Cieľ: Pokračujte v štúdiu valencie. Uveďte pojem oxidačného stavu. Zvážte typy oxidačných stavov: pozitívny, negatívny, nulová hodnota. Naučte sa správne určiť oxidačný stav atómu v zlúčenine. Naučiť metódy porovnávania a zovšeobecňovania študovaných pojmov; rozvíjať zručnosti a schopnosti pri určovaní stupňa oxidácie chemickými vzorcami; pokračovať v rozvíjaní zručností samostatná práca; prispieť k rozvoju logické myslenie. Vytvárať zmysel pre toleranciu (toleranciu a rešpektovanie názorov iných ľudí) vzájomnej pomoci; realizovať estetickú výchovu (prostredníctvom dizajnu tabule a zošitov, pri používaní prezentácií).
Počas vyučovania
ja. Organizovanie času
Kontrola študentov do triedy.
II. Príprava na lekciu.
Na lekciu budete potrebovať: Periodický systém D.I. Mendelejeva, učebnicu, pracovné zošity, perá, ceruzky.
III. Kontrola domácich úloh.
Predný prieskum, niektorí budú pracovať na tabuli na kartách, vykonávať test a zhrnutie tejto fázy bude intelektuálna hra.
1. Práca s kartami.
1 karta
Určte hmotnostné podiely (%) uhlíka a kyslíka v oxide uhličitom (CO 2 ) .
2 karta
Určte typ väzby v molekule H 2 S. Napíšte štruktúrne a elektrónové vzorce molekuly.
2. Frontálny prieskum
- Čo je to chemická väzba?
- Aké typy chemických väzieb poznáte?
- Aká väzba sa nazýva kovalentná väzba?
- Aké kovalentné väzby sú izolované?
- Čo je to valencia?
- Ako definujeme valenciu?
- Ktoré prvky (kovy a nekovy) majú premenlivú mocnosť?
3. Testovanie
1. Ktoré molekuly majú nepolárne kovalentné väzby?
2 . Ktorá molekula vytvorí trojitú väzbu, keď sa vytvorí kovalentná-nepolárna väzba?
3 . Ako sa nazývajú kladne nabité ióny?
A) katióny
B) molekuly
B) anióny
D) kryštály
4. V akom poradí sa nachádzajú látky iónovej zlúčeniny?
A) CH4, NH3, Mg
B) CI2, MgO, NaCI
B) MgF2, NaCI, CaCI2
D) H2S, HCI, H20
5 . Valencia je určená:
A) podľa čísla skupiny
B) počtom nepárových elektrónov
B) podľa typu chemickej väzby
D) podľa čísla obdobia.
4. Intelektuálna hra „Tic-tac-toe »
Nájdite látky s kovalentno-polárnou väzbou.
IV. Učenie sa nového materiálu
Oxidačný stav je dôležitou charakteristikou stavu atómu v molekule. Valencia je určená počtom nepárových elektrónov v atóme, orbitálov s nezdieľanými elektrónovými pármi, iba v procese excitácie atómu. Najvyššia valencia prvku sa zvyčajne rovná číslu skupiny. Stupeň oxidácie v zlúčeninách s rôznymi chemickými väzbami je tvorený nerovnomerne.
Ako vzniká oxidačný stav v molekulách s rôznymi chemickými väzbami?
1) V zlúčeninách s iónovou väzbou sa oxidačný stav prvkov rovná nábojom iónov.
2) V zlúčeninách s kovalentnou nepolárnou väzbou (v molekulách jednoduchých látok) je oxidačný stav prvkov 0.
H 2 0, Cja 2 0 , F 2 0 , S 0 , AI 0
3) Pre molekuly s kovalentno-polárnou väzbou sa stupeň oxidácie určuje podobne ako pri molekulách s iónovou chemickou väzbou.
Oxidačný stav prvku - toto je podmienený náboj jeho atómu v molekule, ak predpokladáme, že molekula pozostáva z iónov.
Oxidačný stav atómu, na rozdiel od valencie, má znamienko. Môže byť kladný, záporný alebo nulový.
Valencia je označená rímskymi číslicami v hornej časti symbolu prvku:
II |
ja |
IV |
Fe |
Cu |
S, |
a oxidačný stav je označený arabskými číslicami s nábojom nad symbolmi prvkov ( Mg +2 , Ca +2 ,N+1,CIˉ¹).
Pozitívny oxidačný stav sa rovná počtu elektrónov darovaných týmto atómom. Atóm môže darovať všetky valenčné elektróny (pre hlavné skupiny sú to elektróny vonkajšej úrovne) zodpovedajúce číslu skupiny, v ktorej sa prvok nachádza, pričom vykazuje najvyšší oxidačný stav (s výnimkou OF 2). : najvyšší oxidačný stav hlavnej podskupiny skupiny II je +2 ( Zn +2) Pozitívny stupeň vykazujú kovy aj nekovy, okrem F, He, Ne. Napríklad: C+4,Na+1 , Al+3
Negatívny oxidačný stav sa rovná počtu elektrónov prijatých daným atómom, vykazujú ho iba nekovy. Atómy nekovov pripájajú toľko elektrónov, koľko nestačia na dokončenie vonkajšej úrovne, pričom vykazujú negatívny stupeň.
