

    – Дать определение “валентности”.

    – Чему равна валентность атома водорода? Кислорода?

    – Как определить валентность атома в соединении?

    Оценка работы учащихся в целом и отдельных учащихся.

    Отвечают на вопросы учителя. Анализируют свою работу на уроке.

    § 16, упр. 1, 2, 5, тестовые задания

    Записывают задание в дневник

    Организует выбор учащимися адекватной оценки своего отношения к уроку и состояния после проведенного урока (приложение 3, распечатать для каждого)

    Выполняют оценку своих ощущений после проведенного урока

    Гара Н. Н. Химия: уроки в 8 классе: пособие для учителя / Н. Н. Гара. – М.: Просвещение, 2014.

    Контрольно-измерительные материалы. Химия 8 класс/Сост. Н.П. Троегубова. – М.: ВАКО, 2013.

    Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. «Химия. 8 класс». – М.: Просвещение, 2015.

    Троегубова Н.П. Поурочные разработки по химии 8 класс. – М.: ВАКО, 2014.

    Журнал «Биология» – www.1september.ru – технология личностно-ориентированного обучения.

    Приложение 1

    Что означает следующая запись?

    а) 4H; 7Fe; H2; 4H2 б) NaCl; AlBr3; FeS

    Приложение 2

    Алгоритм определения валентности.

    Алгоритм определения валентности

    1. Запишите формулу вещества.

    2. Обозначьте известную валентность элемента

    3. Найдите число единиц валентности атомов известного элемента, умножив валентность элемента на количество его атомов

    4. Поделите число единиц валентности атомов на количество атомов другого элемента. Полученный ответ и является искомой валентностью

    5. Сделайте проверку, то есть подсчитайте число единиц валентностей каждого элемента

    Приложение 3

    Оцените свои ощущения после урока, нужный ответ подчеркните.

    На уроке я работал: активно/пассивно

    Своей работой на уроке я: доволен/не доволен

    Урок для меня показался: коротким/длинным

    За урок я: не устал/устал

    Мое настроение: стало лучше/стало хуже

    Материал урока мне был: понятен/не понятен, интересен/скучен.

    Раздаточный материал.

    Упражнение 1: определить валентность элементов в веществах:

    SiH4, CrO3, H2S, CO2, CO, SO3, SO2, Fe2O3, FeO, HCl, HBr, Cl2O5, Cl2O7, РН3, K2O, Al2O3, P2O5, NO2, N2O5, Cr2O3, SiO2, B2O3, SiH4, Mn2O7, MnO, CuO, N2O3.

    Упражнение 2:

    В течение трёх минут необходимо выполнить одно из трёх заданий по выбору. Выбирайте только то задание, с которым вы справитесь.

    Репродуктивный уровень (“3”). Определите валентность атомов химических элементов по формулам соединений: NH3, Au2O3, SiH4, CuO.

    Прикладной уровень (“4”). Из приведённого ряда выпишите только те формулы, в которых атомы металлов двухвалентны: MnO, Fe2O3 , CrO3, CuO, K2O, СаH2.

    Творческий уровень (“5”). Найдите закономерность в последовательности формул: N2O, NO, N2O3 и проставьте валентности над каждым элементом.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: