Тема: Валентність. Ступінь окислення.

План:

1. Валентність. Як визначають валентність?

2. Ступінь окислення.

Теоретичні відомості

Валентність деяких хімічних елементів

Стала валентність	Хімічні елементи
I	К, Na, H, F, Ag, СI, Вг, I
II	0, Ba,Ca, Мg,Zn
III	Al
IV	Si

Хімічні елементи зі змінною валентність

І - V І, II II, III III, V II, IV

N Hg Fе, Р, С,

Таблиця властивостей груп атомів
Валентність	Групи атомів
I	I II I NH4; ОН; N03; СІ;
II	II II II II SO3; S04; С03, SiO3
III	III PO4

Пам'ятка для визначення валентностей атомів елементів у сполуках

Валентність - це властивості атомів хімічного елемента сполучатись з певним числом атомів інших хімічних елементів.

Для визначення валентностей атомів елементів у сполуках слід пам'ятати:

1. Валентність буває постійною та змінною.

2. У формулах бінарних сполук сумарна валентність усіх атомів одного елемента завжди дорівнює сумарній валентності всіх атомів іншого елементу.

3. Оксиген завжди двохвалентний.

4. Гідроген завжди одновалентний.

Алгоритм визначення валентностей

Приклад: оксид фосфору Р₂ 0₅

1. Відомо, що валентність одного з елементів - Оксигену - II

2. Враховуючи число атомів Оксигену у сполуці, обчислюємо сумарну валентність п'яти атомів Оксигену: 2• 5 = 10.

Вона дорівнює десяти.

3. Ці десять одиниць валентності ділимо на два атоми фосфору:

10 / 2 = 5

Отже, фосфор в оксиді п'ятивалентний.

Сту́пінь оки́слення — чисельна величина електростатичного заряду, що приписують атому в молекулі, припускаючи, що електронні пари, які здійснюють зв'язок, повністю зміщені в бік більш електровід'ємних атомів.

Ступінь окислення — умовний заряд атома елемента, який визначається з положення, що речовина має іонний тип хімічного зв'язку.

Ступінь окиснення, на відміну від валентності, може мати позитивне, негативне і нульове значення. Це значення зі знаком плюс чи мінус перед арабською цифрою зазначається над символом елемента. Наприклад:

_{+1 −2}

Н₂O.

Завдання для самоконтролю:

1. Розкрийте суть поняття "ступінь окислення".

2. Чим принципово відрізняються поняття "валентність" та "ступінь окислення"?

3. Користуючись графічними формулами, визначте валентність і ступінь окислення

нітрогену в сполуках: N₂, N₂О, СаС₂ , Н₂SО₄.

4. Реакції, що відбуваються із зміною ступенів окислення елементів, це:

а) Nа₂О + SО₂ =

б) SО₂ + Н₂О =

в) NаСl + Н₂SО₄ =

г) Мg + HСl =

5. Визначте ступені окислення атомів у молекулах:

Nа₂SО₄, Н₃РО₄, Н₂О₂, Аl(NО₃)₃, МgSО₄.

6. Які валентності та ступеня окислення у молекулах: КОН, НNО₃ , СН₃ОН, СН₄.

7. Виведіть найпростішу формулу солі, масові частки Калію, Хрому і Оксигену у складі якої становлять відповідно 26,53; 35,37; 38,1%. Зазначте ступінь окислення кожного з елементів.

Задача 1.

Визначте ступінь окислення Нітрогену в молекулах та іоні: а) N₂О₄; б) (NН₄)₂СО₃; в) NО₂^-.

Розвязування:

Ступінь окислення Нітрогену - х, Оксигену -2.

Виходячи з нейтральності молокули, складаємо рівняння:

2х + 4 (-2) = 0, звідки х = +4,

тобто ступінь окислення Нітрогену в N₂О₄ дорівнює +4.

Рекомендована література:

1. В.П.Басов.Хімія:Навчальний посібник:К.:Каравела,Львів,2003 р.- ст.28-29.

2. Г.П. Хомченко.Посібник з хімії.-К.:Видавництво АСК.,2003р.-ст. 105-108.

3. Н.М.Буринська. Основи загальної хімії, 11клас:Підручник з поглибл. Вивченням хімії.-Київ;Ірпінь:ВТФ «Перун»,1997.- ст.89-98.

4.В.В.Сухан.Хімія:Посібник для вступників до вузів.-К.Либідь,1993.-ст.90-92.

5.І.А.Гройсман.Хімія.Закони, схеми, формули, рівняння.Київ: «Логос»,1998р.- 19-20.

6. Матеріали з Інтернету.

 

Лекція.

Тема: Властивості твердих речовин залежно від типу зв’язку.

План

1.Кристалічна гратка.

2.Координаційне число.

3.Типи кристалічних граток.

4.Властивості твердих речовин залежно від типу зв’язку.

Теоретичні відомості

Тверді речовини, як правило, мають кристалічну будову. Вона характеризується правильним розміщенням частинок у чітко визначених точках простору. При уявному зєднанні цих точок прямими лініями, що перетинаються, утворюється просторовий каркас, який називають кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки, називаються вузлами кристалічної решітки. У вузлах уявної решітки можуть розміщуватись іони, атоми або молекули. Вони здійснюють коливальний рух. З підвищенням температури амплітуда коливань збільшується, що виявляється в тепловому розширенні тіл.