Pre prvky hlavných podskupín skupín IV-VII je minimálny oxidačný stav číselne rovný
Napríklad:
Hodnota oxidačného stavu medzi najvyšším a najnižším oxidačným stavom sa nazýva stredná:
Vyššie |
Stredne pokročilý |
podradný |
C+3, C+2, Co, C-2 |
||
V zlúčeninách s kovalentnou nepolárnou väzbou (v molekulách jednoduchých látok) je oxidačný stav prvkov 0: H 2 0 , ODja 2 0 , F 2 0 , S 0 , AI 0
Na určenie oxidačného stavu atómu v zlúčenine je potrebné vziať do úvahy niekoľko ustanovení:
1. Oxidačný stavFvo všetkých zlúčeninách sa rovná "-1".Na +1 F -1 , H +1 F -1
2. Oxidačný stav kyslíka vo väčšine zlúčenín je (-2) výnimkou: OF 2 , kde oxidačný stav je O +2F -1
3. Vodík má vo väčšine zlúčenín oxidačný stav +1, okrem zlúčenín s aktívnymi kovmi, kde je oxidačný stav (-1): Na +1 H -1
4. Stupeň oxidácie kovov hlavných podskupínja, II, IIIskupín vo všetkých zlúčeninách je +1,+2,+3.
Prvky s konštantným oxidačným stavom sú:
A) alkalické kovy (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - oxidačný stav +1
B) prvky II. hlavnej podskupiny okrem (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - oxidačný stav +2
C) prvok skupiny III: Al - oxidačný stav +3
Algoritmus na zostavenie vzorca v zlúčeninách:
1 spôsob
1 . Prvok s najnižšou elektronegativitou je uvedený ako prvý, prvok s najvyššou elektronegativitou je uvedený ako druhý.
2 . Prvok napísaný na prvom mieste má kladný náboj „+“ a na druhom záporný náboj „-“.
3 . Uveďte oxidačný stav pre každý prvok.
4 . Nájdite celkový násobok oxidačných stavov.
5. Najmenší spoločný násobok vydeľte hodnotou oxidačných stavov a výsledné indexy priraďte vpravo dole za symbol príslušného prvku.
6. Ak je oxidačný stav párny - nepárny, stanú sa vedľa symbolu v pravom dolnom rohu kríža - krížom bez znamienka "+" a "-":
7. Ak má oxidačný stav párnu hodnotu, potom sa musia najprv znížiť na najmenšiu hodnotu oxidačného stavu a dať krížik - krížik bez znamienka "+" a "-": C+40-2
2 spôsobom
1 . Označme oxidačný stav N až X, označme oxidačný stav O: N 2 XO 3 -2
2 . Určite súčet záporných nábojov, preto sa oxidačný stav kyslíka vynásobí kyslíkovým indexom: 3 (-2) \u003d -6
3 .Aby bola molekula elektricky neutrálna, musíte určiť súčet kladných nábojov: X2 \u003d 2X
4 .Vytvorte algebraickú rovnicu:
N 2 + 3 O 3 –2
V. Ukotvenie
1) Uskutočnenie opravy témy hrou, ktorá sa nazýva „Had“.
Pravidlá hry: učiteľ rozdáva karty. Každá karta má jednu otázku a jednu odpoveď na ďalšiu otázku.
Učiteľ spustí hru. Prečíta otázku, študent, ktorý má odpoveď na moju otázku, zdvihne ruku a povie odpoveď. Ak je odpoveď správna, tak si prečíta svoju otázku a žiak, ktorý má na túto otázku odpoveď, zdvihne ruku a odpovie atď. Vytvára sa had správnych odpovedí.
- Ako a kde je označený oxidačný stav atómu chemického prvku?
Odpoveď: arabské číslo nad symbolom prvku s nábojom „+“ a „-“. - Aké typy oxidačných stavov sa líšia od atómov chemických prvkov?
Odpoveď: stredne pokročilý - Aký stupeň vykazujú kovy?
Odpoveď: kladný, záporný, nulový. - Aký stupeň ukazujú jednoduché látky alebo molekuly s nepolárnou kovalentnou väzbou.
Odpoveď: pozitívny - Aký náboj majú katióny a anióny?
Odpoveď: nulový. - Ako sa nazýva oxidačný stav, ktorý stojí medzi pozitívnym a negatívnym oxidačným stavom.
Odpoveď: pozitívny negatívny
2) Napíšte vzorce látok pozostávajúce z nasledujúcich prvkov
- N a H
- R&O
- Zn a Cl
3) Nájdite a prečiarknite látky, ktoré nemajú premenlivý oxidačný stav.
Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C
VI. Zhrnutie lekcie.
Hodnotenie s komentármi
VII. Domáca úloha
§23, s.67-72, úlohu po §23-s.72 č.1-4 dokončiť.
DEFINÍCIA
Oxidačný stav je kvantitatívne hodnotenie stavu atómu chemického prvku v zlúčenine na základe jeho elektronegativity.
Prijíma pozitívne aj záporné hodnoty. Na označenie oxidačného stavu prvku v zlúčenine musíte nad jeho symbol umiestniť arabskú číslicu so zodpovedajúcim znamienkom („+“ alebo „-“).
Malo by sa pamätať na to, že stupeň oxidácie je množstvo, ktoré nemá žiadny fyzikálny význam, pretože neodráža skutočný náboj atómu. Tento koncept je však veľmi široko používaný v chémii.
Tabuľka oxidačného stavu chemických prvkov
Maximálne pozitívne a minimálne negatívne oxidačné stavy možno určiť pomocou periodickej tabuľky D.I. Mendelejev. Rovnajú sa číslu skupiny, v ktorej sa prvok nachádza, a rozdielu medzi hodnotou „najvyššieho“ oxidačného stavu a číslu 8, resp.
Ak uvažujeme o chemických zlúčeninách konkrétnejšie, potom v látkach s nepolárnymi väzbami je oxidačný stav prvkov nulový (N 2, H 2, Cl 2).
Oxidačný stav kovov v elementárnom stave je nulový, pretože distribúcia hustoty elektrónov v nich je rovnomerná.
V jednoduchých iónových zlúčeninách sa oxidačný stav ich základných prvkov rovná elektrickému náboju, pretože počas tvorby týchto zlúčenín nastáva takmer úplný prenos elektrónov z jedného atómu na druhý: Na +1 I -1, Mg +2 Cl-12, Al+3F-13, Zr+4Br-14.
Pri určovaní stupňa oxidácie prvkov v zlúčeninách s polárnymi kovalentnými väzbami sa porovnávajú hodnoty ich elektronegativity. Pretože pri vytváraní chemickej väzby sú elektróny premiestnené na atómy viacerých elektronegatívnych prvkov, tieto majú v zlúčeninách negatívny oxidačný stav.
Existujú prvky, pre ktoré je charakteristická len jedna hodnota oxidačného stavu (fluór, kovy skupín IA a IIA atď.). Fluór, ktorý sa vyznačuje najvyššou elektronegativitou, má v zlúčeninách vždy konštantný negatívny oxidačný stav (-1).
Alkalické prvky a prvky alkalických zemín, ktoré sa vyznačujú relatívne nízkou hodnotou elektronegativity, majú vždy kladný oxidačný stav, ktorý sa rovná (+1) a (+2).
Existujú však aj také chemické prvky, ktoré sa vyznačujú niekoľkými hodnotami stupňa oxidácie (síra - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) atď. .
Aby sme si ľahšie zapamätali, koľko a aké oxidačné stavy sú charakteristické pre konkrétny chemický prvok, používajú sa tabuľky oxidačných stavov chemických prvkov, ktoré vyzerajú takto:
|
Sériové číslo |
ruština / angličtina titul |
chemický symbol |
Oxidačný stav |
|
Vodík |
|||
|
Hélium / hélium |
|||
|
Lítium / Lítium |
|||
|
Beryllium / Beryllium |
|||
|
(-1), 0, (+1), (+2), (+3) |
|||
|
Uhlík / Uhlík |
(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4) |
||
|
Dusík / Dusík |
(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Kyslík / Kyslík |
(-2), (-1), 0, (+1), (+2) |
||
|
Fluór / Fluór |
|||
|
Sodík |
|||
|
Horčík / Horčík |
|||
|
hliník |
|||
|
Kremík / kremík |
(-4), 0, (+2), (+4) |
||
|
Fosfor / Fosfor |
(-3), 0, (+3), (+5) |
||
|
Síra |
(-2), 0, (+4), (+6) |
||
|
Chlór / Chlór |
(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), zriedka (+2) a (+4) |
||
|
Argón / Argón |
|||
|
Draslík / Draslík |
|||
|
Vápnik / vápnik |
|||
|
Scandium / Scandium |
|||
|
Titán / titán |
(+2), (+3), (+4) |
||
|
Vanád / Vanád |
