Составьте химические формулы соединений по валентности элементов. Составление химических формул. Сообщение учащегося о валентности

Валентность.
Составление химических формул
по валентности

8 класс

Тип урока. Комбинированный.

Методы обучения. Частично поисковый, репродуктивный, программированный опрос, беседа с элементами лекции.

Эпиграф к уроку. «Всякое вещество – от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны: свойства, состав, строение…» (Б.М.Кедров).

Цели. Дидактическая: рассмотреть понятие «валентность» как атомность элемента, познакомить учащихся с различными видами валентности (высшей и низшей, переменной и постоянной).

Психологическая: вызвать интерес к предмету, выработать умение логически рассуждать, грамотно выражать свои мысли.

Воспитательная: развивать умение работать коллективно, оценивать ответы своих товарищей.

Оборудование. Модели молекул воды, углекислого газа, наборы для построения моделей молекул различных веществ, индивидуальные карточки для проверки домашнего задания и самостоятельной работы учащихся в группе, таблички-анаграммы для химической разминки, шкала для определения эмоционального состояния ученика.

ХОД УРОКА

Ориентировочно-мотивационный этап

Психологическая разминка

Цель разминки – определить эмоциональное состояние учащихся. У каждого ученика на внутренней стороне обложки тетради приклеена табличка с шестью лицами – шкала для определения эмоционального состояния (рис.). Каждый ученик ставит галочку под той рожицей, чье выражение отражает его настроение.

Учитель. Было бы замечательно, если бы к концу урока каждому удалось переместить галочку хотя бы на одну клеточку влево.

Для этого нужно задуматься над вопросами: может ли человек полюбить не очень интересный ему учебный предмет? Что для этого нужно сделать?

Химическая разминка

Разминку готовят и проводят ученики.

Ученик. Анаграммы – это слова, в которых изменен порядок букв. Попробуйте разгадать некоторые из химических анаграмм. Переставьте буквы в каждом слове и получите название химического элемента. Обратите внимание на подсказку.

«Одоврод» – у этого элемента самая маленькая относительная атомная масса.

«Маилинюй» – этот элемент называют «крылатым» металлом.

«Тьурт» – содержится в медицинском градуснике.

«Цалький» – без него наши кости были бы непрочными и хрупкими.

«Росфоф» – веществом, состоящим из атомов этого элемента, была намазана шерсть собаки Баскервилей.

Учитель. Если вы легко разгадали слова-анаграммы, скажите себе: «Я – молодец!»

Химические знаки и химические формулы
(Проверка домашнего задания)

Индивидуальная работа у доски по карточкам.

Цифровой диктант

Контроль за выполнением диктанта учащиеся осуществляют методом взаимопроверки.

Задание. Напротив правильных утверждений поставьте цифру 1, напротив неверных – 0.

1. Химический элемент – это определенный вид атомов.

2. В каждой клетке таблицы Д.И.Менделеева, помимо обозначения и названия элемента, записаны два числа: верхнее – относительная атомная масса элемента, нижнее – его порядковый номер.

3. Химический элемент галлий был назван так в честь Франции.

4. В таблице Д.И.Менделеева элементы располагаются, как правило, в порядке убывания их атомных масс.

5. Значения относительной атомной массы и массы атома, выраженной в а. е. м., никогда не совпадают численно.

6. Простыми называют вещества, состоящие из атомов одного элемента.

8. Массовая доля элемента показывает, какую часть (долю) составляет масса данного элемента от всей массы вещества.

9. Относительная молекулярная масса воды Н 2 О равна 20.

10. Массовая доля кальция в оксиде кальция СаО составляет 71%.

П р а в и л ь н ы е о т в е т ы: 1 – 1, 2 – 0, 3 – 1, 4 – 0, 5 – 0, 6 – 1, 7 – 0, 8 – 1, 9 – 0, 10 – 1.

Операционно-исполнительный этап

Учитель. Вы знаете, что химические формулы веществ показывают количественные соотношения, в которых атомы соединяются между собой, вы также научились рассчитывать массовую долю элемента по химической формуле вещества. Например, в воде Н 2 О на один атом кислорода приходится два атома водорода, или 11% Н и 89% О. В углекислом газе СО 2 на один атом углерода приходится два атома кислорода. (демонстрация моделей молекул данных веществ.)

Валентность

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

С одним атомом одновалентного элемента соединяется один атом другого одновалентного элемента (HF, NaCl). С атомом двухвалентного элемента соединяются два атома одновалентного (H 2 O) или один атом двухвалентного (CaO). Значит, валентность элемента можно представить как число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента может соединяться атом данного элемента.

