Эксперт
Сергей
Сергей
Задать вопрос
Мы готовы помочь Вам.

Валентность – это число связей, которые данный атом может образовать с другими атомами. Валентность не имеет знака.

Например, валентность азота в молекуле N2 или в молекуле аммиака NH3 равна 3, так как в образовании связи участвуют 3 валентных (неспаренных) электрона.

При определении валентности следует учитывать возможность распаривания электронов в случае наличия на внешнем уровне свободных орбиталей. Таким образом в основном и возбужденном состоянии атом одного и того же элемента может иметь различную валентность.

Например, электронное строение атома хлора, как известно

1s2 2s2 2p 6 3s23p 5

Таким образом, атом хлора имея один неспаренный (валентный) электрон, и следовательно, должен быть одновалентным.

Наличие у хлора свободных d- орбитами позволяет атому в возбужденном состоянии распаривать как р- , так и s- электроны. При этом атом хлора последовательно становится трех- , пяти- и семивалентным.

Таким образом, максимальная валентность атома хлора равна количеству неспаренных электронов на внешнем уровне в возбужденном состоянии, т.е. семи:

 

3s

 

 

 

 

 

 

3d

 

 

 

 

 

 

Степень окисления – условный заряд атома в химическом соединении, вычисленный исходя из предположения, что все атомы в молекуле являются ионами, а сама молекула электронейтральна.

В отличии от валентности степень окисления может быть (+), (–)

и равной нулю Са+2, Cl,                                                         0

При определении степени окисления нужно помнить следующее:

атомы более электроотрицательных элементов имеют отрицательную степень окисления, а менее отрицательных положительную

степень окисления атомов в молекулах простых веществ (Н2, С, О2, N2, Cl2) равна нулю

металлы во всех соединениях имеют только положительные степени окисления

высшая степень окисления элемента, как правило, равна номеру группы, в которой находится элемент

сумма степеней окисления элементов в ионе равна заряду иона.

Пример 1

Определите валентность N в NH3 , Н в Н2О , F в HF?

Решение:

Строение высшего электронного слоя у водорода – 1s, у азота

2s22p3, у фтора – 2s22p5

У водорода на внешнем слое 1 электрон, значит, валентность его в Н2О равна 1

У азота на внешнем слое 3 неспаренных электрона, значит, валентность азота в NH3 равна 3

У фтора на внешнем слое 1 неспаренный электрон, значит, валентность фтора в HF равна 1.

Пример 2

Определите степени окисления атомов в следующих соединениях: а) H2SO4 б)        Al2O3 в)        K3PO4

Решение:

а) В H2SO4 определим степень окисления серы. Так водород имеет степень окисления ( +1), кислород (–2), а сумма степеней окисления равна 0, то решая простейшее уравнение

(+1) + х + (–2) = 0 х = +6

х – степень окисления серы в H2SO4.

б)          В Al2O3 определим степень окисления Al, она равна (+3). в)          В K3PO4 определим степень окисления фосфора

(+1) + х + (–2) = 0 х = +5

т.е. степень окисления фосфора +5.

(+1) – степень окисления калия т.к. он находится в 1 группе, (–2) – степень окисления кислорода.

Химическая реакция – это взаимодействие молекул, атомов и ионов, которое приводит к изменению их физико-химических свойств без изменения природы химических элементов.

В ходе химической реакции исходные реагенты превращаются в продукты реакции. Химические реакции делятся на:

1 необратимые, когда исходное вещество полностью превращается в продукты

2H2 + O2 2H2O (гремучая смесь);

2 обратимые, в ходе которых устанавливаются химическое равновесие между исходными веществами и продуктами:

N2 + 3H3 2NH3 синтез аммиака;

3 экзотермические, идущие с выделением тепла

CaO + H2O Ca(OH)2 гашение извести;

4 эндотермические, в ходе которых происходит поглощение энергии

 

CaCO3

CaО + CO2

термическое разложениереакция

CaCO3 ;

5 гомогенные, когда все участники реакции находятся в одной фазе (например, газы)    2CO + О2 2CO2 ;

6 гетерогенные, когда участники реакции находятся в разных фазах

С (тв) + О2 (г) = СО2 (г) горение графита;

7 обмена, когда реагенты обмениваются своими составными частями

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3 ;

8 нейтрализации, взаимодействие гидроксидов и кислот с образованием соли и воды

NaOH + HCl NaCl + H2O .

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, идущие с изменением степени окисления атомов химических элементов.

