Как составить формулы химических элементов. Составление и решение химических уравнений

В уроке рассматривается алгоритм составления химических формул веществ по известным валентностям химических элементов. Учитель объяснит два разных способа вывода химической формулы вещества.

2. определим число общих единиц валентности, оно равно наименьшему общему кратному валентностей элементов: НОК (2,4)= 4;

3. определим число атомов каждого химического элемента в молекуле, разделив число общих единиц валентности на валентность элемента;

4. запишем формулу вещества: SO 2 .

Пример 2 . Составим формулу вещества, образованного атомами фосфора (с валентностью V) и атомами кислорода.

1. Запишем знаки элементов и над ними укажем их валентности: .

2. Найдем число общих единиц валентности: НОК(2,5)=10

3. Найдем число атомов фосфора в молекуле: 10:5=2.

4. Найдем число атомов кислорода в молекуле: 10:2=5.

5. Запишем формулу вещества: .

Рис. 2. Составление химической формулы оксида фосфора

1. Емельянова Е.О., Иодко А.Г. Организация познавательной деятельности учащихся на уроках химии в 8-9 классах. Опорные конспекты с практическими заданиями, тестами: Часть I. - М.: Школьная Пресса, 2002. (с.33)

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 36-38)

3. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005.(§16)

4. Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§§11,12)

5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().

Домашнее задание

1. с.84 №№ 3,4 из учебника «Химия: 8-й класс» (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).

2. с. 38 № 9 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

Формулы химических соединений составляются на основе понятия «степень окисления». Степень окисления (с.о .) – это условный заряд, атома, если бы он отдал или присоеденил соответствующее число электронов.

Металлы в соединениях имеют только положительную степень окисления, т.к. металлы отдают электроны. Неметаллы имеют как положительную, так и отрицательную степень окисления (неметаллы могут как присоеденять, так и отдавать электроны). Значение максимальной степени окисления определяется, как правило, по номеру группы, в которой находится элемент.

Для неметаллов характерны несколько степеней окисления, они определяются также по номеру группы, если номер группы четный, то все степени окисления выражаются четными числами, если номер группы нечетный, то – нечетными числми:

S - неметалл, VI группа, с.о. = +6, +4, +2, 0, -2.

Cl - неметалл, VII группа, с.о. = +7, +5, +3, +1, 0, -1.

Простые вещества определяются нулевой степенью окисления. Отрицательная степень окисления также определяется исходя из номера группы. Она равна количеству электронов, которых не хватает до получения устойчивой электронной конфигурации - 8 электронов.

Для элементов побочных подгрупп высшая степень окисления определяется, как правило, номером группы, низшая для большинства элементов равна +2. Данные зависимости степеней окисления от структуры ПСЭ определяются электронным строением атомов (см. главу 2).

Свойства классов неорганических соединений

Рис. 3. Генетическая связь между классами

Данная схема (рис. 3) отражает свойства классов неорганических соединений – оксидов (основных, кислотных), кислот, оснований: во взаимодействие вступают противоположные по своей природе соединения. Продуктом взаимодействия является соль.

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.

Основные оксиды образуются от типичных металлов. К типичным (активным) металлам относят щелочные (Li – Fr) и щелочноземельные металлы (Ca – Ra).

Рис. 4.Основные оксиды

Оксиды переходных металлов

Менее активные металлы – переходные металлы (элементы побочных подгрупп) тоже могут образовывать основные, а также кислотные и амфотерные оксиды в зависимости от степени окисления элемента.

Рис. 6. Кислотные оксиды

Основания - сложные соединения, состоящие из ионов металла и ионов гидроксила.

Таблица 1

Основания

Получение сильных оснований

1. Оксид с водой - CaO + H 2 O® Ca(OH) 2

2. Металл с водой - 2Na + H 2 O® 2NaOH + H 2

3. Электролиз растворов соли - NaCl, KCl (см. главу 12)

§ 1 Валентность химических элементов

В свое время, состав всех веществ был установлен на основании данных эксперимента. Однако можно составлять химические формулы, не прибегая к предварительному выполнению сложных опытов, требующих длительной, кропотливой работы.

Если сравнить между собой формулы таких веществ, как вода H2O, оксид кальция СаО, оксид алюминия Al2O3, оксид углерода СО2, оксид фосфора Р2О5, оксид серы SО3 и оксид хлора Cl2О7, то можно заметить, что кислород во всех этих соединениях присоединяет к себе неодинаковое число атомов других химических элементов.

Для определения состава бинарных или двухэлементных, то есть состоящих из атомов двух химических элементов соединений, и составления их формул, достаточно знать валентность химических элементов.

Валентность (от латинского слова Valentia - «сила») - свойство атома химического элемента присоединять или замещать определённое число атомов другого химического элемента

Поскольку атомы в молекуле соединены между собой химическими связями, валентность определяется числом простых (одинарных) химических связей, которые данный атом образует с другими атомами.

§ 2 Определение валентности по формулам соединений

Как это можно представить себе, если не прибегать к теории строения атома? Каждый атом имеет определенное число потенциальных химических связей - валентных возможностей.

Например, водород - одну, кислород и кальций - по две, алюминий - три, углерод - четыре, фосфор - пять, сера - шесть, хлор - семь. Соединяться друг с другом эти атомы могут, только используя эти самые валентные возможности.

Поэтому атомы химических элементов и образуют соединения, подчиняясь закону постоянства состава.

Закон постоянства состава утверждает, что вещества, независимо от нахождения в природе или способа получения их в лаборатории, всегда имеют один и тот же состав.

Способность элементов проявлять то или иное значение валентности определяется строением их атомов. Поскольку строение атомов обычно изучается позднее, научимся определять валентность, исходя из положения элементов в периодической системе.

Для этого следует учитывать, что каждая группа (вертикальный столбец) элементов состоит из двух подгрупп: главной А и побочной В.

Элементы-металлы, располагающиеся в главных подгруппах I и II групп, проявляют постоянную валентность, равную номеру группы. Это же относится и к алюминию (III группа). А вот металлические элементы IV группы (главная подгруппа) олово и свинец служат исключением и проявляют переменную валентность, численно равную 2 и 4. Длямногих металлов побочных подгрупп также характерно наличие переменной валентности, однако высшее значение валентности обычно равно номеру группы!

Большая часть неметаллов, располагающихся в главных подгруппах групп с четвёртой по седьмую, проявляет переменную валентность. В ряду возможных значений валентностей неметаллов следует выделять высшую и низшую. Высшая валентность равна номеру группы, низшая - разности, полученной вычитанием числа, равного номеру группы, из числа 8. Например: высшая валентность элемента фосфора, стоящего в V группе, равна 5,

низшая: 8-5=3. Следовательно, валентность фосфора переменная - 3 и 5. Следует помнить, что высшая валентность неметаллов проявляется только в соединениях с кислородом, а низшая - в соединениях с металлами и водородом. Валентность водорода всегда во всех соединениях равна 1, валентность кислорода всегда 2.

§ 3 Составление химических формул по валентности

Для составления формул сложных веществ, состоящих из атомов двух неметаллов, следует учитывать, что высшую валентность проявит тот элемент, который стоит в периодической системе левее или ниже, а низшую - соответственно тот, который стоит правее или выше.

Составляем формулы и названия веществ по валентности, используя следующий алгоритм:

1. записываем знаки элементов (по наличию) в порядке: металл, водород, неметалл, кислород;

2. расставляем значения валентностей элементов по периодической системе химических элементов;

3. находим наименьшее общее кратное значений валентностей (наименьшее число, которое делится на оба значения валентностей), делим его на валентность каждого элемента, получаем и записываем индекс;

4. называем вещество. К латинскому корню второго элемента прибавляем суффикс ид, указываем русское название первого элемента и его валентность, если она не постоянная.