Правила определения валентности
элементов в соединениях

Валентность водорода принимают за I (единицу). Тогда в соответствии с формулой воды Н 2 О к одному атому кислорода присоединено два атома водорода.

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

Учитель. Как определить валентность элемента, исходя из таблицы Д.И.Менделеева?

У металлов, находящихся в группах а, валентность равна номеру группы.

У неметаллов в основном проявляются две валентности: высшая и низшая (схема).

Высшая валентность равна номеру группы.

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

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

Валентность может быть постоянной (у элементов главных подгрупп таблицы Д.И.Менделеева) или переменной (у элементов побочных подгрупп в таблице), но с этим явлением вы познакомитесь чуть позже, а если интересуетесь, то почитайте учебник 9-го класса.

Валентность элементов необходимо знать, чтобы составлять химические формулы соединений. Для этого удобно воспользоваться следующей таблицей.

Таблица

Алгоритм составления формулы соединения Р и О

Последовательность действий	Составление формулы оксида фосфора
1. Написать символы элементов
2. Определить валентности элементов
3. Найти наименьшее общее кратное численных значений валентностей
4. Найти соотношения между атомами элементов путем деления найденного наименьшего кратного на соответствующие валентности элементов	10: 5 = 2, 10: 2 = 5;
5. Записать индексы при символах элементов
6. Формула соединения (оксида)

Учитель. Запомните еще два правила для составления химических формул соединений неметаллов между собой.

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

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) 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.

Самостоятельная работа

Текст работы заранее написан на доске. Двое учащихся решают задание на обратной стороне доски, остальные в тетрадях.

Задание 1. Проверьте, правильно ли написаны формулы следующих соединений: Na 2 S, KBr, Al 2 O 3 ,
Mg 3 N 2 , MgO.

Задание 2. Напишите формулы соединений металлов с неметаллами: кальция с кислородом, алюминия с хлором, натрия с фосфором. Назовите эти соединения.

После выполнения работы ученики обмениваются тетрадями, происходит взаимопроверка. Учитель может выборочно проверить некоторые тетради, похвалить тех учащихся, которые справились быстрее всех и сделали меньше всего ошибок.

Закрепление изученного материала

Беседа с учащимися по вопросам

1) Что такое валентность?

2) Почему валентность иногда называют атомностью элемента?

3) Чему равны валентности водорода и кислорода?

4) Какие два значения валентности могут проявлять неметаллы?

5) Как определить низшую и высшую валентности неметаллов?

6) Как найти наименьшее общее кратное между численными значениями валентностей?

7) Могут ли атомы в соединении иметь свободные валентности?

8) Какой из двух неметаллов в химической формуле их соединения занимает 1-е место, а какой –
2-е? Поясните на примере оксида NO 2 , используя таблицу Д.И.Менделеева.

Творческая работа в группах

Задание. Используя наборы для составления моделей молекул различных веществ, составьте формулы и модели молекул для следующих соединений:

1-я группа – меди и кислорода,

2-я группа – цинка и хлора,

3-я группа – калия и йода,

4-я группа – магния и серы.

После окончания работы один учащийся из группы отчитывается о выполненном задании и вместе с классом приводит анализ ошибок.

Задание на дом. По учебнику «Химия-8» Л.С.Гузея: § 3.1, задания № 3, 4, 5, с. 51. Желающие могут подготовить сообщения о французском ученом Ж.Л.Прусте и английском ученом Дж.Дальтоне.

Рефлексивно-оценочный этап и подведение итогов урока

Объявить оценки за урок отвечавшим ученикам, поблагодарить всех за работу на уроке. Провести оценку эмоционального состояния по шкале (см. рис.). Учитель еще раз напоминает вопросы, над которыми необходимо подумать для эффективной работы на следующем уроке.

Л и т е р а т у р а

Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия-8, М.: Дрофа, 2000; Тыльдсепп А.А., Корк В.А. Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1988; Букреева Р.В., Быканова Т.А. Уроки новых технологий по химии. Воронеж, 1997.

Урок химии в 8 классе № 14

Тема: Составление формул соединений по валентности.

Цель урока: научить применять полученные знания для проведения расчетов по составлению формул по валентности вещества.

Планируемые результаты обучения:

Учащиеся должны уметь формулировать определение “валентность”, знать валентность атомов водорода и кислорода в соединениях, определять по ней валентность атомов других элементов в бинарных соединениях,

Уметь разъяснять смысл понятия “валентность” и последовательность действий при определении валентности атомов элементов по формулам веществ.

Организационные формы: беседа, индивидуальные задания, самостоятельная работа.

Средства обучения: алгоритм определения валентности по формулам веществ и составления химических формул соединений по валентности элемента

Демонстрационное оборудование: презентация

Оборудование для учащихся: «Алгоритм составления химических формул по валентности».

