|
Валентность и степень окисления элементов
Тема: Валентность и степень окисления элементов
Что нужно знать:
Валентность – число химических связей, которыми данный атом соединен с другими. Валентность в простейших случаях определяется числом неспаренных электронов в атоме, идущих на образование общих электронных пар.
Так, у атома водорода 1 неспаренный электрон, поэтому во всех соединениях водород проявляет валентность, равную единице.
В атоме кислорода на внешнем слое 2 неспаренных электрона, он в большинстве соединений проявляет валентность, равную двум.
Следует подчеркнуть, что валентность не учитывает полярности связей, поэтому не может иметь знака, т.е. не может быть ни отрицательной, ни нулевой.
Степень окисления - это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что оно состоит только из ионов. Другими словами, степень окисления показывает число смещенных электронов от одного атома к другому.
Степень окисления может иметь отрицательное, положительное и нулевое значение, которое выражается цифрами со знаком + или - , стоящими над символом элемента. Например, Н2+О-2.
Отрицательное значение степени окисления имеют атомы, в сторону которых смещены электроны от других атомов. Положительные степени окисления имеют атомы, отдающие свои электроны другим атомам, т.е. связующая электронная пара оттянута от них. К таковым относятся металлы в соединениях.
В простых веществах и в атомном состоянии степень окисления равна нулю. Например, Н20, О20, Fe0, S0.
В соединениях постоянную степень окисления проявляют следующие элементы:
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+;
Mg+2, Ca+2, Ba+2, Sr+2, Ra+2, Zn+2, Al+3;
F-, O-2 (искл.O+F2-);
в большинстве соединений атомы водорода имеют степень окисления +1, только в гидридах металлов, например NaH, CaH2, она равна -1.
Пользуясь этими сведениями, можно вычислять степень окисления атомов в сложных соединениях, учитывая, что алгебраическая сумма степеней окисления атомов в соединении всегда равна нулю, а в сложном ионе – заряду иона.
П римечание: в большинстве случаев в сложных веществах валентность и степень окисления численно совпадают (но валентность не имеет знака!). В простых веществах степень окисления равна 0 (не происходит смещения электронов от одного атома к другому), а валентность отлична от нуля и равна числу связей.
Например, в молекуле воды степени окисления равны: Н2+1О-2,
валентность водорода равна I, а кислорода равна II. Число связей отражает структурная формула: Н – О – Н.
В молекуле серной кислоты степени окисления элементов равны: H2+S+6O4-2,
валентность водорода I, валентность серы VI, валентность кислорода II:
H – O O
S
H – O O
В молекуле водорода Н20 степень окисления равна 0, а валентность равна I:
Н – Н .
У элементов различают высшую и низшую степени окисления. Высшая степень окисления, как правило, равна номеру группы (искл. F, O, N). Низшая степень окисления неметаллов равна разности между 8 и номером группы (равна числу недостающих до октета электронов).
Так, элемент сера находится в VI группе, имеет на внешенм слое 6 е,
высшая степень окисления равна +6 (при отдаче всех валентных е),
низшая степень окисления равна -2 (при завершении внешнего слоя до 8е).
Атомы металлов не проявляют отрицательных степеней окисления, т.к. никогда не притягивают электроны от других атомов, для них низшая степень окисления равна 0.
Пример задания:
Атомы азота и углерода имеют одинаковую степень окисления в соединениях
1) NH3 и CO 2) NO2 и CCl4 3) N2O3 и CO2 4) Na3N и СН4
Решение: Рассчитываем степени окисления атомов во всех приведенных соединениях – сначала проставляем постоянные степени окисления (О-2, Н+, Na+, затем рассчитываем неизвестные степени окисления, учитывая, что алгебраическая сумма степеней окисления в соединении равна нулю) :
1) N-3H3+ и С+2О-2 2) N+4O2-2 и C+4Cl4- 3) N2+3O3-2 и C+4O2-2 4) Na3+N-3 и С-4Н4+.
Верный ответ – 2.
Ещё пример задания:
Валентность брома в соединениях Вг207 и MgBr2 соответственно равна
IV и II 2) I и II 3) VII и I 4) VII и VII
Решение: Рассчитаем степени окисления брома в данных соединениях, зная что О-2, Mg+2:
Вг2+7О7-2и Mg+2Br2- . Т.к. валентность численно совпадает со степенью окисления, валентность брома в первом соединении равна VII, а во втором I.
Верный ответ – 3.
Ниже приведены задания для тренировки.
Ответы к заданиям:
задание
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
ответ
|
2
|
3
|
2
|
1
|
1
|
4
|
1
|
1
|
2
|
1
|
4
|
3
|
2
|
Валентность и степень окисления
Задания для тренировки:
1) Степени окисления атомов марганца в соединениях MnO, MnO2, Mn2O7 последовательно записаны в ряду:
1) +7, +2, +4 3) +4, +2, +7
2) +2, +4, +7 4) +2, +7, +4
2) Степень окисления +4 атом углерода имеет в каждом из соединений
ряда:
CH4, Al4C3, CS2 3 )CCl4, Na2CO3, CO2
Na2CO3, CO, CCl4 4 )CO, CaCO3, C2H6
3) Степени окисления азота в соединениях (NH4)2SO4, KNO3, NO последовательно записаны в ряду:
1) +2, -3, +5 3) +5, -3, +2
2) -3, +5, +2 4) -3, +2, +5
4) Степень окисления атома азота одинакова в обоих соединениях:
NH4Cl и NH3 3) N2 и KNO2
2) (NH4)2SO4 и NO2 4) NaNO3 и NaNO2
5) Степень окисления +4 атом серы имеет в каждом из соединений ряда:
1) Na2SO3, SO2, H2SO3 3) H2SO4, MgSO4, SO2
SO, H2S, CaSO3 4) SCl2, H2SO4, SO2
6) В каком соединении сера проявляет валентность, равную IV?
1) H2S 2)SО3 3) Na 2 S 4) SО2
7) Неметалл R, степень окисления которого равна +6, образует оксид состава:
1) RО3 2) R2О6 3) R2О3 4) RО6
8) Одинаковую степень окисления сера имеет в каждом из двух соединений
H2S и (NH4)2S
SО2 и SО3
H2SО3 и SО3
H2S и H2SО4
9) В каких соединениях атомы азота и фосфора имеют одинаковое значение степени окисления?
1) NH3 и PCl5
2) NH3 и Ca3P2
3) NO2 и P2O5
4) NO2 и P2O3
10) Наименьшее значение степени окисления фосфор имеет в соединении
1) РН3 2) Na3PO4 3) P2O3 4) H3PO3
11) В каких соединениях степени окисления атомов азота и фосфора равны
соответственно +5 и -3?
1) N2O u P2O5 3) NO2 u Ca3P2
2) NO u P2O3 4) N2O5 u H3P
12) Сера проявляет высшую степень окисления в соединении
1) H2S 2) SO2 3) H2SO4 4) FeS
13) Валентность хлора в соединениях Cl2, HCl, Cl2O7 равна соответственно:
1) 0, I, II 2) I, I, VII 3) II, I, II 4) II, 0, VII |
|
|
Скачать 56.67 Kb.