(+2), (+3), (+4), (+5) |
||
|
Chróm / Chróm |
(+2), (+3), (+6) |
||
|
Mangán / Mangán |
(+2), (+3), (+4), (+6), (+7) |
||
|
Železo / Železo |
(+2), (+3), zriedka (+4) a (+6) |
||
|
Kobalt / kobalt |
(+2), (+3), zriedka (+4) |
||
|
Nikel / Nikel |
(+2), zriedka (+1), (+3) a (+4) |
||
|
Meď |
+1, +2, zriedkavé (+3) |
||
|
Gálium / Gálium |
(+3), zriedkavé (+2) |
||
|
Germánium / Germánium |
(-4), (+2), (+4) |
||
|
Arzén / Arzén |
(-3), (+3), (+5), zriedka (+2) |
||
|
Selén / Selén |
(-2), (+4), (+6), zriedka (+2) |
||
|
Bróm / bróm |
(-1), (+1), (+5), zriedka (+3), (+4) |
||
|
Krypton / Krypton |
|||
|
Rubidium / Rubidium |
|||
|
Stroncium / Stroncium |
|||
|
Ytrium / Ytrium |
|||
|
Zirkónium / zirkónium |
(+4), zriedka (+2) a (+3) |
||
|
Niób / niób |
(+3), (+5), zriedka (+2) a (+4) |
||
|
Molybdén / molybdén |
(+3), (+6), zriedka (+2), (+3) a (+5) |
||
|
Technecium / Technecium |
|||
|
Ruthenium / Ruthenium |
(+3), (+4), (+8), zriedka (+2), (+6) a (+7) |
||
|
Rhodium |
(+4), zriedka (+2), (+3) a (+6) |
||
|
Paládium / Paládium |
(+2), (+4), zriedka (+6) |
||
|
Striebro / Striebro |
(+1), zriedka (+2) a (+3) |
||
|
Kadmium / Kadmium |
(+2), zriedkavé (+1) |
||
|
Indium / Indium |
(+3), zriedka (+1) a (+2) |
||
|
Cín / Cín |
(+2), (+4) |
||
|
Antimón / Antimón |
(-3), (+3), (+5), zriedka (+4) |
||
|
Telúr / Telúr |
(-2), (+4), (+6), zriedka (+2) |
||
|
(-1), (+1), (+5), (+7), zriedka (+3), (+4) |
|||
|
Xenón / Xenón |
|||
|
Cézium / Cézium |
|||
|
Bárium / Bárium |
|||
|
Lanthanum / Lanthanum |
|||
|
Cerium / Cerium |
(+3), (+4) |
||
|
Praseodym / Praseodymium |
|||
|
Neodym / Neodym |
(+3), (+4) |
||
|
Promethium / Promethium |
|||
|
Samária / Samárium |
(+3), zriedkavé (+2) |
||
|
Europium / Europium |
(+3), zriedkavé (+2) |
||
|
Gadolinium / Gadolinium |
|||
|
Terbium / Terbium |
(+3), (+4) |
||
|
Dysprosium / dysprosium |
|||
|
Holmium / Holmium |
|||
|
Erbium / Erbium |
|||
|
Thulium / Thulium |
(+3), zriedkavé (+2) |
||
|
Ytterbium / Ytterbium |
(+3), zriedkavé (+2) |
||
|
Lutétium / Lutétium |
|||
|
Hafnium / Hafnium |
|||
|
Tantal / Tantal |
(+5), zriedka (+3), (+4) |
||
|
Volfrám / Volfrám |
(+6), zriedkavé (+2), (+3), (+4) a (+5) |
||
|
Rhenium / Rhenium |
(+2), (+4), (+6), (+7), zriedka (-1), (+1), (+3), (+5) |
||
|
Osmium / Osmium |
(+3), (+4), (+6), (+8), zriedka (+2) |
||
|
Iridium / Iridium |
(+3), (+4), (+6), zriedka (+1) a (+2) |
||
|
Platina / Platina |
(+2), (+4), (+6), zriedka (+1) a (+3) |
||
|
Zlato / zlato |
(+1), (+3), zriedka (+2) |
||
|
Ortuť / Ortuť |
(+1), (+2) |
||
|
Pás / tálium |
(+1), (+3), zriedka (+2) |
||
|
Olovo / Olovo |
(+2), (+4) |
||
|
Bizmut / Bizmut |
(+3), zriedka (+3), (+2), (+4) a (+5) |
||
|
Polónium / Polónium |
(+2), (+4), zriedka (-2) a (+6) |
||
|
Astatín / Astatín |
|||
|
Radón / Radón |
|||
|
Francium / Francium |
|||
|
Rádium / Rádium |
|||
|
Actinium / Actinium |
|||
|
Tórium / Tórium |
|||
|
Proactinium / Protaktinium |
|||
|
Urán / Urán |
(+3), (+4), (+6), zriedka (+2) a (+5) |
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
- Oxidačný stav fosforu vo fosfíne je (-3) a v kyseline fosforečnej - (+5). Zmena oxidačného stavu fosforu: +3 → +5, t.j. prvá odpoveď.
- Oxidačný stav chemického prvku v jednoduchej látke je nulový. Oxidačný stav fosforu v oxidovej kompozícii P 2 O 5 je rovný (+5). Zmena oxidačného stavu fosforu: 0 → +5, t.j. tretia odpoveď.