Ход урока

I. Ориентировочно-мотивационный этап.

.Учитель. Сегодня мы с вами совершим поход в страну Химляндию, где проживает более ста тысяч различных химических веществ. На пути будет много препятствий, поэтому необходимо использовать все свои умственные способности, знания, полученные на предыдущих уроках. Прежде чем отправиться в путь, проведем разминку.

Химическая разминка

Задания по пройденным темам

1.Найдите «лишнее вещество», т.е. такое, которое не образует с остальными однородную группу: H 2 SO 2 Na Br 2 Al 2 O 3 N 2 O 5 (N а – атом среди молекул)

2..Найдите «лишнее вещество», т.е. такое, которое не образует с остальными однородную группу: O 2 N 2 Сa О Mg Li Na (Ca О – сложное вещество, среди простых)

Учитель. Сейчас нам нужно собрать вещи для похода

3. .Выбери названия тел: золото, парафин, пакет, стекло, кружка, карандаш, фонарик, вода, свеча.

4. Выбери чистые вещества: воздух, ртуть, морская вода, соль, серебро, водород , нефть, железо, туман.

У нас на пути скалы. Нам нужно построить мост.

5. Установи соответствие между химическим символом элемента и его названием

Теперь на нашем пути речка. Для того чтоб ее перейти надо пройти следующее задание.

6. Как произносятся формулы следующих веществ? CuO, ZnO, P 2 O 5, NO 2 , SO 3 , Al 2 O 3, Н 2 О, SO 2.

Молодцы нам осталось пройти лес

Работа у доски

1.Рассчитайте относительную молекулярную массу данных веществ: Na I , CuO

2. Рассчитайте относительную молекулярную массу данных веществ: Al 2 O 3 , MgO

( Класс выполняет в тетради)

Мы справились со всеми заданиями. Молодцы!

II. Операционно-исполнительный этап.

Актуализация опорных знаний

Последний этап высокая гора. Перед нами нелегкая задача, нам нужно много усилий для того чтоб подняться, нам помогут наши знания. Вспомните, благодаря чему элементы соединяются между собой?

Дайте определение валентности.

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

Как обозначается валентность? (Валентность обозначается римскими цифрами)

Какие бывают виды валентности? (постоянная и переменная)

Перед трудным подъёмом в гору, давайте сделаем ещё одну разминку.

Упражнение: определить валентность элементов в веществах(Снежный ком, каждый определяет валентность и передает ход другому) Al 2 O 3 , ZnO , SO 3 , K 2 O , KI , CO 2 , Na 2 O , P 2 O 5

Скажите, необходимо ли знать валентность химических элементов? (чтобы составлять химические формулы соединений).

Сообщение темы

Запишем тему урока в тетрадь. Какую цель мы поставим перед собой?

Итак, теперь нам надо пройти нашу гору целыми и невредимыми, для этого нам нужно выучить правила.

Алгоритм составления химической формулы по валентности элемента.

Последовательность действий

Составление формулы оксида фосфора

1. Написать символы элементов

Р О

2. Определить валентности элементов

V II
P O

3. Найти наименьшее общее кратное численных значений валентностей

5 2 = 10

4. Найти соотношения между атомами элементов путем деления найденного наименьшего кратного на соответствующие валентности элементов

10: 5 = 2, 10: 2 = 5;

P: О = 2: 5

Правила мы уже усвоили, начнем подъем.

Упражнение: составить химические формулы по валентности элементов. Задание в рабочей тетради (Работа с учебником)

III. Оценочно-рефлексивный этап.

Мы благополучно добрались до места, можем и отдохнуть.

Первичная проверка усвоения знаний.

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

Составьте химические формулы по валентности элементов А LCl , KO , CuO ( II ), SnS ( IV )
Составьте формулы оксидов: N ( IV ), Mn ( VII ) , S ( VI ), Na ( I ) , Cr ( III ).

Исправьте ошибки, допущенные в некоторых формулах: NO 3, BO 3, MgO 2 , AlI 2 , NaS

IV. Подведение итогов урока

Сегодня мы с вами совершили путешествие, скажите, вам понравилось? Какие знания вы принесли с похода?

Домашнее задание: Параграф учебника.

Карточки с заданиями

Составьте формулы веществ

«3» NaO, CO(IV), BO (III)

«4» SnO (IV), FeO (III), MnO(VI)

Атомно-молекулярное учение. Атомы. Молекулы. Молекулярное и немолекулярное строение вещества. Относительная атомная и молекулярная масса. Закон сохранения массы, его значение в химии. Моль – единица количества вещества. Молярная масса. Закон Авогадро и молярный объем газа. Относительная плотность вещества.