У твердих речовинах відстані між частками (молекулами, атомами, іонами) малі, а сили взаємодії між ними – великі. Тверде тіло має певний об’єм і форму, більшу густину, ніж гази і рідини (виняток- вода), його частки не рухаються вільно, як у газах і рідинах, а розташовані у просторі певним чином. Частки твердої речовини коливаються навколо рівноважних положень.

Розрізняють дві форми твердої речовини – кристалічну та аморфну. У кристалічній речовині частки мають упорядковане просторове розташування – утворюють кристалічні гратки, в аморфній – розміщені безладно. Деякі речовини можна одержати у кристалічній та аморфній формах.

Кристалічна гратка – це розташування в просторі іонів, атомів або молекул у певному систематичному порядку. Кристали кожної кристалічної гратки мають характерну форму. Наприклад, кристали Натрій хлориду (NаСІ) мають форму куба, Кальцій нітрату Са(NО₃)₂ – правильних октаедрів.

Координаційне число. Число часток (атомів, молекул, іонів), які оточують частку в кристалічних гратках або молекулі, називається координаційним числом. У кристалі Натрій хлориду координаційне число іона Nа⁺ та іона СІ^- - дорівнює шисти.

Типи кристалічних граток. Залежно від природи частинок, що утворюють кристалічні гратки, розрізняють такі їх типи: іонні, атомні, молекулярні та металічні.

Речовини молекулярної будови характеризуються сталим складом – це дальтоніки. Вони підлягають закону сталості складу речовини.

Закон сталості складу речовини: Кожна чиста речовина молекулярної будови має постійний (сталий) склад, що не залежить від місця та способу її добування.

Наприклад, вода добута з річкової, морської, дощової, снігу в Арктиці чи Антарктиді, одержана на Землі чи в космосі хімічним способом, має одинаків якісний та кількісний склад.

Закон був сформульований у 1799 р. французьким вченим Ж.Прустом. Французький хімік К.Бертолле вважав, всупереч Ж.Прусту, що склад речовини не є постійною величиною та може змінюватися в залежності від добування речовин. Дискусія між вченими точилася вісім років та закінчилася перемогою Пруста. Російський хімік М.Курнаков, поєднуючи погляди обох вчених, показав, що можна одержати сполуки немилокулярної будови сталого та змінного складу. За його пропозицією такі сполуки було названо відповідно дальтоніками та бертолідами на честь вчених Дж.Дальтона та К.Бертолле.

На сьогодні встановлено, що до бертолідів належать більшість твердих кристалічних речовин не молекулярної будови – оксиди, сульфіди, нітриди, карбіди, галоген іди металів.

Твердження, зворотне закону сталості складу (кожному складу речовини відповідає тільки дона хімічна сполука), - невірне. Один і той же склад можуть мати різні речовини – ізомери.

Речовини не молекулярної будови – атомні, іонної, металічної здебільшого мають змінний склад і належать до бертолідів.

Іонна решітка складається з іонів, характерна для речовин з іонним типом зв’язку. Звязки між іонами у такому кристалі досить міцні. Ці речовини тверді, тугоплавкі, нелеткі. Наприклад: солі, оксиди металів.

Атомна решітка у вузлах містить атоми, сполучені між собою міцним ковалентним зв’язком. Ці речовини міцні, тверді, не розчинні у воді, мають високу температуру плавлення. Наприклад, алмаз, карборунд.

Кристалічні решітки, що складаються з молекул (полярних і неполярних), називаються молекулярними, Молекули в таких решітках з’єднані між собою порівняно слабкими міжмолекулярними силами. Тому речовини з молекулярною решіткою мають малу твердість і низькі температури плавлення, нерозчинні у воді або малорозчинні у воді, їх розчини майже не проводять електричного струму. Наприклад: лід, Карбон (ІІ) оксид («сухий лід»), тверді галогеноводні, благородні гази.

У твердому стані метали утворюють металічні кристалічні решітки. Останні звичайно описують як поєднання катіонів металу, сполучених в одне ціле валентними електронами, тобто негативно заряженим «електронним газом». Електрони електроститично притягуються катіонами, що забезпечує стабільність решітки.

 

Завдання для самоконтролю:

1.Дати визначення кристалічної гратки.

2.Що таке координаційне число?

3.Типи кристалічних граток.Навести приклади.

4.Властивості твердих речовин залежно від типу зв’язку.

 

Рекомендована література:

1.Г.П. Хомченко.Посібник з хімії.-К.:Видавництво АСК.,2003р.-ст. 101-103.

2. І.А.Гройсман.Хімія.Закони, схеми, формули, рівняння.Київ: «Логос»,1998р.- 19-20.

3.В.В.Сухан.Хімія:Посібник для вступників до вузів.-К.Либідь,1993.-ст.92-94.

4. Матеріали з Інтернету.

 

Самостійне вивчення.