- Oxidačný stav fosforu v kyseline so zložením HP03 je (+5) a H3P02 je (+1). Zmena oxidačného stavu fosforu: +5 → +1, t.j. piata odpoveď.
PRÍKLAD 2
| Cvičenie | Oxidačný stupeň (-3) uhlíka v zlúčenine: a) CH3CI; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6. |
| Riešenie | Aby sme dali správnu odpoveď na položenú otázku, budeme striedavo určovať stupeň oxidácie uhlíka v každej z navrhovaných zlúčenín. a) oxidačný stav vodíka je (+1) a chlóru - (-1). Pre "x" berieme stupeň oxidácie uhlíka: x + 3 x 1 + (-1) = 0; Odpoveď je nesprávna. b) oxidačný stav vodíka je (+1). Pre "y" berieme stupeň oxidácie uhlíka: 2xy + 2x1 = 0; Odpoveď je nesprávna. c) oxidačný stav vodíka je (+1) a kyslíka - (-2). Zoberme si za "z" oxidačný stav uhlíka: 1 + z + (-2) +1 = 0: Odpoveď je nesprávna. d) oxidačný stav vodíka je (+1). Zoberme si za „a“ oxidačný stav uhlíka: 2×a + 6×1 = 0; Správna odpoveď. |
| Odpoveď | Možnosť (d) |
(opakovanie)
II. Oxidačný stav (nový materiál)
Oxidačný stav- je to podmienený náboj, ktorý atóm dostane v dôsledku úplného návratu (prijatia) elektrónov na základe podmienky, že všetky väzby v zlúčenine sú iónové.
Zvážte štruktúru atómov fluóru a sodíka:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- Čo možno povedať o úplnosti vonkajšej úrovne atómov fluóru a sodíka?
- Ktorý atóm je ľahšie akceptovaný a ktorému je ľahšie dať valenčné elektróny na dokončenie vonkajšej úrovne?
Majú oba atómy neúplnú vonkajšiu úroveň?
Pre atóm sodíka je ľahšie darovať elektróny, pre fluór prijímať elektróny pred dokončením vonkajšej úrovne.
F 0 + 1ē → F -1 (Neutrálny atóm prijme jeden záporný elektrón a získa oxidačný stav „-1“, čím sa zmení na negatívne nabitý ión - anión )
Na 0 – 1ē → Na +1 (neutrálny atóm daruje jeden záporný elektrón a získa oxidačný stav „+1“, čím sa zmení na kladne nabitý ión – katión )
Ako určiť oxidačný stav atómu v PSCE D.I. Mendelejev?
Pravidlá definície oxidačné stavy atómu v PSCE D.I. Mendelejev:
1. Vodík zvyčajne vykazuje oxidačný stav (CO) +1 (výnimka, zlúčeniny s kovmi (hydridy) - vodík má CO rovný (-1) Me + n H n -1)
2. Kyslík zvyčajne vykazuje CO -2 (výnimky: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - peroxid vodíka)
3. Kovy iba ukázať + n pozitívny CO
4. Fluór vždy ukazuje CO rovný -1 (F-1)
5. Pre položky hlavné podskupiny:
Vyššie CO (+) = číslo skupiny N skupiny
podradný CO (-) = N skupiny – 8
Pravidlá na určenie oxidačného stavu atómu v zlúčenine:
I. Oxidačný stav voľných atómov a atómov v molekulách jednoduché látky rovná sa nula - Na0, P40, O20
II. AT komplexná látka algebraický súčet CO všetkých atómov, berúc do úvahy ich indexy, sa rovná nule = 0 , a v komplexný ión jeho náboj.
Napríklad, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Cvičenie 1 - určiť oxidačné stavy všetkých atómov vo vzorci kyseliny sírovej H 2 SO 4?
1. Uveďme známe oxidačné stavy vodíka a kyslíka a vezmime CO síry ako "x"
H+1Sx04-2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 alebo (+6), preto má síra C O +6, t.j. S+6
Úloha 2 - určiť oxidačné stavy všetkých atómov vo vzorci kyseliny fosforečnej H 3 PO 4?
1. Uveďme známe oxidačné stavy vodíka a kyslíka a vezmime CO fosforu ako "x"
H3+1Px04-2
2. Zostavte a vyriešte rovnicu podľa pravidla (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 alebo (+5), preto má fosfor C O +5, t.j. P+5
Úloha 3 - určiť oxidačné stavy všetkých atómov vo vzorci amónneho iónu (NH 4) + ?
1. Uveďme známy oxidačný stav vodíka a vezmime CO dusíka ako "x"
Valencia (lat. valere – mať význam) je miera „spojovacej kapacity“ chemického prvku, ktorá sa rovná počtu jednotlivých chemických väzieb, ktoré môže vytvoriť jeden atóm.