Предмет химии. Явления химические и физические.

Химия - это наука о веществах и их превращениях. Она изучает состав и строение веществ, зависимость их свойств от строения, условия и способы превращения одних веществ в другие.

Химия имеет большое практическое значение. Много тысячелетий тому назад человек использовал химические явления при выплавке металлов из руд, получении сплавов, варке стекла и т. д. Ещё в 1751г. М.В. Ломоносов в своём знаменитом «Слове о пользе химии» писал: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие. Куда ни посмотрим, куда не оглянёмся - везде обращаются перед очами нашими успехи её применения.»

В наше время роль химии в жизни общества неизмерима. Химические знания сейчас достигли такого уровня развития, что на их основе коренным образом меняются представления о природе и механизме ряда важнейших естественных и технологических процессов. Химия помогла нам открыть и использовать не только ранее неизвестные свойства веществ и материалов, но и создать новые, не существующие в природе вещества и материалы.

Вещество - это вид материи, обладающей при определённых условиях постоянными физическими свойствами. Однако с изменением условий свойства вещества изменяются.

Всякие изменения, происходящие с веществом, называются явлениями. Явления бывают как физические, так и химические.

Физическими называются такие явления, которые приводят к изменению формы, агрегатного состояния, температуры вещества, не изменяя его состава. Химический состав вещества в результате физического явления не изменяется. Например, воду можно превратить в лёд, в пар, но её химический состав при этом остаётся прежним.

Химическими называются такие явления, при которых происходит коренное изменение состава и свойств веществ. В результате химических явлений происходит превращение одних веществ в другие, т.е. изменяется состав молекул, образуются молекулы другого вещества. Однако атомы при химических реакциях остаются неизменными. Примером может служить разложение известняка:

CaCO3 → CaO + CO2

Химические явления иначе называют химическими реакциями. Характерные признаки химических явлений (реакций): выделение тепла, газа, выпадение осадка, изменение цвета, появление запаха. При физических явлениях этого наблюдать нельзя.

Теоретическую основу современной химии составляет атомно-молекулярное учение.

Атомы – мельчайшие химические частицы, являющиеся пределом химического разложения любого вещества.

Химический элемент представляет собой вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.

Следовательно, атом – это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. В настоящее время известно 110 элементов, из которых 92 встречаются в природе.

В зависимости от природы частиц, из которых построено вещество, различают вещества с молекулярной и немолекулярной структурой. Практически все органические вещества (т.е. подавляющее большинство известных веществ) состоят из молекул. Среди неорганических соединений молекулярное строение имеют примерно 5%. Таким образом, наиболее типичной формой существования вещества является молекула.

Молекула – наименьшая частица вещества, способная существовать самостоятельно и сохраняющая его основные химические свойства.

При обычных условиях вещества с молекулярной структурой могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Вещества с немолекулярной структурой находятся только в твердом состоянии, преимущественно в кристаллической форме. Носителями химических свойств таких веществ являются не молекулы, а комбинации атомов или ионов которые образуют данное вещество.

Символическая запись простейшего численного соотношения, в котором атомы различных элементов образуют химическое соединение, называется формулой. Следовательно, формула выражает определенный (качественный и количественный) состав соединения. Так, SO2, N2, CO - формулы веществ, имеющих молекулярное строение. Их состав всегда строго постоянен. NaCl, AlF3, ZnS– формулы веществ, не имеющих молекулярное строение при обычных условиях. Состав таких веществ не всегда постоянен и часто зависит от условия их получения. Отклонение от целочисленного соотношения могут быть выражены при записи формулы: Fe0,9S, TiO0,7, ZrN0,69. Вещества с постоянным составом называются дальтонидами, вещества с переменным составом – бертоллидами.

Массы атомов химических элементов чрезвычайно малы. В химии пользуются не их абсолютными значениями, а относительными.

Относительной атомной массой химического Ar элемента называется величина, равная отношению средней массы атомов данного элемента (с учетом процентного содержания его изотопов в природе) к 1\12 массы изотопов углерода – 12. 1\12 массы атома изотопа углерода 12 принята за атомную единицу массы (а. е. м.), международное обозначение - u.

Относительная атомная масса является величиной безразмерной.

Относительной молекулярной массой Mr вещества называется отношение массы его молекулы к 1\12 массы атома изотопа углерода 12.

Поскольку большинство неорганических веществ при обычных условиях не имеют молекулярного строения, в данном случае можно говорить о формульной массе F, понимая под ней сумму атомных масс всех элементов, входящих в соединение, с учетом числа атомов каждого элемента в формуле.