Составим формулу и название для вещества, состоящего из атомов фосфора и кислорода:

1. записываем знаки Р и О;

2. валентность фосфора высшая, равна 5, валентность кислорода, как и во всех соединениях равна 2;

3. наименьшее общее кратное 10

10/5=2, пишем индекс у знака Р

10/2=5, пишем индекс у знака О

получилось Р2О5;

4. назовем вещество: корень латинского названия кислорода «оксигениум» окс, к нему прибавляем суффикс ид, получаем оксид. Русское название первого элемента - фосфор, валентность его переменная, равная 5. Получилось название «оксид фосфора 5».

§ 4 Определение названия вещества по химической формуле

Таким образом, при составлении названия вещества, имеющего определенную химическую формулу, необходимо указывать валентность, а чтобы ее указать, необходимо определить. По периодической системе это получается не всегда. Определить валентность и составить название веществаможно, используя алгоритм:

1. указать валентность известного элемента;

2. умножить указанную валентность на соответствующий индекс;

3. полученный результат делим на индекс элемента с неизвестной валентностью;

4. называем вещество. К латинскому корню второго элемента прибавляем суффикс ид, указываем русское название первого элемента и его валентность.

Определим валентность и составим название вещества, имеющего формулу CrO3:

1. валентность кислорода постоянна и равна 2;

3. 6/1=6. Валентность хрома равна 6;

4. название вещества - оксид хрома 6.

Теперь научимся составлять формулу по названию вещества

1. записываем знаки химических элементов в нужном порядке;

2. указываем валентности, обращая внимание на название. Если валентность первого элемента переменная, она будет указана. Валентность второго элемента - низшая;

3. находим наименьшее общее кратное значений валентностей (наименьшее число, которое делится на оба значения валентностей), делим его на валентность каждого элемента, получаем и записываем индекс.

Определим формулу оксида серы:

1. записываем знаки S и О.

2. валентность серы равна 4, валентность кислорода, как и во всех соединениях - два.

3. наименьшее общее кратное 4

4/2=2, пишем индекс у знака О

4/4=1, пишем индекс у знака S;

4. получилось SО2.

Список использованной литературы:

1. Н.Е. Кузнецова. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М. Вентана-Граф, 2012.

Использованные изображения:

План – конспект урока:

«Использование электронных образовательных ресурсов в работе педагога».

Место работы: МКОУ «Хаилинская средняя школа».

Должность: учитель химии и биологии.

Предмет: химия.

Базовый учебник: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман

Цель урока: научить учащихся составлять формулы химических соединений по валентности и степени окисления.

Задачи:

обучающие: научить составлять формулы бинарных соединений.

развивающие: вырабатывать умение логически рассуждать, грамотно излагать свои мысли, глубже осмыслить и понять ег.

воспитательные: развивать самостоятельность, сообразительность.

Тема урока: Составление химических формул.

Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Техническое оборудование: компьютер, мультимедийный проектор

Структура и ход урока:

Этапы урока:

Организация начала урока.

Мотивация учебной деятельности.

Важность понимания изучения данной темы, заключается в ее биологическом смысле.

Вся Вселенная, в том числе и планета Земля и все царства (бактерии, грибы, простейшие, растения и животные) состоят из одних и тех же химических атомов, элементов. Атомы одинаковые и разные, соединяясь, образуют вещества неорганические и органические. Из веществ состоят все тела и предметы. Выразим через формулы – состав веществ.

Подготовка учащихся к усвоению, актуализация опорных знаний.

Учащиеся уже изучили и познакомились с такими понятиями как:

Закон постоянства состава вещества. (1799 – 1806 гг. – Ж. Пруст)

Каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный состав.

Н а основе закона постоянства состава веществ можно вывести химические формулы.

2. Химическая формула – это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.

Индекс в химических формулах обозначает число атомов.

Al 2 индекс O 3 индекс Fe Cl 3 – индекс

Валентность – это свойство атома химического элемента присоединять или замещать определенное число атомов другого химического элемента.

Валентность водорода принята за единицу.

Валентность кислорода равна двум.

Численное значение валентности принято обозначать римскими цифрами, которые ставятся над знаками химических элементов.

Свойство атомов данного элемента оттягивать на себя электроны от атомов других элементов в соединениях называют электротрицательностью.

Степень окисления – условный заряд элемента.

Величину степени окисления определяет число электронов, смещенных от атомов менее электроотрицательного элемента к атому более электроотрицательного элемента.

Изучение нового материала.

Химические формулы это аналоги слов, как слова записываются с помощью букв, так и формулы записываются с помощью химических символов, знаков. Химические формулы отражают состав вещества.

Цель урока.

Задачи урока.

Составление химических формул по валентности.

Чтобы составить химическую формулу, необходимо знать валентность элементов, образующих данное химическое соединение. При составлении химических формул необходимо соблюдать порядок действий:

1.Пишут рядом химические знаки элементов, которые входят в состав соединения:

K O Al Cl AlO

2. Над знаками химических элементов проставляют их валентность:

I II III I III II

K O Al Cl Al O

3. Определяют наименьшее общее кратное чисел, выражающих валентность обоих элементов:

2 3 6

I II III I III II

K O Al Cl Al O

4. Делением наименьшего общего кратного на валентность соответствующего элемента находят индексы

I II III I III II

K 2 O Al Cl 3 Al 2 O 3

5. В названии веществ, образованных элементами с переменной валентностью, пишут в скобках цифру, показывающую валентность данного элемента в этом соединении.

Например,

Cu O – оксид меди (II )

Cu 2 O – оксид меди (I )

Fe Cl 2 – хлорид железа (II )

Fe Cl 3 – хлорид железа(III )

6. Некоторые элементы в разных соединениях проявляют различную валентность.

(см. таблицу)

Валентность некоторых элементов в химических соединениях.

Химические элементы.

С постоянной валентностью

O Be Mg Ca Ba Zn

Al B

С переменной валентностью

I II

II III

Fe Co Ni

II IV

Sn Pb

III V

II III VI

II IV VI

При составлении химических формул по степени окисления необходимо знать:

степени окисления элементов, образующих данное химическое соединение;

их элекроотрицательность, так как самый электроотрицательный элемент ставится последним;

сумма отрицательных и положительных степеней окисления в правильно составленной формуле всегда равна нулю.

Первичная проверка усвоения знаний .

Правила составления химических формул .

Первичное закрепление знаний.

«Знание шрифтов – одно из самых элементарных требований, предъявляемых к сыщику!», - так наставлял когда-то великий Шерлок Холмс своего друга и летописца доктора Ватсона. Аналогично этому, можно смело сказать: «Знание того, как составляются химические формулы – одно из самых элементарных требований, предъявляемых к химику!» В самом деле, как можно рассуждать о превращениях веществ, не умея составлять их формулы ?

Вам понадобится

• - таблица Менделеева.

Инструкция

Тут вам надо опираться на такое понятие, как « », то есть способность атома одного вещества присоединять к себе определенное количество атомов другого вещества. Валентность любого элемента можно узнать, заглянув в таблицу Менделеева и помня некоторые общие правила.

Валентность металла, находящегося в «главной» подгруппе, равна номеру группы. Например, щелочные металлы литий, натрий, калий и т.д. – одновалентные, щелочноземельные кальций, стронций, барий и т.д. – двухвалентные.

Неметаллы имеют две валентности – высшую (которая равна номеру группы) и низшую (которую определяют, вычитая из 8 номер группы). В соединениях с металлами неметаллы имеют низшую валентность!

Если два неметалла соединяются между собой, то низшую валентность проявляет тот неметалл, который находится в Таблице Менделеева правее и выше. Фтор является исключением из этих правил, и всегда проявляет валентность, равную 1.

Необходимо также помнить, что в соединениях, состоящих из двух элементов, общее число валентностей одного элемента всегда должно быть равно общему количеству валентностей другого элемента!

