Хімія 7 клас - Ярошенко О.Г. - Сиция 2015

Тема 1 ПОЧАТКОВІ ХІМІЧНІ ПОНЯТТЯ

§ 17. ВАЛЕНТНІСТЬ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. СКЛАДАННЯ ФОРМУЛ БІНАРНИХ СПОЛУК ЗА ВАЛЕНТНІСТЮ

Вивчення параграфа допоможе вам:

· зрозуміти сутність поняття валентності;

· навчитись складати формули бінарних сполук за валентністю елементів.

До цього часу ви мали справу з хімічними формулами речовин, які називав учитель, або наведеними у підручнику. Частину з них ви вже запам'ятали.

Запишіть 5 формул і назв відомих вам речовин.

Але речовин надто багато, щоб покладатись лише на запам'ятовування їх формул. Тому варто знати правила складання формул за валентністю.

ЩО НАЗИВАЮТЬ ВАЛЕНТНІСТЮ? Вчених здавна цікавило: чому молекули, що складаються з двох і більше атомів, стоновлять єдине ціле? Чим визначаються кількісні відношення атомів у молекулі? Відповідь на поставлені запитання була запропонована англійським хіміком Е. Франклендом, який увів у науку поняття валентності, що в перекладі з латини означає «сила».

Валентність — це здатність атомів хімічного елемента сполучатись (утворювати хімічні зв'язки) з певним числом інших атомів.

Деякі атоми мають постійну валентність, у більшості елементів є кілька значень валентності, тобто вона змінна.

Валентність виражається цілими числами. За одиницю валентності взято валентність Гідрогену, цей елемент одновалентний. Валентність може набувати значень від І до VIІІ.

Проаналізуємо хімічні формули:

1)НСl, 2) Н2О, 3) NН3, 4) СН4.

гідроген хлорид вода амоніак метан

З першої формули бачимо, що у молекулі гідроген хлориду один атом одновалентного Гідрогену сполучений з одним атомом Хлору, тож Хлор у цій сполуці одновалентний. Друга формула свідчить, що з одним атомом Оксигену у молекулі води сполучені два атоми Гідрогену. Відповідно, розмірковуючи, робимо висновок, що Оксиген — двовалентний. За третьою формулою встановлюємо, що Нітроген в амоніаку — тривалентний, а за четвертою — що Карбон у метані має валентність IV.

Запишемо розглянуті формули, позначивши валентність хімічних елементів над їх символами:

I I

І ІІ

ІІІ I

IV I

1)HC1

2)Н2О

3)NH3

4)CH4

У розглянутих прикладах сума одиниць валентності Гідрогену дорівнює валентності іншого елемента. Наприклад, у формулі СH4 сума валентностей Гідрогену 1 ∙ 4 = 4. Це правило поширюється на більшість бінарних сполук («бі» означає два), тобто утворених двома хімічними елементами.

У бінарній сполуці сума одиниць валентності одного хімічного елемента дорівнює сумі одиниць валентності іншого елемента.

Розглянемо валентність деяких хімічних елементів та навчимося користуватися нею для складання формул бінарних сполук.

ЕЛЕМЕНТИ З ПОСТІЙНОЮ ТА ЗМІННОЮ ВАЛЕНТНІСТЮ. Елементів з постійною валентністю не так уже й багато. Їх приклади наведено в переліку:

І

І

І

І

II

ІІ

II

II

II

ІІІ

ІІІ

Н,

Na,

F,

K,

Мg,

Са,

Ва,

Zn,

O,

Аl,

В.

Спробуйте його запам'ятати — це прискорить виконання вами багатьох вправ, пов'язаних зі складанням формул, визначенням валентності елемента в речовині за відомою валентністю інших елементів.

Атоми інших хімічних елементів (їх більшість) мають змінну валентність. Наприклад, у Сульфуру валентність набуває значень Н, IV, VI; у Купруму — І, ІІ; у Феруму — II, ІІІ; у Хлору — І, ІІІ, V, VІІ. Тому у назвах їх сполук після назви символу обов’язково вказують римськими цифрами у круглих дужках значення валентності, наприклад, Сульфур(VІ) оксид має формулу SO3 (мал.64а), яку читають «ес-о-три». Інша бінарна сполука Сульфуру з Оксигеном SО2 (мал. 64б) вимовляється «ес-о-два» і має назву сульфур(ІV) оксид.

Зверніть увагу, що в розглянутих прикладах змінна валентність елемента пишеться у круглих дужках і без відступу від його назви.

Мал. 64. Моделі сполук Сульфуру з Оксигеном

У назвах складних речовин, утворених елементом зі змінною валентністю, після його символу без відступу записують валентність римською цифрою у круглих дужках.