Окислитель – это вещество, в которое входит элемент, принимающий электроны, при этом степень окисления этого элемента понижается. В результате реакции окислитель восстанавливается. Типичным окислителем является кислород

Восстановитель – вещество, содержащее элемент, который отдает электроны, при этом степень окисления этого элемента повышается. В результате реакции восстановитель окисляется.

O2 2H2O 4e 4OH.

– окислитель, восстанавливается до О2.

Al0 O0 Al3O2

Al0 – восстановитель, отдает 3e и окисляется до ( +3)

Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций используют 2 метода: метод электронного баланса и метод полуреакций.

Мы рассмотрим метод электронного баланса. В обоих методах следует соблюдать баланс по электронам и баланс по массе.

Баланс по электронам означает равенство электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем.

Баланс по массе означает, что количество атомов любого химического элемента, участвующего в реакции, слева и справа в уравнении реакции должно быть одинаковым.

В методе электронного баланса, сравнивают степени окисления элементов слева и справа в уравнении реакции, определяют окислитель и восстановитель. Затем записывают реакции окисления и восстановления, после чего уравнивают количества отданных и принятых электронов.

Пример 5

 

а)

P0

+       O0

2

P5O2

2              5

 

восст.

окислит.

 

 

 

б)

P0

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

5e

P5

       реакция окисления

 

O2

+

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

4e

2O2

      реакция восстановления

 

в)         P0

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

5e

P5

х 4

O2

+

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

4e

2O2

х 5

4P

+

5O2

2P2O5

     уравнение составлено.

 

а)

K Mn 7O4 HCl1

K Cl Mn2Cl2 Cl0 H2O

2

 

окислит.

восст.

 

 

 

б)

Mn+7

+

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

5e

Mn+2

         реакция восстановления

 

2 Cl1

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

2e

Cl0

2

     реакция окисления

 

в)

Уравняем число отданных и принятых электронов

 

Mn+7

+

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

5e

Mn+2

х 2

 

2 Cl1

 

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\~tmw3\ec02ce.tmp\img00001

2e

Cl0

2

х 5

 

2Mn+7

+

10Cl

2Mn+2+5Cl2.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 ЗАДАНИЕ № 3

Валентность и степень окисления химических элементов.

Типы химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции.

Метод электронного баланса

Задание 1

Определить, какие из веществ (ионов), перечисленных ниже, могут быть только окислителями или только восстановителями, или как окислителями так и восстановителями.

 

ВАРИАНТА

Вещества

1

К, KMnO4, MnO2, KI, V2O5

2

PbO2, NH3, HNO2, Na2S, Na

3

Na2SO3, HNO3, K2Cr2O7, PH3

4

Rb, H2, H2O2, Cl2, Кr

5

N2, F2, Cr, Fe, KIO3

6

Ag, Sr, Ti2+, KMnO4, Ni

7

I2, K2Cr2O7, Sn2+, Cu+, Mn

8

Rb2+, O2, H2SO4 , H2ReO4, Ar

9

Cu, Mg, Al, Al3+, Pt, He

10

Na, Ca, Y, Pb, S2–, AsO3

4

Задание 2

Определить степени окисление элементов в соединениях

 

ВАРИАНТА

Соединение

Элемент

1

NO, NH4OH, NO2

N

2

Н2СО3, СН2Сl2, СО

C

3

H2SO4, K2SO3, Na2S

S

4

SO2, Mg(HS)2, SO3

S

5

KAl(SO4)2

S

6

NaNO2, NaNO3

N

7

NaNO3, NH3

N

8

Ca3N2, NO2

N

9

CHCl3, Na2CO3

C

10

Ca(H2PO4)2, P2O5

P

 

P2O5, NaH2PO4

P

Задание 3

Составить уравнения следующих окислительно-восстановительных реакций, указать окислитель и восстановитель

 

ВАРИАНТА

Реакция А

1

MnO2+KClO3+KOH K2MnO4+KCl+H2O

2

HgS+HNO3+HCl HgCl2+S+NO+H2O

3

SO2+Br2+H2O H2SO4+HBr

4

Mn(OH)2+Cl2+KOH MnO2+KCl+H2O

5

K[Cr(OH)4]+Br2+KOH K2CrO4+KBr+H2O

 

 

 

 

6

Cl2+S+H2O H2SO4+HCl

7

NH3+O2 NO+H2O

8

MnO2+O2+KOH K2MnO4+H2O

9

K2MnO4+Cl2 KMnO4+KCl

10

PbS+O2 PbO+SO2

Была ли полезна данная статья?
Да
66.13%
Нет
33.87%
Проголосовало: 186

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram