Що таке валентність
Валентність – це властивості атомів одного хімічного елемента приєднувати певне число атомів іншого.
Це поняття було введено в хімію в 1853 р англійським хіміком-органіком Франкленд для обгрунтування кількісних отнощенію атомів елементів у хімічних сполуках. Розвиток вчення про валентності у великій мірі пов’язано з відкриттям Д.І. Менделєєвим періодичного закону. Їм було встановлено зв’язок між валентністю елемента і його положенням в періодичній системі, введено поняття про змінної валентності. Вчення про будову атомів і молекул сприяло розробці електронної теорії валентності.
Для розрахунків, для складання формул речовин неоходімо знати кількісні співвідношення атомів різних елементів, в яких вони з’єднуються. Валентність показує, зі скількома атомами одновалентного елемента з’єднується атом даного елемента.
Одновалентними вважають всі елементи, атоми яких у двохелементних з’єднаннях завжди пов’язані з одним атомом іншого елемента.Прімером одновалентного елемента є водень. Тому вважається, що валентність елемента вказує на те, зі скількома атомами водню з’єднаний один атом розглянутого елемента. Наприклад: у HCl хлор-одновалентен, в h3O кисень-двовалентний, в Nh4 азот-трьохвалентний.
Таблиця постійних валентностей.
Валентності Елементи
| I | H, Na, Li, K, Rb, Cs |
| II | O, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd |
| III | B, Al, Ga, In |
Використовуючи валентності можна скласти формулу сполуки.
Хімічна формула-це умовна запис складу речовини у вигляді хімічних знаків та індексів.
Наприклад: h3O-формула води, де Н і О-хімічні знаки елементів, 2-індекс, який показує число атомів даного елемента, що входять до складу молекули води.
При назві речовин зі змінною валентністю обов’язково вказується його валентність, яка ставиться в дужки. Наприклад, Р2О5- оксид фосфору (V).
Складання формул за валентністю.
Повчимося складати формули для бінарних сполук (складаються з двох хімічних елементів). Існує правило, що число валентностей у одного хімічного елемента дорівнює числу валентностей в іншого. Розглянемо на прикладі утворення молекули, що складається з фосфору і кисню.
« Будова електронних оболонок атомів Ступені окиснення хімічних елементів »Валентність хімічних елементів. Складання формул бінарних сполук.
Тема: Валентність хімічних елементів. Складання формул бінарних сполук за валентністю елементів.
Очікувані результати: учень складаєформулибінарнихсполук за валентністюелементів.
Тип уроку: комбінований.
Клас: 7 клас.
Методи навчання: словесні, наочні, практичні.
Хід уроку
I. Організація класу до уроку
II. Перевірка домашнього завдання.
Дати відповіді на питання:
1. Охарактеризуйте прості та складні речовини. Яка між ними різниця?
Прості — речовини, молекули яких складаються з атомів одного хімічного елемента.
Приклад: азот N2, хлор СІ2, кисень О2, озон О3. їхні молекули містять атоми одного й того самого хімічного елемента, інших елементів немає.
Складні – речовини, молекули яких складаються з атомів двох і більше хімічних елементів
2. Що таке індекс?
Індекс знизу указує на число атомів у речовині.
3. Які Ви знаєте класифікації хімічних елементів?
Хімічна формула – це позначення атома, молекули, йона або речовини за допомогою символів хімічних елементів та індексів.
5. Що таке фізичні властивості? Фізичні властивості металів і неметалів.
III. Мотивація навчальної діяльності. Засвоєння і закріплення знань.
Валентність – це властивість атомів хімічного елемента з’єднуватися з певним числом атомівтого самого або інших хімічних елементів.
Розглянемо хімічні формули деяких сполук:
Наведені приклади показують, що один атом Хлору, Оксигену, Нітрогену, Карбону здатний приєднувати не будь-яку, а певну кількість атомів Гідрогену.
Щоб схарактеризувати валентність з кількісного боку, за одиницю взяли валентність атома Гідрогену. Отже, Гідроген – одно валентний. Якщо це так, то атом Хлору в НС1 також одновалентний, оскільки він і утримує тільки один атом Гідрогену. Атом Оксигену в Н
Числове значення валентності прийнято позначати римськими цифрами, які ставляться над знаками хімічних елементів.
Отже, значення валентності атома Гідрогену незмінне і дорівнює 1. (цей атом завжди сполучається тільки з одним атомом). Гідроген одновалентний елемент.
Оксисен двовалентний елемент. Таку валентність Оксиген виявляє завжди – і молекулах простої речовини, і в молекулах складної речовини.
1. Визначення валентності елементів за формулами їхніх сполук.
За формулою речовини, яка складається з двох елементів, можна визначити валентність одного елемента, якщо відома валентність іншого.
