Учебное пособие: Валентность

Тема:        Валентность

Цель:           Дать учащимся понятие о валентности как свойстве  атомов присоединять определённое число атомов дру­гого элемента, научить их определять валентность эле­ментов по формулам их соединений.

Задачи:         1)Образовательные:

                       -добиться усвоения понятия валентность;

                       -научить определять валентность элементов по      

                       формулам их соединений;

                       -повторить, углубить   знания о строении      вещества;

                       2)Воспитательные:

                        -дополнить мировоззрение учащихся знаниями о  валентности;

                         -продолжить эстетическое воспитание;

                        3)Развивающие:

                        -продолжить развитие отдельных логических операций и логического мышления в целом;

                        -продолжить развитие познавательного интереса.  

Тип урока:       Изучение нового материала

Структура

   Урока:          1)Повторение пройденного материала не на оценку. (2 мин.)

                         2)Актуализация знаний. (1 мин)

                         3)Изучение нового материала. (20-25 мин)

                         4)Закрепление нового материала. (7 мин)

                         5)Домашнее задание. (2-3 мин)

                         6)Подведение итогов. (1-2 мин)

   Методы

организации                                                                                                   

  обучения:       Объяснительно-иллюстративные:

                            -устное изложение;

                            -рассказ;

                            -работа с литературой;

Оборудование

        и

  реактивы:       На демонстрационном столе шаростержневые             модели веществ, таблица “Постоянные значения валентности некоторых элементов”.

Ход урока:

Учитель:        Добрый день!                                                                         

                       Начнём наше занятие с повторения, пройденного ма- териала. Скажите, какие по составу вещества вы знаете?

Ученик:         Вещества бывают простые и сложные.

Учитель:       А чем они различаются?

Ученик:         Простые вещества состоят из атомов одного вида, а            сложные из атомов разного вида. В химических ре­акциях сложные вещества могут разлагаться с обра­зованием нескольких других, а простые нет.

Учитель:       Чем различаются сложные вещества и смеси?

Ученик:        Отличие сложных веществ от смесей состоит в том, что смеси могут включать в себя несколько веществ как сложных, так и простых.

Учитель:       Сравните молекулу воды и молекулу пероксида во­дорода H₂O₂ по их относительным молекулярным массам.                    

Ученик:        Относительная молекулярная масса воды равна

18 г/моль, а относительная молекулярная масса пе­роксида водорода равна 34 г/моль.

Учитель:       Вычислите массовую долю кислорода в пероксиде водорода.

Ученик:         M_r(H₂O₂)= 1*2+16*2=34 (г/моль).

34 масс. ч. пероксида водорода соответствуют 1

32 масс. ч. кислорода соответствуют  x

                                       34:32=1:x

                       x=32*1/34=0,9412, или 94,12%

Учитель:       Молодцы! Вижу, что вы хорошо усвоили материал предыдущих занятий. Теперь расскажите о качест­венном и количественном составе этих веществ (формулы на доске в столбик) HCl, H₂O, NH₃, CH₄.

Ученик:         HCl-состоит из одного атома водорода и одного              атома хлора;

H₂O-состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода;

                       NH₃-состоит из трёх атомов водорода и одного атома азота;

CH₄-состоит из четырёх атомов водорода и одного атома углерода;

Учитель:        Хорошо. Сейчас же возникает вопрос-проблема: по­чему атомы разных элементов удерживают неодина­ковое число атомов водорода? Видимо, атомы обла­дают разной способностью в этом отношении. Сего­дня об этом мы и узнаем, тема урока “Валентность” (тема пишется на доске). Как видно из приведённых примеров, атомы элементов хлора, кислорода, азота, углерода обладают свойством присоединять не лю­бое, а только определённое число атомов водорода. Таким же свойством обладают и другие элементы в различных соединениях. Может кто-нибудь попро­бует дать определение валентности?

Ученик:         Валентность-это свойство атомов химического эле­мента присоединять определённое число атомов дру­гих химических элементов.

Учитель:        Молодец, правильно. Обратите внимание на то, что атомы различных элементов могут присоединять разное число атомов водорода, а каждый атом водо­рода, в свою очередь, образует связь только с одним атомом другого элемента. Отсюда следует вывод о наименьшей валентности водорода. Во всех соеди­нениях она постоянна и её значение принято считать за единицу. Запишите это в тетрадь.

                         (Записываю на доске, а ученики в тетради)

HCl-атом хлора удерживает один атом водорода, хлор одновалентен

H₂O-атом кислорода удерживает два атома водорода, кислород двухвалентен

NH₃-атом азота удерживает три атома водорода, азот трёхвалентен

CH₄-атом углерода удерживает четыре атома водо­рода, углерод четырёхвалентен

                       (одновременно демонстрирую шаростержневые мо­дели молекул этих веществ, и пишу их структурные формулы)

                        Теперь мы рассмотрим, как определять валентность элементов. В любом веществе, состоящем из двух элементов (такие соединения называются бинар­ными), сумма единиц валентности всех атомов од­ного элемента равна сумме единиц валентности всех атомов другого элемента. Так как водород однова­лентен, то в бинарном водородном соединении зна­чение валентности второго элемента равно числу атомов водорода. (Расставляю над формулами водо­родных соединений на доске значение валентности римскими цифрами) В графических формулах каж­дая чёрточка соответствует единице валентности. (На доске)

                                    _{x=?  1}                                                       

                                       A H_n      

                             1-обозначена валентность водорода

                             n-известное число атомов (индекс).