Единицей измерения количества вещества n (ν) в Международной системе единиц является моль .

Моль – количество вещества, содержащее столько структурных элементарных единиц (атомов, ионов, молекул, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12.

Число атомов NA в 0,012 кг углерода (т.е. в 1моль) легко определить, зная массу атома углерода. Точное значение этой величины – 6,02·10²³ . Эта величина называется постоянной Авогадро и является одной из важнейших универсальных постоянных. Она равна числу структурных единиц в 1 моль любого вещества.

Масса 1 моль вещества Х называется молярной массой М(Х) и представляет собой отношение массы m этого вещества к его количеству n.

Закон сохранения массы: «Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции, с учетом массы, соответствующей тепловому эффекту реакции». Он был сформулирован великим русским ученым М.В.Ломоносовым в 1748г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789г.

Закон постоянства состава вещества: «Любое сложное вещество молекулярного строения независимо от способа получения имеет постоянный количественный состав».

Закон Авогадро: «В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одно и то же количество молекул».

Следствия: 1. Если число молекул некоторых газов равно, то при н.у. они занимают равные объемы. Если же число молекул равно 6,02·10²³, то объем газа равен 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом.

1. Абсолютная плотность газа равна отношению его молекулярной массы к молярному объему

2. Относительная плотность газа (Х) по другому газу (Y) равна отношению молярной массы газа (Х) к молярной массе газа (Y).

Уравнение Клаперона:

Уравнение Бойля-Мариотта:

Уравнение Шарля-Гей-Люсака:

Химический элемент. Простые и сложные вещества. Химические формулы.

Вид атомов с одинаковыми химическими свойствами называется элементом. Атомы одного и того же элемента могут отличаться только массой. Химические свойства у них одинаковы. Существуют разновидности атомов одного и того же элемента, называемые изотопами .

Понятие «химический элемент» в равной мере относится к атомам данного элемента как находящимся в свободном виде, так и входящим в состав соединений.

Молекулы образуются из атомов. В зависимости от того, состоит ли молекула из атомов и того же элемента или из атомов различных элементов, все вещества делятся на простые и сложные.

Простыми веществами называются такие, молекулы которых состоят из атомов одного элемента. Молекулы простых веществ могут состоять из одного, двух и большего числа атомов одного элемента. В настоящее время является неоспоримым факт существования одного и того же элемента в свободном состоянии в виде ряда различных форм, т.е. в виде нескольких простых веществ.

Существование элемента в виде нескольких простых веществ называется аллотропией. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом, называются аллотропическими видоизменениями этого элемента. Эти видоизменения отличаются как числом, так и расположением одних и тех же атомов в молекуле.

Сложными веществами или химическими соединениями называются такие, молекулы которых состоят из атомов двух или более элементов. Атомы, вступившие в химическое соединение, не остаются неизменными. Они оказывают друг на друга взаимное влияние. В различных молекулах атомы находятся в различных состояниях.

Химическая формула – это изображение состава вещества посредством химических знаков. Химические формулы обозначают молекулу вещества, ее качественный и количественный состав.

Важным понятием химии является валентность . Валентность – способность атома соединяться с другими атомами определенным числом химических связей. Числовое значение валентности определяется общим числом атомных орбиталей, участвующих в образовании химической связи:

↓

	↓	↓

СО: С≡О С: 1s 2 2s 2 2p 2 валентность:3

O: 1s 2 2s 2 2p 4

Все сказанное относится к соединениям с ковалентной связью. Если элемент образует ионные связи, то его валентность называется стехиометрической. Она ничего не говорит о числе связей. Высшая валентность равна номеру группы, в которой находится элемент, однако N, O и F имеют высшую валентность – 4. Это объясняется тем, что атомы этих элементов не могут переходить в возбужденное состояние из-за отсутствия вакантных орбиталей на ВЭУ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Под валентностью подразумевается свойство атома данного элемента присоединять или замещать определенное число атомов другого элемента. Мерой валентности поэтому может быть число химических связей, образуемых данным атомом с другими атомами.

Таким образом, в настоящее время под валентностью химического элемента обычно понимается его способность (в более узком смысле - мера его способности) к образованию химических связей. В представлении метода валентных связей числовое значение валентности соответствует числу ковалентных связей, которые образует атом.

Составление химических формул по валентности

С помощью химических знаков по валентности элементов можно составить формулу сложного вещества. Для этого необходимо знать:

— химические знаки элементов, входящих в состав сложного вещества;

— валентность элементов;

— уметь находить наименьшее общее кратное для валентностей элементов;

— определять индексы для атомов элементов.

Рассмотрим правила составления химических формул сложных соединений по валентности на примере неорганических веществ разных классов:

а) оксиды

Предположим, что нам необходимо вывести формулу оксида железа (III). Для этого нужно осуществить следующие действия:

— изображаем химические знаки элементов, входящих в состав сложного вещества:

— поставим над знаком каждого элемента валентность римской цифрой:

— найдем наименьшее общее кратное чисел единиц валентностей:

— разделим наименьшее общее кратное на число единиц валентности каждого элемента в отдельности (полученные частные и будут индексами в формуле):

б) основания, соли и кислоты

При составлении формул оснований и солей пользуются теми же действиями, что и при составлении формул оксидов. Различие заключается лишь в том, что вместо атома кислорода будут стоять гидроксогруппа (OH) или кислотные остатки (SO 4 , SO 3 , CO 3 , NO 3 , PO 4 , SiO 3 , S, Cl и т.д.).

Предположим, что нам необходимо вывести формулу гидроксида кальция:

общее кратное II × I = 2

2 / 2 = 1 (единица не ставится);

2 / 1 = 2 (OH следует взять в скобки);

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Определите валентность элементов в следующих соединениях: а) Mg 3 P 2 ; б) Al 2 S 3 ; в) Na 2 O; г) AgCl; д) FeCl 3 .

Решение

Определение валентностей элементов в химическом соединении стоит начинать с указания валентности известного элемента. В варианте «а» — это магний, поскольку элементы IIA группы имеют постоянное значение валентности, равное номеру группы, т.е. II. Запишем формулу вещества и укажем римскими цифрами валентность известного элемента:

Находим наименьшее кратное чисел единиц валентностей. Для этого умножаем значение валентности магния на количество атомов данного элемента в соединении (3):

Чтобы определить валентность фосфора поделим наименьшее кратное чисел единиц валентностей на количество атомов фосфора в соединении (2):

Это означает, что валентность фосфора равна III:

Mg II 3 P III 2 .

Аналогичным образом определяем валентности элементов в других соединениях: б) Al III 2 S II 3 ; в) Na I 2 O II ; г) Ag I Cl I ; д) Fe III Cl I 3 .

Ответ

а) Mg II 3 P III 2 ;б) Al III 2 S II 3 ; в) Na I 2 O II ; г) Ag I Cl I ; д) Fe III Cl I 3

ПРИМЕР 2

Задание

Определите валентность элементов в следующих соединениях: а) CuO; б) Au 2 O; в) PbO 2 ; г) Li 3 N; д) AlF 3 .

Решение

Определение валентностей элементов в химическом соединении стоит начинать с указания валентности известного элемента. В варианте «а» — это кислород, поскольку его валентность всегда равна II:

Проставляем полученное значение справа от химического знака этого элемента, обозначая арабскими цифрами:

Теперь делим общее число единиц валентности на число атомов (индекс) элемента, для которого известна валентность:

Поставим полученное частное (2) римской цифрой над искомым элементом как его валентность:

Значит валентность элементов в соединении CuO равна: у меди - II и у кислорода - II.

Аналогичным образом определяем валентности элементов в других соединениях: б) Au I 2 O II ; в) Pb IV O II 2 ; г) Li I 3 N II ; д) Al III F I 3 .

Ответ

а) Cu II O II ;б) Au I 2 O II ; в) Pb IV O II 2 ; г) Li I 3 N II ; д) Al III F I 3

Тема урока: Составление химических формул бинарных соединений по валентности.

«У научного изучения предметов две основные или конечные цели: предвидение и польза»

Д. И. Менделеев

Цели:

Образовательные : рассмотреть понятие «валентность» как атомность элемента, научить учащихся определять валентность в бинарных соединениях, познакомить учащихся с различными видами валентности, повторить понятия о кратном данного числа, о наименьшем общем кратном нескольких чисел, повторить правило нахождения НОК нескольких чисел и применение этого правила; обратить внимание учащихся на интеграцию курсов химии и математики.

Развивающие: развивать познавательный интерес учащихся, вырабатывать умение логически рассуждать, применять ранее полученные знания, грамотно выражать свои мысли.

Воспитательные: способствовать воспитанию интереса к предмету, к результату своего труда, развивать умение работать в парах, коллективно, оценивать ответы своих товарищей.

Планируемые результаты обучения:

Учащиеся должны знать:

определение понятия “валентность”;

валентность атомов водорода и кислорода в соединениях.

Учащиеся должны уметь:

определять по валентности атомов водорода и кислорода валентность атомов других элементов в бинарных соединениях;

определять валентность атомов элементов по формулам веществ, используя алгоритм для решения задач.

Основные понятия: валентность, постоянная и переменная валентность, бинарные соединения, наименьшее общее кратное.