Приклад:
— дано формулу СuO. Валентність Купруму можна знайти наступним чином. Валентність Оксигену дорівнює ІІ, на один атом Оксигену припадає один матом Купруму. Відповідно валентність Купруму теж ІІ.
Дещо складніше визначити валентність по формулам сполук, що утворені не одним декількома атомами хімічного елемента.
Приклад:
— треба визначити валентність Алюмінію в алюміній оксиді, формула якого А12О3.Для цього записуємо формулу речовини над хімічним символом Оксигену позначаємо римською цифрою його валентність (вона нам відома, завжди два):
6
IIIII
А12О3
Враховуючи число атомів Оксигену в сполуці, визначаємо сумарну валентність трьох атомів Оксигену, вона дорівнює шести (2∙3 = 6). Ці шість одиниць валентності припадають на два атоми Алюмінію, значить, на один атом Алюмінію – три одиниці (6:2 = 3). Отже, Алюміній в оксиді Алюмінію тривалентний:
У формулах бінарних сполук сумарна валентність усіх атомів одного елемента завжди дорівнює сумарній валентності всіх атомів іншого елемента.
Отже, валентність елементів по формулах можливо знайти наступним чином:
1. Пишуть хімічну формулу речовини і відмічають валентність відомого елемента:
2. Знаходять найменше спільне кратне — загальне число валентності відомого елементу.
3. Вираховують і проставляють над хімічними знаками валентність другого елемента. Для цього загальне число валентності ділять на індекс цього елемента:
2. Складання хімічних формул за валентністю.
Знаючи валентність елементів, які утворюють дану речовину, можна скласти її хімічну формулу.
При складанні хімічних формул потрібно дотримуватись наступних дій:
1. Пишуть поряд хімічні знаки елементів, які входять до складу сполуки.
2. Над знаками хімічних елементів проставляють їх валентність:
3. Знаходять найменше спільне кратне чисел, що виражає валентність обох елементів:
4. Діленням найменшого спільного кратного на валентність відповідного елемента знаходять індекси (індекс «1» не пишуть):
Валентність деяких елементів у хімічних сполуках
Завдання 1
Визначити формулу фосфор оксиду, в якому валентність Фосфору дорівнює п’яти.
Розв’язання
Для цього записуємо хімічні символи елементів, які входять до складу даного оксиду, над ними позначаємо валентності елементів:
VII
РО
Знаходимо найменше спільне кратне валентностей обох елементів. Воно дорівнює 10. Ділимо найменше спільне кратне кожного з елементів і знаходимо індекс.
Багато які елементи в різних сполуках виявляють різну валентність. Це означає, що валентність буває стала і змінна.
В назві речовин, утворених елементами із змінною валентністю, після назви цього елементу в дужках пишуть римську цифру, показуючу валентність даного елемента у цій сполуці.
СuO – купрум(ІІ) оксид;
Сu2O – купрум(І) оксид
FeCl2 – ферум(ІІ) хлорид
FeCl3 – ферум(ІІІ) хлорид
FеО –ферум(II) оксид
Fe2О3 –ферум(III) оксид
СuСІ2 –купрум(II) хлорид
СuСІ –купрум(І) хлорид.
Для елементів – металів, що розміщені у головних підгрупах, валентність дорівнює номеру групи.
Неметалічні елементи проявляють в основному дві валентності:
Запам’ятати числове значення постійної валентності металів допоможе не хитрий текст, який коментує таблицю:
«Натрий, Калий, Серебро с Водородом за одно.
С Кислородом Магний, Ртуть,
Кальций, Барий и Бериллий,
Медь и Цинк не позабудь.
Трехвалентный Алюминий».
Таблиця постійних значень валентності деяких елементів
IV. Узагальнення і систематизація знань.
1.Скласти Формули бінарних сполук за відомими валентностями:
2.Як можна визначити валентність атома?
3.Як скласти хімічну формулу, знаючи валентність атома?
V. Підсумoк уроку.
VI. Домашнє завдання.
Опрацювати §Письм. №
ВАЛЕНТНІСТЬ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. СКЛАДАННЯ ФОРМУЛ БІНАРНИХ СПОЛУК ЗА ВАЛЕНТНІСТЮ
Тема 1 ПОЧАТКОВІ ХІМІЧНІ ПОНЯТТЯ
& 17. ВАЛЕНТНІСТЬ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. СКЛАДАННЯ ФОРМУЛ БІНАРНИХ СПОЛУК ЗА ВАЛЕНТНІСТЮ
Вивчення параграфа допоможе вам:
· зрозуміти сутність поняття валентності;
· навчитись складати формули бінарних сполук за валентністю елементів.
До цього часу ви мали справу з хімічними формулами речовин, які називав учитель, або наведеними у підручнику. Частину з них ви вже запам’ятали.
Запишіть 5 формул і назв відомих вам речовин.
Але речовин надто багато, щоб покладатись лише на запам’ятовування
їх формул. Тому варто знати правила складання формул за валентністю.ЩО НАЗИВАЮТЬ ВАЛЕНТНІСТЮ? Вчених здавна цікавило: чому молекули, що складаються з двох і більше атомів, стоновлять єдине ціле? Чим визначаються кількісні відношення атомів у молекулі? Відповідь на поставлені запитання була запропонована англійським хіміком Е. Франклендом, який увів у науку поняття валентності, що в перекладі з латини означає “сила”.
Валентність – це здатність атомів хімічного елемента сполучатись (утворювати хімічні зв’язки) з певним числом інших атомів.
Деякі атоми мають постійну
валентність, у більшості елементів є кілька значень валентності, тобто вона змінна.Валентність виражається цілими числами. За одиницю валентності взято валентність Гідрогену, цей елемент одновалентний. Валентність може набувати значень від І до VIІІ.
Проаналізуємо хімічні формули:
1)НСl, 2) Н2О, 3) NН3, 4) СН4.
Гідроген хлорид вода амоніак метан
З першої формули бачимо, що у молекулі гідроген хлориду один атом одновалентного Гідрогену сполучений з одним атомом Хлору, тож Хлор у цій сполуці одновалентний. Друга формула свідчить, що з одним атомом Оксигену у молекулі води сполучені два атоми Гідрогену. Відповідно, розмірковуючи, робимо висновок, що Оксиген – двовалентний. За третьою формулою встановлюємо, що Нітроген в амоніаку – тривалентний, а за четвертою – що Карбон у метані має валентність IV.
Запишемо розглянуті формули, позначивши валентність хімічних елементів над їх символами:
I I | І ІІ | ІІІ I | IV I |
1)HC1 | 2)Н2О | 3)Nh4 | 4)Ch5 |
У розглянутих прикладах сума одиниць валентності Гідрогену дорівнює валентності іншого елемента. Наприклад, у формулі Сh5 сума валентностей Гідрогену 1 ∙ 4 = 4. Це правило поширюється на більшість бінарних сполук (“бі” означає два), тобто утворених двома хімічними елементами.
У бінарній сполуці сума одиниць валентності одного хімічного елемента дорівнює сумі одиниць валентності іншого елемента.
Розглянемо валентність деяких хімічних елементів та навчимося користуватися нею для складання формул бінарних сполук.
ЕЛЕМЕНТИ З ПОСТІЙНОЮ ТА ЗМІННОЮ ВАЛЕНТНІСТЮ. Елементів з постійною валентністю не так уже й багато. Їх приклади наведено в переліку:
І | І | І | І | II | ІІ | II | II | II | ІІІ | ІІІ |
Н, | Na, | F, | K, | Мg, | Са, | Ва, | Zn, | O, | Аl, | В. |
Спробуйте його запам’ятати – це прискорить виконання вами багатьох вправ, пов’язаних зі складанням формул, визначенням валентності елемента в речовині за відомою валентністю інших елементів.
Атоми інших хімічних елементів (їх більшість) мають змінну валентність. Наприклад, у Сульфуру валентність набуває значень Н, IV, VI; у Купруму – І, ІІ; у Феруму – II, ІІІ; у Хлору – І, ІІІ, V, VІІ. Тому у назвах їх сполук після назви символу обов’язково вказують римськими цифрами у круглих дужках значення валентності, наприклад, Сульфур(VІ) оксид має формулу SO3 (мал.64а), яку читають “ес-о-три”. Інша бінарна сполука Сульфуру з Оксигеном SО2 (мал. 64б) вимовляється “ес-о-два” і має назву сульфур(ІV) оксид.
Зверніть увагу, що в розглянутих прикладах змінна валентність елемента пишеться у круглих дужках і без відступу від його назви.
Мал. 64. Моделі сполук Сульфуру з Оксигеном
У назвах складних речовин, утворених елементом зі змінною валентністю, після його символу без відступу записують валентність римською цифрою у круглих дужках.
СКЛАДАННЯ ФОРМУЛ БІНАРНИХ СПОЛУК ЗА ВАЛЕНТНІСТЮ. Складання формул бінарних сполук можна здійснювати у два способи. Послідовність дій у першому способі відображено у таблиці 5.