Valencia je určená počtom väzieb, ktoré tvorí jeden atóm s ostatnými. Uvažujme napríklad o molekule
Na určenie valencie musíte mať dobrú predstavu o grafických vzorcoch látok. V tomto článku uvidíte veľa vzorcov. Tiež vás informujem o chemických prvkoch s konštantnou valenciou, ktoré je veľmi užitočné poznať.
V elektrónovej teórii sa predpokladá, že valencia väzby je určená počtom nepárových (valenčných) elektrónov v základnom alebo excitovanom stave. Dotkli sme sa témy valenčných elektrónov a excitovaného stavu atómu. Na príklade fosforu spojme tieto dve témy pre úplné pochopenie.
Prevažná väčšina chemických prvkov má premenlivú valenčnú hodnotu. Premenlivá valencia je charakteristická pre meď, železo, fosfor, chróm a síru.
Nižšie uvidíte prvky s premenlivou valenciou a ich zlúčeniny. Všimnite si, že ostatné prvky nám pomáhajú určiť ich nestálu valenciu - s konštantnou valenciou.
Pamätajte, že pre niektoré jednoduché látky nadobúda valencia hodnoty: III - pre dusík, II - pre kyslík. Zhrňme si poznatky získané písaním grafických vzorcov dusíka, kyslíka, oxidu uhličitého a oxidu uhoľnatého, uhličitanu sodného, fosforečnanu lítneho, síranu železnatého a octanu draselného.
Ako ste si všimli, valencie sú označené rímskymi číslicami: I, II, III atď. Na prezentovaných vzorcoch sú valencie látok rovnaké:
- N-III
- O-II
- H, Na, K, li - I
- S-VI
- C - II (v oxide uhoľnatém CO), IV (v oxide uhličitom CO 2 a uhličitane sodnom Na 2 CO 3
- Fe-II
Oxidačný stav (CO) je podmienený indikátor, ktorý charakterizuje náboj atómu v zlúčenine a jeho správanie v OVR (redoxná reakcia). V jednoduchých látkach sa CO vždy rovná nule, v zložitých látkach sa určuje na základe konštantných oxidačných stavov niektorých prvkov.
Číselne sa oxidačný stav rovná podmienenému náboju, ktorý možno pripísať atómu, na základe predpokladu, že všetky elektróny, ktoré tvoria väzby, prešli na elektronegatívnejší prvok.
Pri určovaní stupňa oxidácie pripisujeme podmienený náboj „+“ jednému prvku a „-“ druhému. Je to spôsobené elektronegativitou - schopnosťou atómu priťahovať elektróny k sebe. Znamienko "+" znamená nedostatok elektrónov a "-" - ich prebytok. Opakujem, CO je podmienený koncept.
Súčet všetkých oxidačných stavov v molekule je nula – to je dôležité mať na pamäti pri samovyšetrení.
Poznanie zmien elektronegativity v periódach a skupinách periodickej tabuľky D.I. Mendelejev, môžeme dospieť k záveru, ktorý prvok má "+" a ktorý mínus. V tejto veci pomáhajú aj prvky s konštantným stupňom oxidácie.
Kto je elektronegatívny, ten k sebe silnejšie priťahuje elektróny a „ide do mínusu“. Tí, ktorí darujú svoje elektróny a pociťujú ich nedostatok, dostanú znamienko „+“.
Nezávisle určte oxidačné stavy atómov v týchto látkach: RbOH, NaCl, BaO, NaClO 3, SO 2 Cl 2, KMnO 4, Li 2 SO 3, O 2, NaH 2 PO 4. Nižšie nájdete riešenie tohto problému.
Porovnajte si hodnotu elektronegativity podľa periodickej tabuľky, a, samozrejme, použite svoju intuíciu :) Keďže však študujete chémiu, presná znalosť oxidačných stavov by mala nahradiť aj tú najrozvinutejšiu intuíciu ;-)
Osobitne by som chcel vyzdvihnúť tému iónov. Ión je atóm alebo skupina atómov, ktoré v dôsledku straty alebo zisku jedného alebo viacerých elektrónov získali (a) kladný alebo záporný náboj.
Pri určovaní CO atómov v ióne by sme sa nemali snažiť dostať celkový náboj iónu na "0", ako v molekule. Ióny sú uvedené v tabuľke rozpustnosti, majú rôzny náboj - na takýto náboj je potrebné priviesť ión. Vysvetlím na príklade.
© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2020
Tento článok napísal Yury Sergeevich Bellevich a je jeho duševným vlastníctvom. Kopírovanie, šírenie (vrátane kopírovania na iné stránky a zdroje na internete) alebo akékoľvek iné použitie informácií a predmetov bez predchádzajúceho súhlasu držiteľa autorských práv je trestné podľa zákona. Ak chcete získať materiály článku a povolenie na ich použitie, kontaktujte nás
Témy USE kodifikátor: Elektronegativita. Stupeň oxidácie a mocenstvo chemických prvkov.