Запомнив эти весьма несложные положения, вы сможете легко составлять химические формулы . Например, какова будет формула фосфорного ангидрида, то есть оксида фосфора? Во-первых, сразу возьмите на заметку: и фосфор, и кислород – неметаллы. Во-вторых, смотрите в таблицу Менделеева. Фосфор располагается в пятой группе, кислород – в шестой. Следовательно, низшую валентность в этом соединении проявит кислород, и она будет равна 2 (8 – 6 = 2). Валентность фосфора, соответственно, будет равна 5.

Какие же коэффициенты надо подставить и к фосфору, и к кислороду, чтобы соблюсти правило: сумма валентностей одного элемента должна равняться сумме валентностей второго? Легко можно увидеть, что для цифр 2 и 5 наименьшее общее кратное - 10. Следовательно, искомая формула фосфорного ангидрида такова: Р2О5.

Ну, а какова будет формула азида лития, то есть, вещества, образованного неметаллом азотом и щелочным металлом литием? Литий имеет валентность, равную 1. Азот, располагаясь в 5 группе, может иметь высшую валентность, равную 5, и низшую, равную 3. А поскольку в соединениях с металлами неметаллы имеют низшую валентность, легко вывести формулу этого соединения: Li3N.

Все интересное

Периодическая система химических элементов – это уникальный справочный материал, который нужно правильно «читать», а затем воспользоваться полученной информацией. Помимо этого таблица Д.И. Менделеева считается разрешенным материалом на…

Валентность – один из основных терминов, употребляемых в теории химического строения. Это понятие определяет способность атома образовывать химические связи и количественно представляет собой число связей, в которых он участвует. Инструкция …

Химическая формула – это условное обозначение, написанное с помощью определенных символов и характеризующее состав любого вещества. С помощью химической формулы вы можете увидеть, атомы каких элементов и в каких количествах входят в состав той или…

Валентность – важнейшее понятие химии. Физический смысл этого понятия стал ясен благодаря развитию учения о химической связи. Валентность атома определяется числом ковалентных связей, которыми он соединен с другими атомами. Инструкция 1Главную…

Валентность - это способность атома вступать во взаимодействие с другими атомами, образуя с ними химические связи. В создание теории валентности внесли большой вклад многие ученые, прежде всего, немец Кекуле и наш соотечественник Бутлеров.…

Количество известных химических соединений исчисляется миллионами. По мере развития науки и производства их будет становиться все больше, и запомнить их все не в состоянии даже самый квалифицированный специалист. Но можно научиться самим составлять…

Фосфор – химический элемент, имеющий 15-й порядковый номер в Таблице Менделеева. Он расположен в ее V группе. Классический неметалл, открытый алхимиком Брандом в 1669-м году. Существует три основных модификации фосфора: красный (входящий в состав…

Химическая формула – это запись, сделанная с использованием общепринятых символов, которая характеризует состав молекулы какого-либо вещества. Например, формула всем известной серной кислоты – H2SO4. Легко можно увидеть, что каждая молекула серной…

Валентность - это способность химических элементов удерживать определенное количество атомов других элементов. В то же самое время, это число связей, образуемое данным атомом с другими атомами. Определить валентность достаточно просто. Инструкция …

Химия для каждого школьника начинается с таблицы Менделеева и фундаментальных законов. И уже только потом, уяснив для себя, что же изучает эта сложная наука, можно приступать к составлению химических формул. Для грамотной записи соединения нужно…

Оксиды – это сложные химические вещества, которые состоят из двух элементов. Одним из них является кислород. Оксиды в большинстве случаев бывают кислотными и основными. Как легко понять из названия, кислотные оксиды реагируют с основаниями, образуя…

Валентность химического элемента - это способность атома присоединять или замещать определенное число других атомов или атомных групп с образованием химической связи. Нужно помнить, что некоторые атомы одного и того же химического элемента могут…