Таблиця 5
Складання формул бінарних сполук за валентністю
№ | Послідовність дій | Приклади речовин | |
Фосфор(V) оксид | Сульфур (VI) оксид | ||
1 | Записуємо символи хімічних елементів | Р О | SO |
2 | Позначаємо валентність елементів | V II Р О | VI II S O |
3 | Знаходимо найменше спільне кратне (НСК) для одиниць валентності атомів обох хімічних елементів | V II Р О НСК=10 | VI II S O НСК = 6 |
4 | Знаходимо індекси шляхом ділення спільного кратного на валентність кожного елемента | (для Р) 10 : 5 = 2 (для O)10 : 2 = 5 | (для S) 6 : 6 = 1 (для О) 6 : 2 = 3 |
5 | Записуємо знайдені індекси у формулу, пам’ятаючи, що індекс 1 не пишуть | Р2О5 | SO3 |
6 | Здійснюємо перевірку – множимо знайдений індекс на валентність атома | (Р)5 ∙ 2 = 10 (O)2 ∙ 5 = 10 10 = 10 | (S) 1 ∙ 6 = 6 (О) 3 ∙ 2 = 6 6 = 6 |
7 | На підставі тотожності суми одиниць валентності робимо висновок, що формули складено правильно | Р2О5 | SO3 |
Використання другого способу складання формул (назвемо його діaгональним) базується на тому, що у багатьох бінарних сполуках індекс одного елемента збігається з валентністю другого.
Переконайтеся в цьому на прикладах щойно складених формул. Тому після послідовного виконання зазначених у таблиці перших двох дій достатньо валентність першого елемента записати, але не римськими, а арабськими цифрами як індекс другого елемента. Так само, валентність другого елемента записати як індекс першого.
V ІІ
Р2О5
Аналогічно складаючи формулу сульфур(VІ) оксиду, ми мали б написати S2O6. Однак у формулах бінарних неорганічних речовин за невеликим винятком? прикладом якого є гідроген пероксид h3O2 (у медицині його розчин називається “перекис водню”), індекси не бувають парними числами. Тому індекси 2 і 6 скорочуємо вдвоє й одержуємо хімічну формулу сульфур(VI) оксиду – SO3.
Діагональним способом зручно складати формули за валентністю, необхідно лише у разі парних індексів провести їх скорочення.
Потренуємось у використанні діагонального способу складання формул бінарних сполук. Формула сполуки Хлору з Оксигеном містить 5 атомів Оксигену. В Оксигену постійна валентність ІІ, у Хлору – змінна.
Скориставшись діагональним способом, знаходимо індекс Хлору. Він дорівнює валентності Оксигену, тобто 2. Отже, формула сполуки Сl2О5, Хлор у ній п’ятивалентний.
Поняття валентності поширюється й на прості речовини, що мають двохатомні молекули:
І | І | І | II | III |
Н2, | Сl2, | Вr2, | O2, | N2. |
Скарбничка ерудита
Поняття валентності було введено в хімію у 1853 році, тобто майже на півсторіччя раніше, ніж фізикам вдалося з’ясувати склад і будову атома. Відкриття фізиків допомогли розвинути вчення про валентність за рахунок таких понять, як хімічний зв’язок та ступінь окиснення. Їх ви будете вивчати у 8-9 класах.
?
1. Що розуміють під валентністю хімічних елементів?
2. Які ви знаєте елементи з постійною валентністю?
3. Як скласти формулу бінарної сполуки за валентністю хімічних елементів?
4. Складіть формули бінарних сполук елементів та запишіть їх у таблицю, дотримуючись правила, що символи металічних елементів пишуть першими.
Символи елементів | О | Н | N(ІІІ) |
Na | |||
Mg | |||
Аl |
5. Складіть формули бінарних сполук: Йоду (V) й Оксигену; Купруму(І) й Оксигену; Арсену(ІІІ) й Гідрогену, Карбону(ІV) й Сульфуру(ІІ).
6. За складеними у завданні 5 хімічними формулами обчисліть відносні молекулярні маси сполук та масові частки елементів в них.
1. За мал. 65 з’ясуйте, якого кольору кульки використовують для моделювання атомів Гідрогену, Оксигену, Хлору, Нітрогену.
2. Користуючись подібними наборами кульок або кольоровим пластиліном і сірниками, складіть моделі молекул за формулами:
IV
CO, Nh4, CCl4, Н2, O2.
Мал. 65. Набір кульок для моделювання молекул та приклади моделей
Валентність і формули
Поняття валентності має сенс тільки для речовин молекулярної природи і не дуже підходить для опису хімічних зв’язків у з’єднаннях кластерної, іонної, кристалічної природи і т.п.
Індекси в молекулярних формулах речовин відображають кількість атомів елементів, які входять до їх складу. Правильно розставити індекси допомагає знання валентності елементів. Таким же чином, дивлячись на молекулярну формулу і індекси, ви можете назвати валентності входять до складу елементів.
Ви виконуєте такі завдання на уроках хімії в школі. Наприклад, маючи хімічну формулу речовини, у якому відома валентність одного з елементів, можна легко визначити валентність іншого елемента.
Для цього потрібно тільки запам’ятати, що в речовині молекулярної природи число валентностей обох елементів рівні. Тому використовуйте найменше спільне кратне (соответсвует числу вільних валентностей, необхідних для з’єднання), щоб визначити невідому вам валентність елемента.
Щоб було зрозуміло, візьмемо формулу оксиду заліза Fe2O3. Тут в утворенні хімічного зв’язку беруть участь два атоми заліза з валентністю III і 3 атома кисню з валентністю II. Найменшим спільним кратним для них є 6.
Приклад: у вас є формули Mn2O7. Вам відома валентність кисню, легко вирахувати, що найменше спільне кратне – 14, звідки валентність Mn – VII.
Аналогічним чином можна вчинити і навпаки: записати правильну хімічну формулу речовини, знаючи валентності назв елементів.
Приклад: щоб правильно записати формулу оксиду фосфору, врахуємо валентність кисню (II) і фосфору (V). Значить, найменше спільне кратне для Р і О – 10. Отже, формула має наступний вигляд: Р2О5.
Добре знаючи властивості елементів, що вони виявляють у різних з’єднаннях, можна визначити їх валентність навіть за зовнішнім виглядом таких з’єднань.
Наприклад: оксиди міді мають червоне (Cu2O) і чорну (CuО) забарвлення. Гідроксиди міді забарвлені в жовтий (CuОН) і синій (Cu (ОН) 2) кольору.
А щоб ковалентні зв’язки в речовинах стали для вас більш наочними і зрозумілими, напишіть їх структурні формули. Рисочки між елементами зображують виникають між їхніми атомами зв’язку (валентності).
« Валентність і хімічний аналіз Характеристики валентності »Визначення за допомогою періодичної системи елементів валентності елементів
Періодична система елементів дозволяє по положенню в нійтого чи іншого елемента знаходити формулу його сполук з іншими елементами, визначати характер хімічного зв’язку в їх молекулах та їх властивості.
Номер групи в періодичній системі чисельно дорівнює вищої валентності будь-якого елементу даної групи в сполуках з киснем. Наприклад, для сірки, елемента VI групи, вона дорівнює 6, для фосфору, елемента V групи, – 5, стронцію, елемента II групи, – 2. На основі теорії будови атома це легко пояснити. Зовнішній електронний шар цих елементів має відповідно 6, 5 і 2 валентних електрона. При з’єднанні з більш електронегативний елементом, наприклад з киснем, утворюється стільки валентних зв’язків, скільки є валентних електронів. При цьому електрони сильно зміщуються у бік найбільш електронегативного атома (наприклад, SO3, P2O5), а іноді (при утворенні електровалентной зв’язку) і зовсім відриваються і переходять до останнього, в результаті чого виникають такі сполуки, як вищі окисли SrО, Na2O і т. д.
Вищу валентність у сполуках з киснем, чисельно рівну номеру групи, виявляють елементи не тільки головних підгруп, але і побічних, незважаючи на те що на зовнішньому електронному шарі їх атомів найчастіше буває 1 – 2 електрона, незалежно від того, в якій групі вони знаходяться . Наприклад, добре відомий окисел Mn2O7, де валентність марганцю (елемента VII групи) дорівнює 7, незважаючи на те що зовнішній електронний шар атома марганцю має 2 електрона. Ванадій (елемент V групи) у вищому оксиді V2O5 виявляє валентність 5, хоча зовнішній електронний шар ванадію має лише 2 електрона. Це пояснюється тим, що в утворенні хімічного зв’язку беруть участь не тільки електрони зовнішнього шару, а й предвнешнего, електронні оболонки якого не повністю забудовані. Правда, для залучення в процес електронів більш глибокого шару потрібна велика енергія, тому такі сполуки зазвичай доручити важче.
■ 42. Яка вища валентність у сполуках з киснем елементів ніобію, галію, техніці?
43. Яка вища валентність у сполуках з киснем елементів олова, сурми, талію?
44. Напишіть формули вищих оксидів кадмію, галію, гафнію.
45. Напишіть формули вищих оксидів азоту, вуглецю, літію.
Користуючись періодичною системою елементів, можна визначити характер властивостей оксиду того млн іншого елемента і формулу його гідроокису. Для того щоб зуміти визначити це по періодичній системі елементів, потрібно добре знати як вони класифікуються і властивості для них типові. (Див. Відповідь)
Валентність
Мета: Дати учням поняття про валентності як властивості атомів приєднувати певне число атомів іншого елемента, навчити їх визначати валентність елементів за формулами їх сполук.Завдання: 1) Освітні:
-Домогтися засвоєння поняття валентність;
-Навчити визначати валентність елементів за
формулами їх сполук;
-Повторити, поглибити знання про будову речовини;
2) Виховні:
-Доповнити світогляд учнів знаннями про валентності;
-Продовжити естетичне виховання;
3) Розвиваючі:
-Продовжити розвиток окремих логічних операцій і логічного мислення в цілому;
-Продовжити розвиток пізнавального інтересу.
Тип уроку: Вивчення нового матеріалу
Структура
Уроку: 1) Повторення пройденого матеріалу не на оцінку. (2 хв.)
2) Актуалізація знань. (1 хв)
3) Вивчення нового матеріалу. (20-25 хв)
4) Закріплення нового матеріалу. (7 хв)
5) Домашнє завдання. (2-3 хв)
6) Підведення підсумків. (1-2 хв)
Методи
організації
навчання: Пояснювально-ілюстративні:
-Усний виклад;
-Розповідь;
-Робота з літературою;
і
реактиви: На демонстраційному столі шаростержневие моделі речовин, таблиця «Постійні значення валентності деяких елементів».
Хід уроку: Почнемо наше заняття з повторення, пройденого ма-теріалу. Скажіть, які за складом речовини ви знаєте?
Учень: Речовини бувають прості і складні.
Вчитель: А чим вони різняться?
Учень: Прості речовини складаються з атомів одного виду, а складні з атомів різного виду. У хімічних реакціях складні речовини можуть розкладатися з утворенням декількох інших, а прості немає.
Вчитель: Чим різняться складні речовини і суміші?
Учень: Відмінність складних речовин від сумішей полягає в тому, що суміші можуть включати в себе кілька речовин як складних, так і простих.
Вчитель: Порівняйте молекулу води і молекулу пероксиду водню H 2 O 2 по їх відносним молекулярним масам.
Учень: Відносна молекулярна маса води дорівнює
18 г / моль, а відносна молекулярна маса пероксиду водню дорівнює 34 г / моль.
Вчитель: Розрахуйте масову частку кисню в пероксид водню.
Учень: M r (H 2 O 2) = 1 * 2 +16 * 2 = 34 (г / моль).
34 мас. ч. пероксиду водню відповідають 1
32 мас. ч. кисню відповідають x
34:32 = 1: x
x = 32 * 1 / 34 = 0,9412, або 94,12%
Вчитель: Молодці! Бачу, що ви добре засвоїли матеріал попередніх занять. Тепер розкажіть про якісний і кількісний склад цих речовин (формули на дошці в стовпчик) HCl, H 2 O, NH 3, CH 4.
Учень: HCl-складається з одного атома водню і одного атома хлору;
H 2 O-складається з двох атомів водню і одного атома кисню;
NH 3-складається з трьох атомів водню і одного атома азоту;
CH 4-складається з чотирьох атомів водню і одного атома вуглецю;
Вчитель: Добре. Зараз же виникає питання-проблема: чому атоми різних елементів утримують неоднакове число атомів водню? Мабуть, атоми мають різною здатністю в цьому відношенні. Сьогодні про це ми і дізнаємося, тема уроку «Валентність» (тема пишеться на дошці). Як видно з наведених прикладів, атоми елементів хлору, кисню, азоту, вуглецю володіють властивістю приєднувати не будь-яке, а тільки певне число атомів водню. Такою ж властивістю володіють і інші елементи в різних сполуках. Може хто-небудь спробує дати визначення валентності?
Учень: Валентність-це властивість атомів хімічного елемента приєднувати певне число атомів інших хімічних елементів.
Вчитель: Молодець, правильно. Зверніть увагу на те, що атоми різних елементів можуть приєднувати різне число атомів водню, а кожен атом водню, у свою чергу, утворює зв’язок лише з одним атомом іншого елемента. Звідси випливає висновок про найменшою валентності водню. У всіх з’єднаннях вона постійна і її значення прийнято вважати за одиницю. Запишіть це в зошит.
(Записую на дошці, а учні в зошити)
HCl-атом хлору утримує один атом водню, хлор одновалентен
H 2 O-атом кисню утримує два атоми водню, кисень двухвалентен
NH 3-атом азоту утримує три атоми водню, азот трьохвалентний
CH 4-атом вуглецю утримує чотири атома водню, вуглець чотиривалентним
(Одночасно демонструю шаростержневие моделі молекул цих речовин, і пишу їх структурні формули)
Тепер ми розглянемо, як визначати валентність елементів. У будь-якій речовині, що складається з двох елементів (такі сполуки називаються бінарними), сума одиниць валентності всіх атомів одного елемента дорівнює сумі одиниць валентності всіх атомів іншого елемента. Так як водень одновалентен, то в бінарному водневому з’єднанні значення валентності другого елементу дорівнює кількості атомів водню. (Розставляю над формулами водневих з’єднань на дошці значення валентності римськими цифрами) У графічних формулах кожна рисочка відповідає одиниці валентності. (На дошці)
x =? 1
AH n
1-позначена валентність водню
n-відоме число атомів (індекс).
Потрібно визначити валентність іншого елемента (A), яка позначена x. Як це зробити? «Щоб валентність елемента в даній формулі дізнатися, треба поряд з елементом водень перерахувати, римської цифрою представити і над символом поставити». (Дописую на дошці праву частину схеми) x =? 1 x = 1 1
A H n A H n
Кисень у всіх з’єднаннях теж має постійне чисельне значення валентності дорівнює двом. Знаючи це, можна визначати валентність елементів в оксидах. Розглянемо формули оксидів азоту N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2. Визначте валентність азоту в цих сполуках.
Учень: Валентність азоту 1, 2, 3, 4 відповідно.
Вчитель: Як ми бачимо, деякі елементи можуть проявляти змінну валентність навіть у з’єднаннях з одним і тим же елементом. Давайте напишемо узагальнюючу схему:
x =?2
A m O n
Як нам знайти x?
Учень: x = 2n / m
Вчитель: x =? 2 x = 2n / m 2
A m O n A m O n
«Якщо поруч з елементом кисень (двухвалентен він, не те, що водень), суму всіх його валентностей знайди і на індекс елемента роздягли».
Для того щоб визначити валентність елементів за формулами інших бінарних сполук (більш загальний випадок), значення валентності одного з елементів обов’язково повинно бути відомо: якщо значення постійно, учень зобов’язаний його знати, а якщо змінно — воно повинно бути вказано над хімічним знаком у формулі.
x =?b
A m B n
А як тут визначити x?
Учень: x = bn / m
Вчитель: x =?b x = bn / m b
A m B n A m B n
Узагальніть всі три схеми.
Учень: Останній графічний алгоритм — основний, а 1 і 2 — лише приватні його випадки.
Вчитель: «Дій також у кожному випадку іншому, тільки пам’ятай неодмінно про одне: щоб успішно всі завдання виконувати, постійну валентність потрібно знати!» (Демонструю таблицю з постійними значеннями валентності деяких елементів). Запам’ятати чисельні значення постійної валентності металів допоможе нехитрий текст, котрий коментує цю таблицю: «натрій, калій, срібло з воднем заодно. З киснем — магній, ртуть, кальцій, барій і берилій, з ними цинк не забудь. Трьохвалентний алюміній «. Валентність різних елементів у з’єднаннях може приймати значення від 1 до 7.
Для закріплення матеріалу визначте валентність елементів у сполуках:
Варіант 1: SiH 4, CrO 3, Na 2 O.
Варіант 2: H 2 S, CO 2, SO 3.
Учень: Варіант 1: 4 1 6 2 1 2
SiH 4, CrO 3, Na 2 O.
Варіант 2: 1 2 4 2 6 2
H 2 S, CO 2, SO 3.
Вчитель: Домашнє завдання: вивчити §. Виконайте вправи (с.).
Сьогодні на уроці ми дізналися, що таке валентність і навчилися визначати валентність елементів за формулами їх сполук, дізналися, що валентність може бути змінною і постійною, запам’ятали кілька значень постійної валентності деяких елементів.
На цьому наш урок закінчується. Досвіданія.
Література:
1) Програма курсу хімії 8-11 класів загальноосвітніх установ. — М.: Просвещение, 1992.
2) Рудзітіс Г.Є. та ін Хімія 8-класс.-М.: Освіта, 1992.
3) Хімія в школі. Супоницкая І.І. Використання алгоритмів при вивченні валентності. N 199.
Записи в зошиті
Валентність
Валентність-це властивість атомів хімічного елемента приєднувати певне число атомів інших хімічних елементів.
HCl-атом хлору утримує один атом водню, хлор одновалентен
H 2 O-атом кисню утримує два атоми водню, кисень двухвалентен
NH 3-атом азоту утримує три атоми водню, азот трьохвалентний
CH 4-атом вуглецю утримує чотири атома водню, вуглець чотиривалентним
Валентність водню у всіх його сполуках дорівнює одиниці.
x =?1 x = 1 січня
A H n A H n
Валентність кисню у всіх сполуках дорівнює двом.
1 2 3 4
N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2
x =?2 x = 2n / m 2
A m O n A m O n
Загальна формула: x =? Bx = bn / mb
A m B n A m B n
: Варіант 1: 4 1 6 2 1 2
SiH 4, CrO 3, Na 2 O.
або
Варіант 2: 1 2 4 2 6 2
H 2 S, CO 2, SO 3.
Валентність
HCl-атом хлору утримує один атом водню, хлор одновалентен
H 2 O-атом кисню утримує два атоми водню, кисень двухвалентен
NH 3-атом азоту утримує три атоми водню, азот трьохвалентний
CH 4-атом вуглецю утримує чотири атома водню, вуглець чотиривалентним
x =?1 x = 1 січня
A H n A H n
1 2 3 4
N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2
x =?2 x = 2n / m 2
A m O n A m O n
x =?b x = bn / m b
A m B n A m B n
Варіант 1: 4 1 6 2 1 2
SiH 4, CrO 3, Na 2 O.
Варіант 2: 1 2 4 2 6 2
H 2 S, CO 2, SO 3.
Д.З.: §, вправа стор.
Елементи зі змінною валентністю
До цих пір ми не пояснювали причину змінної валентності деяких елементів на основі будови їх атомів. Давайте зробимо це на прикладі елемента 16S (сірки).
Дійсно, чому сірка в одних з’єднаннях Двовалентне, в інших – Чотиривалентний, а в третіх – шестивалентний ? Нарешті, звідки саме такі, а не інші значення валентності – II, IV, VI ? Тепер ми знаємо достатньо для того, щоб відповісти на ці питання. Розглянемо три реакції, в яких сірка проявляє різні валентності:
2 H + S = h3S (валентність сірки II),
2 O + S = SO2 (валентність сірки IV),
3 O + S = SO3 (валентність сірки VI).
Сірка своєму розпорядженні свої 16 електронів на 1-му, 2-му і 3- му рівнях:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Як звичайно, нас цікавлять тільки валентні електрони останнього рівня:
… 3s2 3p4
В основному (Не збудженому) стані сірка Двовалентне. У реакції з атомами водню вона утворює сполучення h3S тому, що у неї на двох p – орбіталях (з трьох наявних) знаходиться по одному електрону, і залишається місце для спаровування ще з двома “чужими” електронами водневих атомів. Чому ж не існує таких сполук, як h5S і H6S, де сірка теж проявляє валентність (IV) і (VI) ? Ймовірно, в цьому випадку правило октету для сірки дійсно виявилося б порушеним, оскільки водень недостатньо електроотріцателен, щоб відтягнути “зайві” електрони з зовнішньої оболонки атома сірки. Тому такі сполуки досі не отримані. Ці речовини повинні бути надзвичайно нестійкі. Зате спочатку ” октетное ” молекула сірководню h3S цілком стійка. Таким чином, сірка може проявляти валентність IV і VI тільки в з’єднаннях з більш електронегативними елементами, ніж вона сама. Дійсно, чи не існують сполук K6S, Ca2S, та інших подібних речовин, але цілком стійкий, наприклад, газоподібний фторид сірки SF6.
Електронегативність дає відповідь і ще на одне питання: чому в орбітальних діаграмах на рис. 3-5 і 3-6 ми не малюємо 4s – підрівень, який по енергії теж близький до 3p – і 3d- подуровням ? З глави 2 ми знаємо, що 4s – підрівень в більшості атомів заповнюється електронами навіть раніше 3d- підрівня – відразу слідом за 3p -подуровнем. Чому ж його немає на орбітальних діаграмах ?
Ймовірно, 4s – підрівень можна включати в орбітальні діаграми, але це зовсім нічого не змінить, тому що при з’єднанні сірки з киснем цей підрівень всього лише виконуватиме роль ” електричного дроту “, за яким електрони перетікають від атома сірки до більш електронегативний атомів кисню або фтору.
На щастя, молекулярні орбіталі у з’єднаннях сірки (IV) і (VI) в повному обсязі повторюють електронні оболонки інертних газів, а всього лише подібні ім. Згадаймо, що до цих пір не вдається залучити неон і аргон в хімічні реакції. Якби речовини SO2, SO3, SF4, SF6 виявилися такими ж стійкими, як інертні гази, ми б просто не змогли отримувати з них інші корисні сполуки, з якими познайомимося пізніше.
** У цьому параграфі вам зустрілися не зовсім звичайні “крайні ” структури оксидів сірки SO2 і SO3. Наприклад, у наборі крайніх структур для SO2 у атома чотиривалентної сірки тільки 3 валентних штриха, і в кожній з формул є якийсь дивний ” одновалентний ” кисень. Щоб усунути ці протиріччя, можна атому сірки в ” крайніх ” структурах приписати позитивний заряд, а ” одновалентним ” атомам кисню – негативні заряди. До речі, це буде відповідати реальному розподілу зарядів у молекулі SO2, якщо пам’ятати при цьому, що заряди тут насправді не повні, а часткові.
« Електронегативність. Різниця між полярним ковалентним і іонним зв’язками Просторова форма молекул »