Тип урока: комбинированный.

Средства обучения: алгоритм определения валентности.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, шаростержневые модели молекул, таблица «Алгоритм определения валентности».

Ход урока

Организационный этап: приветствие учащихся.

Актуализация опорных знаний.

Фронтальная беседа учителя химии с учащимися по теме “Химическая формула”.

При изучении химии очень важно научиться составлять формулы химических веществ.

Что выражает химическая формула? (состав определенного вещества, взятого в чистом виде)

Химическая формула – это условное обозначение вещества, атома, молекулы, иона с помощью символов элементов, числовых и вспомогательных знаков.

По химической формуле мы можем определить:

Тип вещества,

Качественный и количественный состав,

Относительную молекулярную массу,

Массовую долю химического элемента в данном веществе,

Валентность химических элементов.

Все вещества состоят из атомов. Одним из основных свойств атомов является способность образовывать химические связи. Атомы разных элементов могут образовывать определенное, свойственное им количество связей.

Давайте сравним качественный и количественный состав в молекулах: HCl , H 2 O, NH 3 , CH 4 .

Что общего в составе молекул? (наличие атомов водорода)

Чем эти вещества отличаются друг от друга? (в этих веществах разное количество атомов водорода)

Атом водорода не может присоединить более одного атома другого химического элемента, поэтому валентность водорода принята за единицу. И поэтому с валентностью водорода сравнивают валентность всех других элементов.

Примеры:

HCl - один атом хлора связан с одним атомом водорода;

H 2 O - один атом кислорода связывает два атома водорода;

NH 3 - один атом азота связывает три атома водорода;

CH 4 - один атом углерода связывает четыре атома водорода.

Почему различные атомы удерживают различное количество атомов водорода?

(каждый атом образует с другими атомами определенное количество связей).

Это называют валентностью.

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

Валентность обозначается римскими цифрами.

Записи на доске и в тетрадях:

I I
HCl

I II
H 2 O

I III
H 3 N

I IV
H 4 C

Валентность атома водорода принята за единицу - I, а у кислорода – II.

Сообщение учащегося о валентности.

В начале XIX века Дж. Дальтоном был сформулирован закон кратных отношений, из которого следовало, что каждый атом одного элемента может соединяться с одним, двумя, тремя и т.д. атомами другого элемента (как, например, в рассмотренных нами соединениях атомов с водородом).

В середине XIX века, когда были определены точные относительные веса атомов (И.Я. Берцелиус и др.), стало ясно, что наибольшее число атомов, с которыми может соединяться данный атом, не превышает определённой величины, зависящей от его природы. Эта способность связывать или замещать определённое число других атомов и была названа Э. Франклендом в 1853 г. “валентность”.

Поскольку в то время для водорода не были известны соединения, где он был бы связан более чем с одним атомом любого другого элемента, атом водорода был выбран в качестве стандарта, обладающего валентностью, равной 1.

В конце 50-х гг. XIX вeка А. С. Купер и А. Кекуле постулировали принцип постоянной четырёхвалентности углерода в органических соединениях. Представления о валентности составили важную часть теории химического строения А. М. Бутлерова в 1861 г.

Периодический закон Д.И. Менделеева в 1869 г. вскрыл зависимость валентности элемента от его положения в периодической системе.

Вклад в эволюцию понятия “валентность” в разные годы внесли В.Коссель, А.Вернер, Г.Льюис.

Начиная с 30-х гг. XX века представления о природе и характере валентности постоянно расширялись и углублялись. Существенный прогресс был достигнут в 1927 г., когда В. Гейтлер и Ф. Лондон выполнили первый количественный квантово-химический расчёт молекулы водорода H 2 .

Беседа с учащимися: Что такое валентность?

Определение валентности в разных источниках звучит по-разному. Давайте подумаем, какое из этих трех определений более совершенно и в чем недостатки других.

1-й ряд
«Валентность химического элемента – способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях».

2-й ряд
«Валентность – способность атомов одного элемента присоединять определенное количество атомов другого элемента».

3-й ряд
«Валентность – свойство атомов, вступая в химические соединения, отдавать или принимать определенное количество электронов или объединять электроны для образования общих для двух атомов электронных пар ».

Обсуждение в группах, приходим к выводу, что 3-е определение наиболее точно отражает суть определения валентности.

Изложение нового материала:

Тема нашего урока: Составление формул бинарных соединений по валентности.
Новый материал запоминается легче, если он нанизывается на уже полученные знания. Поэтому сейчас предстоит работа с извлечением этого материала из памяти. И в этом вам поможет учитель математики.

Учитель ведет диалог с учениками:

Учитель: перечислите несколько чисел, кратных 12.