СКЛАДАННЯ ФОРМУЛ БІНАРНИХ СПОЛУК ЗА ВАЛЕНТНІСТЮ. Складання формул бінарних сполук можна здійснювати у два способи. Послідовність дій у першому способі відображено у таблиці 5.

Таблиця 5

Складання формул бінарних сполук за валентністю

Послідовність дій

Приклади речовин

фосфор(V) оксид

Сульфур (VI) оксид

1

Записуємо символи хімічних елементів

Р О

SO

2

Позначаємо валентність елементів

V II

Р О

VI II

S O

3

Знаходимо найменше спільне кратне (НСК) для одиниць валентності атомів обох хімічних елементів

V II

Р О

НСК=10

VI II

S O

НСК = 6

4

Знаходимо індекси шляхом ділення спільного кратного на валентність кожного елемента

(для Р) 10 : 5 = 2

(для O)10 : 2 = 5

(для S) 6 : 6 = 1

(для О) 6 : 2 = 3

5

Записуємо знайдені індекси у формулу, пам’ятаючи, що індекс 1 не пишуть

Р2О5

SO3

6

Здійснюємо перевірку — множимо знайдений індекс на валентність атома

(Р)5 ∙ 2 = 10

(O)2 ∙ 5 = 10

10 = 10

(S) 1 ∙ 6 = 6

(О) 3 ∙ 2 = 6

6 = 6

7

На підставі тотожності суми одиниць валентності робимо висновок, що формули складено правильно

Р2О5

SO3

Використання другого способу складання формул (назвемо його діaгональним) базується на тому, що у багатьох бінарних сполуках індекс одного елемента збігається з валентністю другого.

Переконайтеся в цьому на прикладах щойно складених формул. Тому після послідовного виконання зазначених у таблиці перших двох дій достатньо валентність першого елемента записати, але не римськими, а арабськими цифрами як індекс другого елемента. Так само, валентність другого елемента записати як індекс першого.

V ІІ

Р2О5

Аналогічно складаючи формулу сульфур(VІ) оксиду, ми мали б написати S2O6. Однак у формулах бінарних неорганічних речовин за невеликим винятком? прикладом якого є гідроген пероксид H2O2 (у медицині його розчин називається «перекис водню»), індекси не бувають парними числами. Тому індекси 2 і 6 скорочуємо вдвоє й одержуємо хімічну формулу сульфур(VI) оксиду — SO3.

Діагональним способом зручно складати формули за валентністю, необхідно лише у разі парних індексів провести їх скорочення.

Потренуємось у використанні діагонального способу складання формул бінарних сполук. Формула сполуки Хлору з Оксигеном містить 5 атомів Оксигену. В Оксигену постійна валентність ІІ, у Хлору — змінна.

Скориставшись діагональним способом, знаходимо індекс Хлору. Він дорівнює валентності Оксигену, тобто 2. Отже, формула сполуки Сl2О5, Хлор у ній п’ятивалентний.

Поняття валентності поширюється й на прості речовини, що мають двохатомні молекули:

І

І

І

II

III

Н2,

Сl2,

Вr2,

O2,

N2.

Скарбничка ерудита

Поняття валентності було введено в хімію у 1853 році, тобто майже на півсторіччя раніше, ніж фізикам вдалося з'ясувати склад і будову атома. Відкриття фізиків допомогли розвинути вчення про валентність за рахунок таких понять, як хімічний зв'язок та ступінь окиснення. Їх ви будете вивчати у 8-9 класах.

?

1. Що розуміють під валентністю хімічних елементів?

2. Які ви знаєте елементи з постійною валентністю?

3. Як скласти формулу бінарної сполуки за валентністю хімічних елементів?

4. Складіть формули бінарних сполук елементів та запишіть їх у таблицю, дотримуючись правила, що символи металічних елементів пишуть першими.

Символи елементів

О

н

N(ІІІ)

Na

Mg

Аl

5. Складіть формули бінарних сполук: Йоду (V) й Оксигену; Купруму(І) й Оксигену; Арсену(ІІІ) й Гідрогену, Карбону(ІV) й Сульфуру(ІІ).

6. За складеними у завданні 5 хімічними формулами обчисліть відносні молекулярні маси сполук та масові частки елементів в них.

1. За мал. 65 з’ясуйте, якого кольору кульки використовують для моделювання атомів Гідрогену, Оксигену, Хлору, Нітрогену.

2. Користуючись подібними наборами кульок або кольоровим пластиліном і сірниками, складіть моделі молекул за формулами:

IV

CO, NH3, CCl4, Н2, O2.

Мал. 65. Набір кульок для моделювання молекул та приклади моделей





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити