Урок №54. Валентность и степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов

Урок №54. Валентность и степень окисления. Правила определения степеней окисления элементов

I. Валентность (повторение)

Валентность – это способность атомов присоединять к себе определенное число других атомов.

Правила определения валентности

элементов в соединениях

1. Валентность водорода принимают за I (единицу). Тогда в соответствии с формулой воды Н₂О к одному атому кислорода присоединено два атома водорода.

2. Кислород в своих соединениях всегда проявляет валентность II. Поэтому углерод в соединении СО₂ (углекислый газ) имеет валентность IV.

3. Высшая валентность равна номеру группы.

4. Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в таблице) и номером группы, в которой находится данный элемент, т.е. 8 - N_группы.

5. У металлов, находящихся в «А» подгруппах, валентность равна номеру группы.

6. У неметаллов в основном проявляются две валентности: высшая и низшая.

Например: сера имеет высшую валентность VI и низшую (8 – 6), равную II; фосфор проявляет валентности V и III.

7. Валентность может быть постоянной или переменной.

Постоянная валентность:

I - K, Na, Ag, Li, H

II- Ca, Mg, Ba, Zn, O

III- Al

Переменная валентность:

Желтым цветом выделены валентности в соединениях с металлами и водородом.

Валентность элементов необходимо знать, чтобы составлять химические формулы соединений.

Запомните!

Особенности составления химических формул соединений.

1) Низшую валентность проявляет тот элемент, который находится в таблице Д.И.Менделеева правее и выше, а высшую валентность – элемент, расположенный левее и ниже.

Например, в соединении с кислородом сера проявляет высшую валентность VI, а кислород – низшую II. Таким образом, формула оксида серы будет SO_3.

В соединении кремния с углеродом первый проявляет высшую валентность IV, а второй – низшую IV. Значит, формула – SiC. Это карбид кремния, основа огнеупорных и абразивных материалов.

2) Атом металла стоит в формуле на первое место.

2) В формулах соединений атом неметалла, проявляющий низшую валентность, всегда стоит на втором месте, а название такого соединения оканчивается на «ид».

Например, СаО – оксид кальция, NaCl – хлорид натрия, PbS – сульфид свинца.

Теперь вы сами можете написать формулы любых соединений металлов с неметаллами.

3) Атом металла ставится в формуле на первое место.

II. Степень окисления (новый материал)

Степень окисления – это условный заряд, который получает атом в результате полной отдачи (принятия) электронов, исходя из условия, что все связи в соединении ионные.

Рассмотрим строение атомов фтора и натрия:

F +9 )2 )7

Na +11 )2 )8 )1

- Что можно сказать о завершённости внешнего уровня атомов фтора и натрия?

- Какому атому легче принять, а какому легче отдать валентные электроны с целью завершения внешнего уровня?

- Оба атома имеют незавершённый внешний уровень?

- Атому натрия легче отдавать электроны, фтору – принять электроны до завершения внешнего уровня.

F⁰ + 1ē → F^-1 (нейтральный атом принимает один отрицательный электрон и приобретает степень окисления «-1», превращаясь в отрицательно заряженный ион - анион)

Na⁰ – 1ē → Na⁺¹ (нейтральный атом отдаёт один отрицательный электрон и приобретает степень окисления «+1», превращаясь в положительно заряженный ион - катион)

- Процесс отдачи электронов атомом, называется окислением.

- Атом, отдающий электроны и повышающий свою степень окисления, окисляется и называется восстановителем.

- Процесс принятия электронов атомом, называется восстановлением.

- Атом, принимающий электроны и понижающий свою степень окисления, восстанавливается и называется окислителем.

Правила определения степени окисления:

1. Степень окисления простого вещества всегда равна нулю.

В сложных веществах:

2. Степень окисления фтора всегда равна -1.

3. Степень окисления водорода в сложных соединениях равна +1 (исключение гидриды Ме⁺ⁿН_n^-1 )

4. Степень окисления кислорода в сложных веществах равна - 2 (исключение H⁺¹₂O^-1₂, О⁺²F^-1₂ )

5. Степень окисления металлов всегда положительна и равна валентности (для главных подгрупп = номеру группы в ПСХЭ)

6. Степень окисления неметаллов может быть положительной и отрицательной.

МАХ =+В=№ группы в ПС для главных подгрупп

МIN= 8 - № группы в ПС для главных подгрупп

7. Алгебраическая сумма всех степеней окисления всегда равна нулю

Алгоритм составления формулы по степени окисления

Составление названий бинарных соединений

Сравним понятия «валентность» и «степень окисления»:

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Определите степени окисления атомов в формулах веществ:Br₂, CaO , SiO ₂, H ₂ CO ₃ , CuO , Cu ₂ O , H ₂ , KNO ₃ , FeO , Fe , Fe ₂ O _3, Fe(OH)_2, Fe₂(SO₄)_3, N₂, HClO₄