                        Требуется определить валентность другого элемента (A), которая обозначена x. Как это сделать? “Чтоб валентность элемента в данной формуле узнать, надо рядом с элементом водород пересчитать, римской цифрою представить и над символом по­ставить” . (Дописываю на доске правую часть схемы)                    _{x=?  1           x=1    1}

                                                A  H_n      A  H_n  

                         Кислород во всех соединениях тоже имеет постоян­ное численное значение валентности равное двум. Зная это, можно определять валентность элементов в оксидах. Рассмотрим формулы оксидов азота N₂O, NO, N₂O₃, NO₂. Определите валентность азота в этих соединениях.

Ученик:        Валентность азота 1, 2, 3, 4 соответственно.

Учитель:       Как мы видим, некоторые элементы могут проявлять переменную валентность даже в соединениях с одним и тем же элементом. Давайте напишем обобщающую схему:

                                _{x=?     2}    

                               A_m  O_n          

                         Как нам найти x?

Ученик:           x=2n/m

Учитель:            _{x=?      2             x=2n/m    2}

                             A_m   O_n           A_m    O_n

                        “Если рядом с элементом кислород (двухвалентен он, не то, что водород), сумму всех его валентностей найди и на индекс элемента раздели”.

                        Для того чтобы определить валентность элементов по формулам других бинарных соединений (более общий случай), значение валентности одного из элементов обязательно должно быть известно: если значение постоянно, ученик обязан его знать, а если переменно - оно должно быть указано над химическим знаком в формуле.

                              _{x=?     b}

                              A_m   B_n    

                        А как здесь определить x?

Ученик:         x=bn/m

Учитель:           _{x=?    b            x=bn/m   b}

                            A_m   B_n        A_m     B_n

                           Обобщите все три схемы.

Ученик:          Последний графический алгоритм – основной, а 1 и 2 – лишь частные его случаи.

Учитель:       “Действуй также в каждом случае ином, только помни непременно об одном: чтоб успешно все заданья выполнять, постоянную валентность нужно знать!” (Демонстрирую таблицу с постоянными значениями валентности некоторых элементов). Запомнить численные значения постоянной валентности металлов поможет нехитрый текст, комментирующий эту таблицу:”натрий, калий, серебро с водородом заодно. С кислородом – магний, ртуть, кальций, барий и бериллий, с ними цинк не позабудь. Трёхвалентен алюминий”. Валентность разных элементов  в соединениях может принимать значения от 1 до 7.

                       Для закрепления материала определите валентность элементов в соединениях:

                       Вариант 1: SiH₄, CrO₃, Na₂O.

                       Вариант 2: H₂S, CO₂, SO₃.       

Ученик:         Вариант 1:    _{4   1        6    2          1      2}

                                             SiH₄, CrO₃, Na₂O.

                       Вариант 2:     _{1   2    4  2    6  2}     

                                                 H₂S, CO₂, SO₃.

Учитель:        Домашнее задание: выучить §       .Выполните упражнения                (с.     ).

                        Сегодня на уроке мы узнали, что такое валентность и научились определять валентность элементов по формулам их соединений, узнали, что валентность может быть переменной и постоянной, запомнили несколько значений постоянной валентности некоторых элементов.

                       На этом наш урок заканчивается. Досвидания.

Литература:

              1)Программа курса химии 8-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 1992.

             2)Рудзитис Г.Е. и др. Химия 8-класс.-М.: Просвещение,  1992.      

              3)Химия в школе. Супоницкая И.И. Использование алгоритмов при изучении валентности. N     199  .

                      Записи в тетради

                                   Валентность

Валентность-это свойство атомов химического элемента присоединять определённое число атомов других химических элементов.

HCl-атом хлора удерживает один атом водорода, хлор одновалентен

H₂O-атом кислорода удерживает два атома водорода, кислород двухвалентен

NH₃-атом азота удерживает три атома водорода, азот трёхвалентен

CH₄-атом углерода удерживает четыре атома водо­рода, углерод четырёхвалентен

Валентность водорода во всех его соединениях равна единице.

                                  _{x=?  1           x=1    1}

                                   A  H_n      A  H_n     

Валентность кислорода во всех соединениях равна двум.

                               _{1           2         3              4}

                             N₂O, NO, N₂O₃, NO₂

                                 _{x=?      2               x=2n/m    2}

                                  A_m   O_n              A_m    O_n

Общая формула:             _{x=?    b            x=bn/m   b}

                                           A_m   B_n            A_m     B_n

:         Вариант 1:     _{4   1        6    2        1      2}

                                 SiH₄, CrO₃, Na₂O.

                                 или

          Вариант 2:     _{1   2    4  2    6  2}        

                                 H₂S, CO₂, SO₃.

                        Записи на доске

                            Валентность

HCl-атом хлора удерживает один атом водорода, хлор одновалентен

H₂O-атом кислорода удерживает два атома водорода, кислород двухвалентен

NH₃-атом азота удерживает три атома водорода, азот трёхвалентен

CH₄-атом углерода удерживает четыре атома водо­рода, углерод четырёхвалентен

                                     _{x=?  1             x=1    1}

                                       A  H_n       A  H_n

               _{1           2         3              4}

         N₂O, NO, N₂O₃, NO₂

                            _{x=?      2             x=2n/m    2}

                             A_m   O_n           A_m    O_n

                           _{x=?    b            x=bn/m   b}

                           A_m   B_n           A_m     B_n

        Вариант 1:    _{4   1        6    2        1      2}

                              SiH₄, CrO₃, Na₂O.

        Вариант 2:     _{1   2    4  2    6  2} 

                               H₂S, CO₂, SO₃.

Д.З.: §     , упражнение         стр.      .