Keď atómy interagujú a tvoria sa, elektróny medzi nimi sú vo väčšine prípadov rozložené nerovnomerne, pretože vlastnosti atómov sa líšia. Viac elektronegatívne atóm k sebe silnejšie priťahuje elektrónovú hustotu. Atóm, ktorý k sebe pritiahol elektrónovú hustotu, získava čiastočný záporný náboj. δ — , jej „partnerom“ je čiastočný kladný náboj δ+ . Ak rozdiel v elektronegativite atómov tvoriacich väzbu nepresahuje 1,7, nazývame väzbu kovalentná polárna . Ak rozdiel v elektronegativite tvoriacej chemickú väzbu presiahne 1,7, potom takúto väzbu nazývame iónový .
Oxidačný stav je pomocný podmienený náboj atómu prvku v zlúčenine vypočítaný z predpokladu, že všetky zlúčeniny sú zložené z iónov (všetky polárne väzby sú iónové).
Čo znamená „podmienečné obvinenie“? Jednoducho súhlasíme s tým, že veci trochu zjednodušíme: akékoľvek polárne väzby budeme považovať za úplne iónové a budeme uvažovať o tom, že elektrón úplne opustí alebo príde z jedného atómu na druhý, aj keď to tak v skutočnosti nie je. A podmienečne elektrón opustí menej elektronegatívny atóm pre viac elektronegatívny.
Napríklad, vo väzbe H-Cl veríme, že vodík podmienečne "dal" elektrón a jeho náboj sa stal +1 a chlór "prijal" elektrón a jeho náboj sa stal -1. V skutočnosti na týchto atómoch nie sú žiadne také celkové náboje.
Iste máte otázku – prečo vymýšľať niečo, čo neexistuje? Toto nie je zákerný plán chemikov, všetko je jednoduché: takýto model je veľmi pohodlný. Pri zostavovaní sú užitočné myšlienky o oxidačnom stave prvkov klasifikácia chemikálie, popis ich vlastností, formulovanie zlúčenín a nomenklatúru. Obzvlášť často sa pri práci používajú oxidačné stavy redoxné reakcie.
Oxidačné stavy sú vyššie, nižšie a medziprodukt.
Vyššie oxidačný stav sa rovná číslu skupiny so znamienkom plus.
podradný je definované ako číslo skupiny mínus 8.
A medziprodukt oxidačný stav je takmer akékoľvek celé číslo v rozsahu od najnižšieho oxidačného stavu po najvyšší.
Napríklad dusík je charakterizovaný: najvyšším oxidačným stavom je +5, najnižším 5 - 8 \u003d -3 a strednými oxidačnými stavmi sú od -3 do +5. Napríklad v hydrazíne N2H4 je oxidačný stav dusíka stredný, -2.
Najčastejšie sa oxidačný stav atómov v zložitých látkach označuje najskôr znakom, potom napríklad číslom +1, +2, -2 atď. Kedy rozprávame sa o náboji iónu (predpokladajme, že ión v zlúčenine skutočne existuje), potom najprv uveďte číslo, potom znamienko. Napríklad: Ca2+, C032-.
Na zistenie oxidačných stavov použite nasledovné predpisov :
- Oxidačný stav atómov v jednoduché látky sa rovná nule;
- AT neutrálne molekuly algebraický súčet oxidačných stavov je nula, pre ióny sa tento súčet rovná náboju iónu;
- Oxidačný stav alkalických kovov (prvky I. skupiny hlavnej podskupiny) v zlúčeninách je +1, oxidačný stav kovy alkalických zemín (prvky II. skupiny hlavnej podskupiny) v zlúčeninách je +2; oxidačný stav hliník v zlúčeninách je +3;
- Oxidačný stav vodík v zlúčeninách s kovmi (- NaH, CaH 2 atď.) sa rovná -1 ; v zlúčeninách s nekovmi () +1 ;
- Oxidačný stav kyslík rovná sa -2 . Výnimka tvoria peroxidy- zlúčeniny obsahujúce skupinu -О-О-, kde je oxidačný stav kyslíka -1 a niektoré ďalšie zlúčeniny ( superoxidy, ozonidy, fluoridy kyslíka OF 2 atď.);
- Oxidačný stav fluór vo všetkých zložitých látkach sa rovná -1 .
Vyššie uvedené sú situácie, keď uvažujeme o stupni oxidácie konštantný . Pre všetky ostatné chemické prvky oxidačný stav — premenlivý a závisí od poradia a typu atómov v zlúčenine.
Príklady:
Cvičenie: určiť oxidačné stavy prvkov v molekule dvojchrómanu draselného: K 2 Cr 2 O 7.
Riešenie: oxidačný stav draslíka je +1, oxidačný stav chrómu sa označuje ako X, oxidačný stav kyslíka -2. Súčet všetkých oxidačných stavov všetkých atómov v molekule je 0. Dostaneme rovnicu: +1*2+2*x-2*7=0. Vyriešime to, dostaneme oxidačný stav chrómu +6.
