Конспект урока по теме: "Степень окисления"

Тема урока:	Степень окисления. Определение степени окисления по химической формуле вещества
Цель урока:	Дать понятие "степень окисления", научить различать понятия "степень окисления" и "валентность"; научить определять степень окисления атома элемента по формуле соединения, а также по строению атомов, которые образуют эти соединения.
Оборудование:	Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, таблица "Электроотрицательность", презентация "Степень окисления"
Раздаточный материал:	Карточка-инструкция "Степень окисления".
Тип урока:	Усвоение новых знаний, умений и навыков.
Формы работы:	Самостоятельная работа, блиц-опрос, лекция, индивидуальная работа с карточками.

Структура урока

I	Организационный этап	1-2 мин
II	Актуализация опорных знаний	3-5 мин
III	Изучение нового материала 1. Заряды атомов в соединениях с ионной связью. 2. Понятие о степени окисления. Расчет степени окисления в бинарном соединении с ковалентной связью. 3. Различие понятий валентность и степень окисления	15-20 мин
IV	Обобщение и систематизация знаний	10-15 мин
V	Домашнее задание	1 мин
VI	Подведение итогов урока	1-2 мин

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний

Блиц-опрос

1.     Какие типы связей вы знаете?

2.     Охарактеризуйте ковалентную полярную связь.

3.     Охарактеризуйте ковалентную неполярную связь.

4.     Охарактеризуйте ионную связь.

5.     Почему атомы в соединениях с ионной связью имеют целочисленные заряды?

6.     Что такое электроотрицательность?

7.     Как изменяется электроотрицательность элементов в периодах и группах периодической системы?

8.     Что такое валентность?

9.     Чему равняется валентность кислорода, водорода, магния, серы?

10. Как определять валентность с помощью Периодической системы химических элементов?

Два учащихся у доски определяют вид химической связи:

1 учащийся	2 учащийся
Cl2, Cu, KBr, H2S	Mg, HCl, NaCl, O2

Сообщение темы, целей, задач урока
и мотивация учебной деятельности

Целью урока является раскрыть суть понятия "степень окисления", научиться различать понятия "степень окисления" и "валентность"; научиться определять степень окисления по формулам соединений.

III. Изучение нового материала

1. Валентность.

Атомы химических элементов могут проявлять различную валентность, т.к. могут присоединять различное число атомов других элементов. Валентность характеризует способность атомов соединяться с другими атомами.

Валентностью называется число одинарных связей, которые атом образует с другими атомами в молекуле. Под числом химических связей понимают число общих электронных пар. Общие электронные пары образуются только в случае ковалентной связи, поэтому валентность атомов можно определить только в ковалентных соединениях. (слайды)

Вопрос. Как по ПСХЭ можно определить валентность элементов в периодах и группах?

Высшая валентность химического элемента обычно равняется номеру группы, в которой он находится.

В большинстве случаев валентность равняется числу неспаренных электронов в атоме. Неметаллические элементы могут проявлять разные валентности.

Атом хлора в обычном состоянии проявляет валентность равную І (содержит один неспаренный электрон).

Задание. У доски записать схему строения атома хлора в невозбужденном состоянии.

При переходе атома в возбужденное состояние происходит распаривание ближайших электронов и переход на свободную d-орбиталь. Поэтому хлор может проявлять валентность III, V, VII.

Задание. У доски показать все возможные валентности атома хлора ( в возбужденном состоянии).

Для экономии времени на доске указаны орбитали. Необходимо только проставить число электронов.

А теперь как закрепление материала смотрим слайд

2. Степень окисления.

Рассмотрим соединения HCl, HBr, NaBr.

1.     К какому элементу сдвинута общая электронная пара в каждом случае?

2.     В каком случае существует полный переход электронов от одного атома к другому? Какому типу химической связи это соответствует?

Запишите структурные формулы и укажите сдвиг электронной плотности

                     

Рассказ учителя. В ионных кристаллах нет общих электронных пар, поэтому для веществ с ионной связью понятие валентности не существует.

Для всех классов соединений, независимо от вида химической связи, применяют понятие "степень окисления".

Степень окисления – это условный заряд, который приписывают химическим элементам, составляющим вещество, исходя из предположения об ионном характере химической связи.

Степень окисления указывает на количество частично или полностью смещенных электронов от одного атома к другому в соединении.

Более электроотрицательный элемент присоединяет электроны и приобретает отрицательный заряд. Отрицательная степень окисления равна числу электронов, которые приняты данным атомом (проявляется только у неметаллов). Атомы неметаллов присоединяют то количество электронов, которое не достает до завершения уровня и равно номеру группы минус 8.

Положительная степень окисления равна числу электронов, которые отданы данным атомом. Атом может отдать все валентные электроны, соответствующие номеру группы, в которой находится элемент, при этом проявляя высшую степень окисления (исключение OF₂). (слайды)

Определение степени окисления элементов
по химическим формулам веществ

Значение степени окисления определяется числом электронов, смещенных от атома данного элемента (положительная степень) к атому другого элемента (отрицательная степень).

Пользуясь карточкой-инструкцией и положением элемента в периодической системе определите степень окисления элементов в соединениях.

Первичное применение приобретенных знаний (работа в парах)

Задание. Определите степень окисления элементов в соединениях состава: H₂, HCl, H₂O, CH₄, P₂O₅, NH₃.

Учащиеся по очереди проставляют степень окисления.

КАРТОЧКА-ИНСТРУКЦИЯ

1.     Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в веществе равна нулю.                   +3 · 2 + (-2) · 3 = 0

2.     Степень окисления элементов в простых веществах равна нулю. , , , .

3.     Металлические элементы имеют в соединениях положительную степень окисления.

4.     Максимальная (положительная) степень окисления элемента совпадает с номером группы, в которой он находится (для элементов главной подгруппы).

5.     Минимальная (отрицательная) степень окисления неметаллического элемента равняется номеру группы минус 8.

6.     Степень окисления фтора (F) всегда равна -1.

7.     Степень окисления водорода в соединениях с неметаллическими элементами равна +1 (за исключением гидредов металлов NaH, CaH₂, в которых равна -1).

8.     Степень окисления кислорода в соединениях составляет -2 (за исключением OF₂, в которых равна +2, и пероксидов Na₂O₂, H₂O₂, где степень окисления равна -1).

Творческое перенесение знаний и умений в нестандартных условиях с целью формирования умений.

Проблема. Как определить степень окисления элементов в соединениях, состоящих из трех элементов?

Пользуемся 1 пунктом карточки-инструкции.

Запомните:

-         наиболее электроотрицательный элемент находится в формуле на последнем месте, он обуславливает общую сумму отрицательных зарядов;

-         два оставшиеся элемента обуславливают такое же число положительных зарядов.

Задание. Определить степень окисления хрома в дихромате калия K₂Cr₂O₇. Составляем следующее уравнение:

(+1) · 2 + х · 2 + (-2) · 7 = 0

2 + 2х -14 = 0

2х = 12

х = 6

Следовательно степень окисления хрома в этом соединении +6 .

(слайды)

Различие понятий валентность и степень окисления

Проблемный вопрос

-         Можно ли отождествлять понятие валентности и степени окисления?

Исходя из того, что в простых веществах – неметаллах между атомами имеется ковалентная неполярная связь, общая электронная пара одинаково принадлежит обоим атомам и не смещается в сторону какого-либо из них. Однако в простых веществах валентность атомов элементов не равна нулю, т.к. атомы образуют свойственное им количество химических связей.

Валентность в N₂ равна III  N ≡ N, а в О₂ равна II  О = О, а степень окисления в них равна 0. В пероксиде водорода валентность атома кислорода равна II, однако одна связь является ковалентной неполярной, за счет чего степень окисления кислорода в этом соединении равна -1.

H₂O₂                              O – O

                                        /        \

                                      H         H

Валентность кислорода = II, степень окисления кислорода = -1

Металлические элементы вообще редко образуют ковалентные связи, поэтому под валентностью металлических элементов понимают их степень окисления. (слайд)

Особенности понятий
"валентность" и "степень окисления"

валентность	степень окисления
число связей	условный заряд
Примеры, которые убеждают в различие понятий "валентность" и "степень окисления"
→	←
Степень окисления атома углерода = +4	Степень окисления атома углерода = -4
Валентность атома углерода= IV (4 связи)	Валентность атома углерода = IV (4 связи)

Вывод: в приведенных примерах углерод имеет валентность IV, а степень его окисления разная (стрелками показано смещение электронной плотности в сторону более электроотрицательного элемента). Таким образом, при одинаковых значениях валентности элемент может иметь разные степени окисления, как по знаку, так и по величине.

(слайд)

Закрепление

Задание 1. Определить степень окисления элементов в соединениях (учащиеся у доски по очереди выполняют задание).

Na₂O, Mn₂O₇, P₂O₃, S₈, Na₂CO₃, HClO₄

Задание 2. Самостоятельная работа по вариантам.

I вариант             N₂O, N₂O₃, N₂, NO₂, HNO₃

II вариант            Fe, FeCl₂, FeO, Fe₂O₃, H₂SO₄

III вариант          Cl₂O, Cl₂, Cl₂O₃, H₂O, HClO₃

IV вариант          CuCl₂, Cu₂O, Cu, CuO, H₃PO₄

Учащиеся проводят самопроверку по ответам-образцам

Рефлексия:

1.     На все ли вопросы получены ответы?

2.     Какие вопросы еще следует рассмотреть?

3.     Что следует сделать для более полного усвоения материала?

V. Домашнее задание

1.     Изучить §37

2.     Выполнить упражнение №312

VI. Подведение итогов урока