Ступені акіслення - гэта нейкая велічыня? Як вызначыць ступень акіслення элементаў?

Такі прадмет школьнай праграмы як хімія выклікае шматлікія цяжкасці ў большасці сучасных школьнікаў, мала хто можа вызначыць ступень акіслення ў злучэннях. Найбольшыя складанасці ў школьнікаў, якія вывучаюць неарганічную хімію, то ёсць вучняў асноўнай школы (8-9 класы). Неразуменне прадмета прыводзіць да ўзнікнення непрыязнасці ў школьнікаў да дадзенага прадмеце.

Педагогі вылучаюць цэлы шэраг прычын такой «нялюбасці» вучняў сярэдніх і старэйшых класаў да хіміі: нежаданне разбірацца ў складаных хімічных тэрмінах, няўменне карыстацца алгарытмамі для разгляду канкрэтнага працэсу, праблемы з матэматычнымі ведамі. Міністэрствам адукацыі РФ былі ўнесены сур'ёзныя змяненне ў змест прадмета. Да таго ж "зрэзалі" і колькасць гадзін на выкладанне хіміі. Гэта негатыўна адбілася на якасці ведаў па прадмеце, зніжэння цікавасці да вывучэння дысцыпліны.

Якія тэмы курсу хіміі даюцца школьнікам цяжэй за ўсё?

Па новай праграме ў курс вучэбнай дысцыпліны "Хімія" асноўнай школы ўключана некалькі сур'ёзных тэм: перыядычная табліца элементаў Д. І. Мендзялеева, класы неарганічных рэчываў, іённы абмен. Цяжэй за ўсё даецца васьмікласнік вызначэнне ступені акіслення аксідаў.

Правілы расстаноўкі

Перш за ўсё вучні павінны ведаць, што аксіды з'яўляюцца складанымі двухэлементными злучэннямі, у склад якіх уключаны кісларод. Абавязковай умовай прыналежнасці бінарнага злучэння да класа аксідаў з'яўляецца размяшчэнне кіслароду другім у дадзеным злучэнні.

Разлічыць такі паказчык у любых формулах дадзенага класа атрымаецца, толькі калі школьнік валодае пэўным алгарытмам.

Алгарытм для кіслотных аксідаў

Для пачатку заўважым, што ступені акіслення гэта лікавыя выразы валентнасці элементаў. Кіслотныя аксіды ўтвораны неметаламі альбо металамі з валентнасці ад чатырох да сямі, другім у такіх аксідаў абавязкова варта кісларод.

У аксіду валентнасць кіслароду заўсёды адпавядае двум, вызначыць яе можна па перыядычным табліцы элементаў Д. І. Мендзялеева. Такі тыповы неметалы як кісларод, знаходзячыся ў 6 групе галоўнай падгрупы табліцы Мендзялеева, прымае два электрона, каб цалкам завяршыць свой знешні энергетычны ўзровень. Неметалы ў злучэннях з кіслародам часцей за ўсё праяўляюць вышэйшую валентнасць, якая адпавядае нумару самай групы. Важна нагадаць, што ступень акіслення хімічных элементаў гэта паказчык, які прадугледжвае дадатнае (адмоўнае) лік.

Неметалы, які стаіць на пачатку формулы, валодае станоўчай ступенню акіслення. Неметалы кісларод ж у аксід стабільны, яго паказчык -2. Для таго каб праверыць дакладнасць расстаноўкі значэнняў у кіслотных вокіслаў, прыйдзецца перамнажаць ўсе пастаўленыя вамі лічбы на індэксы ў канкрэтнага элемента. Разлікі лічацца сапраўднымі, калі сумарны вынік ўсіх плюсаў і мінусаў пастаўленых ступеняў атрымліваецца 0.

Складанне двухэлементных формул

Ступень акіслення атамаў элементаў дае шанец ствараць і запісваць злучэння з двух элементаў. Пры стварэнні формулы, для пачатку абодва сімвала прапісваюць побач, абавязкова другім ставяць кісларод. Зверху над кожным з запісаных знакаў прапісваюць значэння ступеняў акіслення, затым паміж знойдзенымі лікамі знаходзіцца тая колькасць, што будзе без якога-небудзь астатку дзяліцца на абедзве лічбы. Дадзены паказчык неабходна падзяліць паасобку на лікавае значэнне ступені акіслення, атрымліваючы індэксы для першага і другога кампанентаў двухэлементного рэчывы. Вышэйшая ступень акіслення роўная колькасна значэнні вышэйшай валентнасці тыповага неметалла, ідэнтычная нумару групы, дзе стаіць неметаллов у ПС.

Алгарытм пастаноўкі лікавых значэнняў у асноўных аксіду

Падобнымі злучэннямі лічацца аксіды тыповых металаў. Яны ва ўсіх злучэннях маюць паказчык ступені акіслення не больш +1 альбо +2. Для таго каб зразумець, якую будзе мець ступень акіслення метал, можна скарыстацца перыядычным сістэмай. У металаў асноўных падгруп першай групы, дадзены параметр заўсёды пастаянны, ён аналагічны нумары групы, то ёсць +1.

Металы асноўны падгрупы другой групы таксама характарызуюцца стабільнай ступенню акіслення, у лічбавым выразе +2. Ступені акіслення аксідаў ў суме з улікам іх індэксаў (лікі) павінны даваць нуль, паколькі хімічная малекула лічыцца нейтральнай, пазбаўленай зарада, часціцай.

Расстаноўка ступеняў акіслення ў кіслародзмяшчальных кіслотах

Кіслаты ўяўляюць сабой складаныя рэчывы, якія складаюцца з аднаго або некалькіх атамаў вадароду, якія звязаны з нейкім кіслотным астаткам. Улічваючы, што ступені акіслення гэта лічбавыя паказчыкі, для іх вылічэнні спатрэбяцца некаторыя матэматычныя навыкі. Такі паказчык для вадароду (пратона) у кіслотах заўсёды стабільны, складае +1. Далей можна паказаць ступень акіслення для адмоўнага іёна кіслароду, яна таксама стабільная, -2.

Толькі толькі пасля гэтых дзеянняў, можна вылічаць ступень акіслення ля цэнтральнага кампанента формулы. У якасці канкрэтнага ўзору разгледзім вызначэнне ступені акіслення элементаў у сернай кіслаце H2SO4. Улічваючы, што ў малекуле дадзенага складанага рэчыва змяшчаецца два пратона вадароду, 4 атама кіслароду, атрымліваем выраз такога выгляду + 2 + X-8 = 0. Для таго каб у суме ўтвараўся нуль, у серы будзе ступень акіслення +6

Расстаноўка ступеняў акіслення ў солях

Солі ўяўляюць сабой складаныя злучэнні, якія складаюцца з іёнаў металу і аднаго альбо некалькіх кіслотных рэшткаў. Методыка вызначэння ступеняў акіслення ў кожнага з складовых частак у складанай солі такая ж, як і ў кіслародзмяшчальных кіслотах. Улічваючы, што ступень акіслення элементаў - гэта лічбавы паказчык, важна правільна пазначыць ступень акіслення металу.

Калі метал, які ўтварае соль, размяшчаецца ў галоўнай падгрупе, яго ступень акіслення будзе стабільнай, адпавядае нумару групы, з'яўляецца станоўчай велічынёй. Калі ж у солі ўтрымліваецца метал падобнай падгрупы ПС, які праяўляе розныя валентнасці, вызначыць валентнасць металу можна па кіслотнасці рэшты. Пасля таго як ўсталяваная будзе ступень акіслення металу, ставяць ступень акіслення кіслароду (-2), далей вылічаюць ступень акіслення цэнтральнага элемента, скарыстаўшыся хімічным раўнаннем.

У якасці прыкладу разгледзім вызначэнне ступеняў акіслення ў элементаў у нітратамі натрыю (сярэдняй солі). NaNO3. Соль ўтворана металам галоўнай падгрупы 1 групы, такім чынам, ступень акіслення натрыю будзе +1. У кіслароду ў нітратах ступень акіслення складае -2. Для вызначэння колькаснага значэння ступені акіслення складае раўнанне + 1 + X-6 = 0. Вырашаючы дадзенае раўнанне, атрымліваем, што X павінен быць +5, гэта і ёсць ступень акіслення азоту.

Асноўныя тэрміны ў ОВР

Для акісляльнага, а таксама аднаўленчага працэсу існуюць адмысловыя тэрміны, якія абавязаны вывучыць школьнікі.

Ступень акіслення атама гэта яго непасрэдная здольнасць далучаць да сябе (аддаваць іншым) электроны ад нейкіх іёнаў ці ж атамаў.

Акісляльнікам лічаць нейтральныя атамы або зараджаныя іёны, у ходзе хімічнай рэакцыі далучае сабе электроны.

Адраджэнцам стануць незараджаныя атамы або зараджаныя іёны, што ў працэсе хімічнага ўзаемадзеяння губляюць ўласныя электроны.