V binárnych zlúčeninách je viac elektronegatívny prvok charakterizovaný negatívnym oxidačným stavom, menej elektronegatívny prvok je charakterizovaný pozitívnym.
poznač si to koncept oxidačného stavu je veľmi podmienený! Oxidačný stav neukazuje skutočný náboj atómu a nemá skutočný fyzikálny význam.. Ide o zjednodušený model, ktorý efektívne funguje, keď potrebujeme napríklad vyrovnať koeficienty v rovnici chemickej reakcie alebo algoritmizovať klasifikáciu látok.
Oxidačný stav nie je valencia! Oxidačný stav a valencia sa v mnohých prípadoch nezhodujú. Napríklad valencia vodíka v jednoduchej látke H2 je I a oxidačný stav podľa pravidla 1 je 0.
Toto sú základné pravidlá, ktoré vám vo väčšine prípadov pomôžu určiť oxidačný stav atómov v zlúčeninách.
V niektorých situáciách môže byť pre vás ťažké určiť oxidačný stav atómu. Poďme sa pozrieť na niektoré z týchto situácií a ako ich vyriešiť:
- V dvojitých (soľných) oxidoch je stupeň na atóme spravidla dva oxidačné stavy. Napríklad v oxide železa Fe 3 O 4 má železo dva oxidačné stavy: +2 a +3. Ktorý uviesť? Obaja. Pre zjednodušenie môže byť táto zlúčenina reprezentovaná ako soľ: Fe (Fe02)2. V tomto prípade tvorí zvyšok kyseliny atóm s oxidačným stavom +3. Alebo dvojitý oxid môže byť reprezentovaný takto: FeO * Fe 2 O 3.
- V peroxozlúčeninách sa spravidla mení stupeň oxidácie atómov kyslíka spojených kovalentnými nepolárnymi väzbami. Napríklad v peroxide vodíka H 2 O 2 a peroxidoch alkalických kovov je oxidačný stav kyslíka -1, pretože jedna z väzieb je kovalentná nepolárna (H-O-O-H). Ďalším príkladom je kyselina peroxomonosírová (Caro acid) H 2 SO 5 (pozri obrázok) obsahuje dva atómy kyslíka s oxidačným stavom -1, zvyšné atómy s oxidačným stavom -2, takže nasledujúci zápis bude zrozumiteľnejší: H 2S03 (02). Známe sú aj peroxozlúčeniny chrómu - napríklad peroxid chrómu (VI) CrO (O 2) 2 alebo CrO 5 a mnohé ďalšie.
- Ďalším príkladom zlúčenín s nejednoznačnými oxidačnými stavmi sú superoxidy (NaO 2) a soli podobné ozonidy KO 3 . V tomto prípade je vhodnejšie hovoriť o molekulovom ióne O 2 s nábojom -1 a O 3 s nábojom -1. Štruktúru takýchto častíc popisujú niektoré modely, ktoré v ruštine učebných osnov absolvovať prvé kurzy chemických univerzít: MO LCAO, metóda superpozície valenčných schém a pod.
- V organických zlúčeninách nie je koncept oxidačného stavu veľmi vhodný na použitie, pretože medzi atómami uhlíka je veľké množstvo kovalentných nepolárnych väzieb. Ak však nakreslíte štruktúrny vzorec molekuly, oxidačný stav každého atómu možno určiť aj typom a počtom atómov, s ktorými je tento atóm priamo viazaný. Napríklad pre primárne atómy uhlíka v uhľovodíkoch je oxidačný stav -3, pre sekundárny -2, pre terciárne atómy -1, pre kvartérne - 0.
Precvičme si určovanie oxidačného stavu atómov v organických zlúčeninách. Aby ste to dosiahli, musíte nakresliť úplný štruktúrny vzorec atómu a vybrať atóm uhlíka s jeho bezprostredným prostredím - atómy, s ktorými je priamo spojený.
- Na zjednodušenie výpočtov môžete použiť tabuľku rozpustnosti - sú tam uvedené náboje najbežnejších iónov. Vo väčšine ruských chemických skúšok (USE, GIA, DVI) je povolené použitie tabuľky rozpustnosti. Ide o hotový cheat sheet, ktorý v mnohých prípadoch dokáže ušetriť veľa času.
- Pri výpočte oxidačného stavu prvkov v zložitých látkach uvádzame najskôr oxidačné stavy prvkov, ktoré určite poznáme (prvky s konštantným oxidačným stavom) a oxidačný stav prvkov s premenlivým oxidačným stavom označujeme x. Súčet všetkých nábojov všetkých častíc sa rovná nule v molekule alebo sa rovná náboju iónu v ióne. Z týchto údajov je ľahké vytvoriť a vyriešiť rovnicu.
