Уравнение по степени окисления 8 класс

Урок химии по теме «Степень окисления». 8-й класс

Разделы: Химия

Класс: 8

Тип урока: усвоение новых знаний.

Цели урока:

1. Степень окисления – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (и ионные, и ковалентные полярные) состоят из ионов.

2. С.О. положительная “+” и отрицательная “-” ставится над знаками элементов перед цифрами, в том числе и единицей.

ПРАВИЛА:

1. Степень окисления свободных атомов и простых веществ равна 0: (; Mg 0 )
2. Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами равна +1, а с металлами равна -1: (NaH -1 , H +1 Cl).
3. Степень окисления фтора в соединениях всегда равна -1: (HF -1 , CaF -1 2).
4. Степень окисления кислорода в соединениях равна -2 (NO -2 , Al2O -2 3), а в пероксидах -1 (H2O -1 2, O +1 F2)
5. Степень окисления металлов в соединениях всегда положительная , у металлов I-A, II-A, III-A соответственно равна +1, +2, +3 .
6. Суммарная степень окисления всех атомов в молекуле равна 0.
7. Высшая степень окисления элемента равна (+№ группы).
8. Низшая степень окисления: для металлов равна 0, для неметаллов равна (№ группы -8).
9. Элементы в высшей степени окисления могут только принимать электроны
10. Элементы в низшей степени окисления могут только отдавать электроны
11. Элементы в промежуточной степени окисления могут и принимать, и отдавать электроны.

ЗАДАНИЕ:

постоянная

(указывается в скобках римской цифрой)

элементы I-А, II-А, III-А– группы

все остальные

Бинарные соединения (“би” – два) – состоят из двух химических элементов.

В соединениях на первом месте пишется элемент (или частица) с положительной степенью окисления, а на втором — с отрицательной с.о.

Алгоритм определения степеней окисления по формуле:

Расставить степени окисления в соединениях: Na; K2O; Fe; CaCO3; AlCl3; Li3N; BaSO4; Zn; H2CO3; O3; OF2; CuSO4; NaOH; O2; SO3; KH; KOH; BaH2; H2O; NH3.

НАЗВАНИЯ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ:

Пример: Al +3 2O -2 3 – оксид алюминия; Cu +2 O -2 – оксид меди (II)

Cl -1 – хлорид; O -2 – оксид; Н -1 – гидрид; S -2 – сульфид; C -4 – карбид; N -3 – нитрид; P -3 — фосфид; Si -4 — силицид.

Алгоритм составления формул по названиям:

Составить формулы веществ по названиям:

• хлорид кальция
• оксид железа (III)
• оксид азота (V)
• хлорид серы (IV)
• сульфид хрома (VI)
• гидрид магния
• карбид алюминия

Степень окисления элемента

О чем эта статья:

Что такое степень окисления

Для начала давайте вспомним, как проходят химические связи в молекуле вещества. Взаимодействуя между собой, атомы могут притягивать или отдавать электроны для образования общей электронной пары. Атом с более высокой электроотрицательностью (ЭО) притягивает электроны и приобретает отрицательный заряд, а атом с меньшей ЭО, напротив, отдает электроны и обретает положительный заряд.

Степень окисления — это условный заряд, который предположительно обретет атом после перемещения электронов. Он вычисляется из предположения, что все свободные электроны полностью перемещаются от одного атома к другому и все образованные связи — ионные.

Почему в определении степени окисления мы говорим об условном заряде? Потому что в реальности он может быть другим, а химические связи атома в соединении не обязательно будут ионными. Но мы предполагаем, что все именно так, чтобы немного упростить расчеты. Это помогает в составлении формул и классификаций.

Запомните:

Численно степень окисления равна количеству электронов, которые перешли от одного атома к другому.

У атома с меньшей ЭО, который отдает электроны, — положительная степень окисления.

У атома с большей ЭО, который притягивает электроны, — отрицательная степень окисления.

Простые вещества, такие как Cl₂, O₂ и т. д., имеют степень окисления, равную 0, поскольку смещения электронов в данном случае не происходит.

Как рассчитать степень окисления

Как мы уже выяснили выше, определить степень окисления элемента (иначе говоря, окислительное число) помогает электроотрицательность. Значения ЭО легко узнать, пользуясь таблицей Менделеева или шкалой относительной электроотрицательности. Сравните, у какого химического элемента в соединении ЭО выше — этот элемент будет притягивать электроны и приобретет отрицательный заряд.

Шкала относительной электроотрицательности

Это правило поможет составить уравнение и посчитать степень окисления любого химического элемента в соединении, если известны данные по остальным элементам. Еще больше облегчат расчеты следующие закономерности:

у водорода в гидридах окислительное число −1, а во всех остальных веществах оно равно +1;

у кислорода степень окисления в оксидах равна −2, в пероксидах −1, в соединениях с фтором +2;

у неметаллов в соединениях с водородом и металлами окислительное число всегда отрицательное;

у металлов степень окисления всегда положительная.

Также есть элементы, которые во всех соединениях отдают или принимают одинаковое количество электронов, поэтому их окислительное число — постоянная величина.

Алгоритм действий

Итак, мы знаем основные закономерности. Давайте разберемся, как находить степени окисления на примерах. Предлагаем следующий алгоритм действий.

Посмотрите, является ли вещество элементарным. Если да — значит, оно находится в химически несвязанном состоянии и окислительное число равно 0. Это правило подходит как для веществ, образованных из отдельных атомов, так и для тех, что включают многоатомные молекулы одного и того же элемента.

Пример

Если это соединение, определите, состоит ли оно из ионов. В многоатомном ионе сумма всех степеней окисления равна его заряду. Узнайте эту сумму из таблицы растворимости и составьте уравнение с известными окислительными числами.

Пример

Допустим, нужно определить заряд азота в ионе аммония.

Согласно таблице растворимости заряд иона аммония NH₄ + равен +1. Это значит, что сумма степеней окисления в этом соединении тоже будет равна +1.

Также известно, что водород всюду, кроме гидридов, имеет заряд +1. В данном случае есть 4 атома водорода, т. е. +1 × 4.

Составим формулу: х + (+1) × 4 = +1. Значит х = −3.

Окислительное число азота в ионе аммония равно −3, т. е. N -3 H₄ +1 .

Если соединение — нейтральная молекула, составьте уравнение, учитывая, что все окислительные числа в сумме равны 0.

Пример

Допустим, нужно определить степень окисления серы в соединении Na₂SO₄.

Мы знаем, что у щелочного металла Na постоянное окислительное число +1. Кислород, согласно вышеизложенным правилам, в оксидах имеет заряд −2.

Составим уравнение: (+1) × 2 + х + (−2) × 4 = 0. Значит х = −6.

Степень окисления серы равна −6, т. е. Na₂ +1 S -6 O₄ -2 .

Как узнать степень окисления нескольких элементов

А как быть, если неизвестны окислительные числа двух и более элементов в соединении? В математике уравнения с двумя неизвестными не всегда имеют решение. Но в химии есть выход: можно разделить химическую формулу на несколько частей, которые имеют постоянные заряды.

Пример

Как вычислить степень окисления в сложном веществе (NH₄)₂SO₄? Посмотрим на него как на соединение двух ионов с известными зарядами: NH₄ + и SO₄ 2- .

Поскольку мы знаем окислительные числа водорода и кислорода, найти заряды азота и серы в каждом ионе не составит труда.

В ионе NH₄ + формула для определения заряда азота будет следующей: х + (+1) × 4 = 1. Понятно, что х = −3, т. е. степень окисления азота −3.

В ионе SO₄ 2- формула для серы х + (−2) × 4 = −2. Следовательно, х = 6, т. е. заряд серы равен +6.

Как определить высшую и низшую степень окисления

Выделяют высшую (или максимально положительную) и низшую (максимально отрицательную) степени окисления. В диапазоне между ними располагаются окислительные числа, которые могут принадлежать данному химическому элементу в различных соединениях. Для четных групп характерны четные числа в диапазоне, а для нечетных групп — нечетные.

Высшая степень окисления совпадает с номером группы элемента (для элементов в главной подгруппе) в короткой форме периодической системы.

Низшая степень окисления равна числу, которое получится, если от номера группы элемента отнять 8.

Исключения: фтор, железо, кобальт, родий, подгруппа никеля, кислород, благородные газы (помимо ксенона).

Проиллюстрируем на примере, как найти высшую и низшую степень окисления.

Хлор (Cl), согласно короткой периодической таблице, принадлежит к группе VII. Значит, его максимальное окислительное число будет +7. Такой условный заряд элемент приобретает в оксиде хлора Cl₂O₇ и хлорной кислоте HClO₄. Минимальное число получаем следующим образом: 7 − 8 = −1 (характерно для хлороводорода HCl).

По степени окисления можно понять, как поведет себя вещество в окислительно-восстановительных реакциях. Если в соединении главный действующий элемент имеет высшую степень окисления, оно является окислителем, а если он имеет низшую степень окисления — восстановителем.

Например, серная кислота является окислителем, поскольку у серы в данном случае заряд +6. А вот в сернистой кислоте у серы заряд всего +4, поэтому она может проявлять и окислительную способность, и восстановительную. В сероводороде заряд серы равен −2, и это минимальная степень окисления, а значит, данное вещество — восстановитель.

Как найти степень окисления в органическом соединении

В органической химии определять окислительные числа элементов немного сложнее, поскольку все органические вещества включают углерод, известный большим количеством неполярных связей. Если у нас всего один атом углерода, можно использовать стандартный способ.

Пример

Рассчитайте степень окисления углерода в метаноле H₃C−OH.

Мы знаем, что водород Н имеет окислительное число +1, а у кислорода в данном случае оно равно −2. Составим уравнение:

х + (+1) × 4 + (+2) × 1 = 0

Заряд углерода равен −2, т. е. C -2 H₄ +1 O -2 .

Но что делать, если атомов углерода больше? Придется анализировать структурную формулу, чтобы понять, какие химические связи есть между элементами и сколько электронов они теряют/приобретают в результате. Такой вариант нахождения окислительного числа называют графическим.

Графический метод

Нарисуйте структурную формулу соединения.

Изобразите стрелками химические связи и смещение атомов (все связи между атомами углерода С−С считайте неполярными).

Посчитайте, сколько стрелок ведет к атому (это «−») и сколько от него (это «+»), а затем суммируйте «+» и «−», чтобы узнать степень окисления.

Валентность и степень окисления: в чем разница?

Школьники, которые только начали изучать данные разделы химии, нередко путают степень окисления и валентность. Численно эти показатели могут совпадать (но далеко не всегда), а вот по смыслу они в корне различаются.

Между этими двумя понятиями есть следующие отличия:

валентность не имеет знака, в то время как у окислительного числа он есть («+» или «−»);

валентность равна нулю только в том случае, если атом не имеет связей с другими частицами, а степень окисления может быть равна нулю и при наличии таких связей;

вычисляя степень окисления, мы предполагаем, что в соединении ионные связи, хотя на самым деле это может быть не так, а валентность всегда имеет реальный смысл.

Поэтому отождествлять эти два понятия ни в коем случае не стоит. Более того, не нужно ориентироваться на валентность, пытаясь определить окислительное число.

Вопросы для самопроверки

Почему степень окисления называют формальным зарядом, условным?

Что отражает численная величина степени окисления?

Чему равна сумма всех окислительных чисел в ионе?

Как определить низшую степень окисления?

Как найти две неизвестных степени окисления в одном веществе?

Как определять степени окисления в органических веществах?

Тема урока: «Степень окисления», 8 класс
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Данный материал может быть использован при изучении темы «Степень окисления» в 8-х классах.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема урока: Степень окисления.

Цель: Сформировать у учащихся понятие о степени окисления на основании знаний о видах химической связи. Научить находить степень окисления по формуле соединений. Задачи:

А) образовательная: обеспечить усвоение учащимися понятий: “степень окисления”, высшая и низшая степени окисления, промежуточная степень окисления.

Б) воспитательная : воспитание мотивов учения, положительного отношения к занятиям, стремления добиваться наилучших результатов.

В) развивающая : развитие умений учебного труда (умение работать в должном темпе – читать, делать четкие записи в рабочей тетради); развитие познавательных умений (формировать умение выделять главное, вести конспект, делать выводы); развитие мышления (развитие аналитического мышления – формирование умения выделять существенные признаки и свойства веществ).

Тип урока: Урок изучения нового материала

I. Организационный момент

II.Проверка домашнего задания по теме: «Виды химической связи». К доске вызываются ученики с выполненными домашними заданиями по теме «Виды химической связи», обращаем внимание на ход рассуждений при выполнении домашнего задания. ( Вызывается 3 человека, выставляются индивидуальные оценки).

III.Объяснение нового материала.

При проверке домашнего задания мы с вами вспомнили, как образуются различные виды химической связи.

А теперь запишите дату и тему урока «Степень окисления» в тетрадь. Давайте дадим определение степени окисления.

Степень окисления – это условный заряд атомов химических элементов в соединении, вычисленный в предположения, что все связи в соединении, ионные.

В химии есть правила определения степеней окисления, нужно их записать и в дальнейшем обязательно выучить.

Правила определения степеней окисления:

1.Степень окисления атомов в простых веществах = 0

2.Сумма всех степеней окисления атомов в молекуле =0

3.Постоянную степень окисления имеют атомы щелочных Ме =+1 (№ группы),

щелочно-земельных Ме=+2 (№группы), фтор=-1

4.Степень окисления Н =+1 исключение: степень окисления Ме в гидридах = -1

5.Степень окисления О в соединениях =-2 исключения: степень окисления О в пероксидах=-1, в ОF 2 степень окисления О =+2

Элементы, стоящие в 1-3 группе главной подгруппе в таблице ПСХЭ Д.И.Менделеева, имеют постоянную степень окисления, она равна номеру группы со знаком плюс. А начиная с 4 группы у элементов, стоящих в главной подгруппе появляется высшая, низшая и промежуточные степени окисления. Высшая степень окисления также равна номеру группы со знаком плюс, а низшая 8-номер группы, со знаком минус.

Например у серы, высшая степень окисления=+6, низшая=-2. Сера также может принимать и промежуточные степени окисления: 0, +2,+4. А теперь назовите мне пожалуйста высшие и низшие степени окисления у следующих элементов: фосфор, углерод, хлор.

А теперь давайте воспользуемся записанными правилами и определим степени окисления атомов в следующем соединении: KMnO4.

У кислорода в соединениях степень окисления всегда равна -2 (если это не исключение).

Пишем -2 над кислородом в формуле. У калия +1, так как он стоит в первой группе и является щелочным металлом, записываем в формуле над атомом калия +1. Далее перемножаем степень окисления, записанную над атомом элемента на индекс, стоящий у этого элемента. Степень окисления марганца мы не знаем, обозначим её х, ее необходимо определить. Мы знаем, что сумма всех степеней окисления в соединении должна быть равна нулю. Следовательно, у нас получается такое уравнение: +1+х+(-8)=0. Решаем это уравнение и получаем степень окисления марганца, она равна +7.

Определите степень окисления в следующих соединениях: O 2 , KClO 3 , N 2 O, NO 2 , H 2 SO 4 , AlCl 3 , SO 2 , Al, H 2 S, HNO 3, S. К доске вызываются несколько учеников, они самостоятельно определяют степени окисления атомов в соединениях, руководствуясь правилами, если возникают затруднения учитель приходит на помощь.

IV. Закрепление знаний

Для того чтобы закрепить свои знания я предлагаю вам выполнить небольшую самостоятельную работу, она будет касаться нового материала и уже пройденного. При написании самостоятельной работы можно пользоваться правилами определения степеней окисления.

1. Определите степени окисления элементов в соединениях в следующих соединениях: КNO 3 , CO 2 , SO 3 , NH 3 , O 3 .
2. Определите вид химической связи в следующих соединениях: Н 2 S, KCl, Zn, P 4 , NO 2 .

1. Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: К 2 SO 3 , N 2 O 5 , HClO 3 , Cu, CO.
2. Определите вид химической связи в следующих соединениях: НBr, K 2 S, Cu, N 2 , NaBr.

V. Подведение итогов урока. Оценивание работы учащихся на уроке.

VI. Домашнее задание.

Выучить правила определения степеней.

Задание: Определите степени окисления в следующих соединениях: Na 2 SO 4 , H 2 SO 3 ,

HClO 2 , Cl 2 O 7 , N 2 O 3 , NaOH, Ba(ClO 3 ) 2 , Ca 3 (PO 4 ) 2.

Манкевич Н.В. Весь школьный курс в таблицах. Минск: Современная школа: Кузьма, 2009.

Егоров А.С. Репетитор по химии Ростов на Дону:Феникс , 2010

Зоммер К. Аккумулятор знаний по химии Пер. с нем. М: Мир, 1984

Савинкина Е.В. Химия 8-9 классы М:Национальное образование, 2011

Горковенко М.Ю. Поурочные разработки по химии М:ВАКО , 2007

Алферова Е.А., Ахметов Н.С., Богомолова Н.В. и др. Большой справочник для школьников и поступающих в вузы М :Дрофа, 2000

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок разноуровневого обобщающего повторения. Тема урока: «Степень с натуральным, целым и рациональным показателем. Свойства степени».

Урок разработан для учащихся 10 класса, проходил 28 января 2011 года в СОШ №1 Ленинградского района Краснодарского края.Анализ результатов диагностических краевых работ показывает, что в.

урок «Степень окисления. составление формул бинарных соединений» 8 класс

составление формул по степени окисления, название бинарных соединений.

План-конспект урока Степенная функция 9 класс

Цель урока. Обобщить и систематизировать знания учащихся по изучаемой теме. Сформировать навыки применения свойств степенной функции при решении математических задач. Тип урока: у.

Презентация к уроку:»Степень числа» 5 класс к учебнику Математика С.М.Никольский, М.К. Потапов, Н.Н. Решетников, А.В. Шевкин

Изучить новый способ записи произведения, в котором все множители равны.

Урок «Степенная функция» 10 класс

Тема урока «Степенная функция». Алгебра и начала анализа 10 класс.Образовательные цели урока.· Повторить и обобщить знания обучающихся по теме &laq.

Тема урока: Степень окисления элементов

Цели урока(слайд №2)1.Образовательные :Сформулировать понятие о степени окисления. Научить определять степени окисления элементов(СО) по формуле вещества. Научить составлять формулы бинарных соединени.

Презентация к уроку «Степень числа», 5 класс

Презентация и файлы с раздаточным материалом к уроку по теме «Степень числа с натуральным показателем» в 5 классе.