12, 24, 36, 48 ….

Учитель: перечислите несколько чисел, кратных 18.

18, 36, 54, 72……

Учитель: назовите числа, которые кратны и 12 и18.

36 и 72 и т.д.

Учитель: назовите наименьшее общее кратное 12 и 18.

Учитель: Сформулируйте определение наименьшего общего кратного нескольких чисел.

Наименьшим общим кратным нескольких чисел называется самое меньшее натуральное число, которое делится на каждое из данных чисел.

Учитель: сформулируйте правило нахождения наименьшего общего кратного двух или нескольких чисел.

Чтобы найти НОК двух или нескольких чисел, надо разложить эти числа на простые множители, затем, взяв разложение одного из них, умножить его на недостающие простые множители из разложений других чисел.

Учитель предлагает следующее упражнение:

№1 . Найдите А) НОК (48, 90); Б) НОК (6, 15, 20)

Решение:

А) 48/2 90/2 Б) 6/2 15/3 20/2

24/2 45/3 3/3 5/5 10/2

12/2 15/3 1/ 1/ 5\5

НОК (48,90) = 2 4 *3*3*5 НОК (6,15,20) = 2 3 * 5 * 3

НОК (48,90)= 720 НОК (6,15,20) = 60

Ответ : А) 720; Б) 60.

Учитель: чему равно НОК двух взаимно простых чисел?

НОК двух взаимно простых чисел равно их произведению.

№2. Найдите НОК (7,11)

Учитель: Как вы помните, существует еще один способ нахождения НОК чисел – это способ подбора.

Найдите НОК следующих чисел способом подбора:

А) 10 и 2 Б) 14 и 21 В) 20 и 15 Г) 2; 3 и 5

Ответы: А) 10 Б) 42 В) 60 Г) 30.

Учитель: Ребята, мы с вами повторили, как можно найти НОК двух или нескольких чисел. А теперь вы познакомитесь с тем, как эти знания применяются в химии при определении валентности.

В. Гете когда-то сказал: «Просто знать еще не все, знания нужно уметь использовать».

Определение валентности элементов по формулам в бинарных соединениях.

Помнить: в формулах бинарных соединений число единиц валентностей всех атомов одного элемента равно числу единиц валентности всех атомов другого элемента.

Записать формулу вещества. Р 2 О 5

Римской цифрой указать валентность одного из элементов. Р 2 О 5 (II)

Определить валентность другого химического элемента. Р 2 О 5

Х*2= II *5 X = V

Составление химических формул бинарных соединений по валентности элементов.

Записываем символы химических элементов, входящих в состав формулы, проставляя над ними соответствующие значения валентности:

СаО, В 2 О 3 , СО 2 ,

Составляем формулу соединения по валентности:

а) СаО: если валентности химических элементов равны, то индексы не ставим.

б) В 2 О 3: если значения валентностей не делятся друг на друга, ставим значения валентностей крест накрест.

в) СО 2: если валентность одного элемента делится на валентность другого, то значение большей валентности разделить на значение меньшей и полученное число в виде индекса поставить возле элемента с меньшей валентностью.

Упражнение: определить валентность элементов в веществах: ученики цепочкой выходят к доске. Задание проецируем на доску.

SiH 4 , CrO 3 , H 2 S, CO 2 , CO, SO 3 , SO 2 , Fe 2 O 3 , FeO, HCl, HBr, Cl 2 O 5 , Cl 2 O 7 , РН 3 , K 2 O, Al 2 O 3 , P 2 O 5 , NO 2 , N 2 O 5 , Cr 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , SiH 4 , Mn 2 O 7 , MnO, CuO, N 2 O 3 .

Оценочно-рефлексивный этап.

Первичная проверка усвоения знаний. Для выполнения данного задания учащиеся получают «Алгоритм определения валентности» и задания трех уровней. Каждый учащийся выбирает свой уровень задания.

Репродуктивный уровень (“3”). Определите валентность атомов химических элементов по формулам соединений: NH 3 , Au 2 O 3 , SiH 4 , CuO.

Прикладной уровень (“4”). Из приведённого ряда выпишите только те формулы, в которых атомы металлов двухвалентны: MnO, Fe 2 O 3 , CrO 3 , CuO, K 2 O, СаH 2.

Творческий уровень (“5”). Найдите закономерность в последовательности формул: N 2 O, NO, N 2 O 3 и проставьте валентности над каждым элементом.

Алгоритм определения валентности	Пример
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	2 I II H 2 S	2 I II Cu 2 O
5. Сделайте проверку, то есть подсчитайте число единиц валентностей каждого элемента	I II H 2 S (2=2)	I II Cu 2 O (2=2)