Акісленне ўяўляецца як працэдура аддачы электронаў.

Аднаўленне звязана з прыняццем дадатковых электронаў незараджаныя атамам або іёнам.

Акісляльна-аднаўленчых працэсаў характарызуецца рэакцыя, падчас якой абавязкова змяняецца ступень акіслення атама. Гэта вызначэнне дазваляе зразумець, як можна вызначыць, ці з'яўляецца рэакцыя ОВР.

Правілы разбору ОВР

Карыстаючыся дадзеных алгарытмам, можна расставіць каэфіцыенты ў любой хімічнай рэакцыі.

1. Для пачатку трэба расставіць ў кожным хімічным рэчыве ступені акіслення. Улічыце, што ў простым рэчыве ступень акіслення роўная нуля, так як адсутнічае аддача (далучэнне) адмоўных часцінак. Правілы расстаноўкі ступеняў акіслення ў бінарных і трехэлементных рэчываў былі намі разгледжаны вышэй.

2. Затым трэба вызначыць тыя атамы альбо іёны, у якіх у ходзе таго, што адбылося ператварэння, змяніліся ступені акіслення.

3. З левай частцы запісанага ўраўненні вылучаюць атамы альбо зараджаныя іёны, якія памянялі свае ступені акіслення. Гэта неабходна для складання балансу. Над элементамі абавязкова паказваюць іх значэння.

4. Далей запісваюцца тыя атамы альбо іёны, якія ўтварыліся ў ходзе рэакцыі, паказваецца знакам + колькасць прынятых атамам электронаў, - колькасць аддадзеных адмоўных часціц. Калі пасля працэсу ўзаемадзеяння памяншаюцца ступені акіслення. Гэта азначае, што электроны былі прынятыя атамам (іёнам). Пры павышэнні ступені акіслення атам (іён) у ходзе рэакцыі аддаюць электроны.

5. Найменшае агульнае лік дзеляць спачатку на прынятыя, потым на аддадзеныя ў працэсе электроны, атрымліваюць каэфіцыенты. Знойдзеныя лічбы і будуць пазовам стереохимическими каэфіцыентамі.

6. Вызначаюць акісляльнік, аднаўляльнік, працэсы, якія праходзяць у ходзе рэакцыі.

7. Апошнім этапам будзе расстаноўка стереохимических каэфіцыентаў у разгляданай рэакцыі.

   прыклад ОВР

Разгледзім практычнае прымяненне дадзенага алгарытму на канкрэтнай хімічнай рэакцыі.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Разлічваем паказчыкі ва ўсіх простых і складаных рэчываў.

Так як Fe і Cu з'яўляюцца простымі рэчывамі, іх ступень акіслення роўная 0. У CuSO4, то Cu + 2, тады ў кіслароду-2, а ў серы +6. У FeSO4: Fe +2, такім чынам, для О-2, па разліках S +6.

Цяпер шукаем элементы, што змаглі памяняць паказчыкі, у нашай сітуацыі імі апынуцца Fe і Cu.

Бо пасля рэакцыі значэнне ў атама жалеза стала +2, у рэакцыі было аддадзена 2 электрона. Медзь памяняла свае паказчыкі з +2 да 0, такім чынам, медзь прыняла 2 электрона. Зараз вызначаем колькасць прынятых і аддадзеных электронаў атамам жалеза і катыёнаў двухвалентным медзі. У ходзе ператварэння ўзята два электрона катыёнаў двухвалентным медзі, столькі ж электронаў аддадзена атамам жалеза.

У дадзеным працэсе няма сэнсу вызначаць мінімальная агульнае кратнае, паколькі прынята і аддадзена ў ходзе ператварэння роўнае колькасць электронаў. Стереохимические каэфіцыенты будуць таксама адпавядаць адзінцы. У рэакцыі ўласцівасці аднаўляльніка будзе праяўляць жалеза, пры гэтым яно акісляецца. Катыён двухвалентным медзі аднаўляецца да чыстай медзі, у рэакцыі ў яе вышэйшая ступень акіслення.

прымяненне працэсаў

Формулы ступені акіслення павінны быць вядомыя кожнаму школьніку 8-9 класа, так як дадзены пытанне ўключана ў заданні ОГЭ. Любыя працэсы, якія працякаюць з акісляльнымі, аднаўленчымі прыкметамі, гуляюць важнае значэнне ў нашым жыцці. Без іх немагчымыя абменныя працэсы ў арганізме чалавека.