Загрузка...

Самостійна робота (групова) Валентність і ступінь окиснення. Визначення ступеня окиснення атома елемента за хімічною формулою сполуки.

У хімічних формулах більш електронегативні елементи (елементи з негативним ступенем окиснення) розміщуються праворуч.

Ступінь окиснення атомів у простих речовинах дорівнює 0.

Найвищий ступінь окиснення відповідає номеру групи, до якої належить елемент, за винятком Флуору, Оксигену, елементів підгрупи Купруму та восьмої групи.

Ступінь окиснення Оксигену -2, за винятком сполуки O+2F2-1

Гідроген у нейонних сполуках з неметалами має ступінь окиснення +1, а в йонних - 1.

Ступінь окиснення простого йона дорівнює його заряду.

Завдання 1. Визначте ступені окиснення елементів у сполуках і проставте їх над їхніми символами.

I група. Zn+2Cl2-, К+2O-2 , H+2S-2, С+4Н4-, Н+3Р+5O4-2, Н+2С+4O3-2,

Ва+2(ОН)2-1.

Розглянемо приклад цинк хлориду ZnCl2. Ступінь окиснення цинку завжди +2: Zn+2Cl2х З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення хлору: 1•(+2)+2•х=0, звідки х= -1.

Розглянемо приклад калій оксиду К2O. Ступінь окиснення калію завжди +1, а Оксигену -2. У сполуці К+2O-2 за принципом електронейтральності 2•(+1)+1•(-2)=0.

Розглянемо приклад сполуки H2S. Ступінь окиснення Гідрогену у нейонних сполуках з неметалами +1: H+2Sх З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Сульфуру: 2•(+1)+1•х=0, звідки х= -2.

Розглянемо приклад сполуки СН4. Ступінь окиснення Гідрогену у йонних сполуках -1: СхН4-1 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Карбону: 1•х+4•(-1)=0, звідки х=+4.

Розглянемо приклад ортофосфатної кислоти Н3РO4. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: Н+3РхO4-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення фосфору: 3•(+1)+1•х+4•(-2)=0, звідки х=8-3, х=+5;

Розглянемо приклад карбонатної кислоти Н2СO3. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: Н+2СхO3-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення карбону: 2•(+1)+1•х+3•(-2)=0, звідки х=6-2, х=+4.

Розглянемо приклад барій гідроксиду Ва(ОН)2. Ступінь окиснення барію у сполуках завжди +2, а гідроксильної групи ОН -1, тому Ва+2(ОН)2-1   Принцип електронейтральності: 1•(+2)+2(-1)=0.

II група. Са+2Н2-, Ba+2Cl2-, Ca+23N2-3, H+N+5О3-2, Zn+2O-2, H+12S+6О4-2, Mg+22C-4.

Розглянемо приклад сполуки СаН2. Ступінь окиснення кальцію завжди +2, а Гідрогену в йонних сполуках -1. У сполуці Са+2Н2-  за принципом електронейтральності 1•(+2)+2•(-1)=0.

Розглянемо приклад барій хлориду BaCl2. Ступінь окиснення барію завжди +2: Ba+2Cl2х З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення хлору: 1•(+2)+2•х=0, звідки х= -1.

Розглянемо приклад кальцій нітрогену Ca3N2. Ступінь окиснення кальцію завжди +2: Ca+23N2х  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 3•(+2)+2•х=0, звідки х= -3.

Розглянемо приклад цинк оксиду ZnO. Ступінь окиснення цинку завжди +2, а Оксигену -2. У сполуці Zn+2O-2 за принципом електронейтральності 1(+2)+1•(-2)=0.

Розглянемо приклад сполуки Mg2C. Ступінь окиснення магнію завжди +2: Mg+22Cх  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Карбону: 2•(+2)+1•х=0, звідки х= -4.

Розглянемо приклад нітратної кислоти HNО3. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+NхО3-2  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•(+1)+1•х+3•(-2)=0, звідки х=6-1, х=+5.

Розглянемо приклад сульфатної  кислоти H24. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+12SхО4-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Сульфуру: 2•(+1)+1•х+4•(-2)=0, звідки х=8-2, х=+6.

ІІІ група. Na+Cl-, Li+2O-2, P+3H3-1, Mg+23N2-3, H+1P+5О3-2, H+2Mn+6О4-2,

Ca+2(OH)2-1.

Розглянемо приклад натрій хлориду NaCl. Ступінь окиснення натрію завжди +1: Na+Clх З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення хлору: 1•(+1)+1•х=0, звідки х= -1.

Розглянемо приклад літій оксиду Li2O. Ступінь окиснення літію завжди +1, а Оксигену -2. У сполуці Li+2O-2 за принципом електронейтральності 2•(+1)+1•(-2)=0.

Розглянемо приклад сполуки PH3. Ступінь окиснення Гідрогену у йонних сполуках -1: PхH3-1 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення фосфору: 1•х+3•(-1)=0, звідки х=+3.

Розглянемо приклад сполуки Mg3N2. Ступінь окиснення магнію завжди +2: Mg+23N2х З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 3•(+2)+2•х=0, звідки х= -3.

Розглянемо приклад метафосфатної кислоти HPО3. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+1PхО3-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення фосфору: 1•(+1)+1•х+3•(-2)=0, звідки х=6-1, х=+5;

Розглянемо приклад сполуки H2MnО4. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+2MnхО4-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення мангану: 2•(+1)+1•х+4•(-2)=0, звідки х=8-2, х=+6.

Розглянемо приклад кальцій гідроксиду Са(ОН)2. Ступінь окиснення кальцію у сполуках завжди +2, а гідроксильної групи ОН -1, тому Са+2(ОН)2-1   Принцип електронейтральності: 1•(+2)+2(-1)=0. 

IV група. Cu+2H2-, Ba+2Cl2-1, Ca+23P2-3, H+N+3O2-2, Ca+2O-2, H+2S+4O3-2,

Al+3(OH)3-1.

Розглянемо приклад сполуки Cu+2H2- . Ступінь окиснення Гідрогену у йонних сполуках -1: CuхH2-1 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Купруму: 1•х+2•(-1)=0, звідки х=+2.

Розглянемо приклад барій хлориду BaCl2. Ступінь окиснення барію завжди +2: Ba+2Cl2х З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення хлору: 1•(+2)+2•х=0, звідки х= -1.

Розглянемо приклад сполуки Ca3P2. Ступінь окиснення кальцію завжди +2: Ca+23P2х З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення фосфору: 3•(+2)+2•х=0, звідки х= -3.

Розглянемо приклад кальцій оксиду CaO. Ступінь окиснення кальцію завжди +2, а Оксигену -2. У сполуці Са+2О-2  за принципом електронейтральності 2•(+1)+1•(-2)=0.

Розглянемо приклад сполуки HNO2. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+NхO2-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•(+1)+1•х+2•(-2)=0, звідки х=4-1, х=+3;

Розглянемо приклад сульфітної кислоти H2SO3. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+2SхO3-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Сульфуру: 2•(+1)+1•х+3•(-2)=0, звідки х=6-2, х=+4.

Розглянемо приклад алюміній гідроксиду Al(ОН)3. Ступінь окиснення алюмінію у сполуках завжди +3, а гідроксильної групи ОН -1, тому Al+3(ОН)3-1   Принцип електронейтральності: 1•(+3)+3(-1)=0. 

Завдання 2. (для всіх груп) Надпишіть ступені окиснення Нітрогену в сполуках. У якому випадку числове значення ступеня окиснення і валентність не співпадають: N2, N2О, NO, N2О3, NO2, HNO3, BN, Na3N,

Ca(NО3)2?

N20, N2+1О-2, N+2O-2, N2+3О3-2, N+4O2-2, H+1N+5O3-2, B+3N-3, Na+13N-3,

Ca+2(N+5О3)2-2 

N20 - у простих речовинах ступінь окиснення 0.

Розглянемо приклад сполуки N2О. Ступінь окиснення Оксигену -2: N2хО-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 2•х+1•(-2)=0, звідки х=+1.

Розглянемо приклад сполуки NO. Ступінь окиснення Оксигену -2: NхO-2 З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•х+1•(-2)=0, звідки х=+2.

Розглянемо приклад сполуки N2О3. Ступінь окиснення Оксигену -2: N2хО3-2  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 2•х+3•(-2)=0, звідки х=+3.

Розглянемо приклад сполуки N+4O2-2 . Ступінь окиснення Оксигену -2: NхO2-2   З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•х+2•(-2)=0, звідки х=+4.

Розглянемо приклад нітратної кислоти HNО3. Ступінь окиснення Гідрогену +1, а Оксигену -2: H+NхО3-2  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•(+1)+1•х+3•(-2)=0, звідки х=6-1, х=+5.

Розглянемо приклад сполуки BN. Ступінь окиснення бору завжди +3: B+3Nх  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•(+3)+1•х=0, звідки х=-3.

Розглянемо приклад сполуки Na3N. Ступінь окиснення натрію завжди +1: Na+13Nх   З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 3•(+1)+1•х=0, звідки х=-3.

Розглянемо приклад кальцій нітрату Ca(NО3)2. Ступінь окиснення кальцію Са у сполуках завжди +2, а Оксигену -2: Ca+2(NхО3)2-2  З принципу електронейтральності обчислюємо ступінь окиснення Нітрогену: 1•(+2)+2•х+6•(-2)=0, звідки х=(12-2):2, х=+5.

Числове значення ступеня окиснення і валентність не співпадають: N20, N2+1О-2, N+2O-2, N+4O2-2.

Валентністю називають число одинарних зв'язків (спільних електронних пар), що атом утворює з іншими атомами в молекулі. Спільні електронні пари утворюються тільки у випадку ковалентного зв'язку, тому валентність атомів можна визначити тільки в ковалентних сполуках (прості і складні речовини, утворені неметалічними елементами).  У структурній формулі молекули хімічні зв'язки зображують рисками. Число рисок, що відходять від символу даного елемента, і є його валентністю. Валентність завжди є позитивним цілим значенням.

Вища валентність хімічного елемента зазвичай дорівнює номеру групи. Нітроген знаходиться у 5 групі, тому його вища валентність V. Атом Нітрогену у звичайному стані на зовнішньому другому енергетичному рівні містить три неспарені електрони 2р3, тому можливою є ще валентність ІІІ. 

Отже, валентність Нітрогену ІІІ, V, а числове значення ступеня окиснення у запропонованих прикладах 0, 1, 2, 4.

Загрузка...