Тотығу дәрежесі қандай құндылық болып табылады? Элементтердің тотығу дәрежесін қалай анықтау керек?

Химия ретінде мектеп бағдарламасының мұндай пәні көптеген қазіргі заманғы оқушылар үшін көптеген қиындықтар тудырады, қосылыстардағы тотығу дәрежесін бірнеше анықтай алады. Бейорганикалық химия, яғни негізгі мектептің оқушылары (8-9 сыныптар) оқитын оқушылар үшін ең үлкен қиындықтар. Тақырыптың түсінбестігі осы тақырыптағы оқушылар арасында жек көретіндіктің пайда болуына әкеледі.

Мұғалімдер химияның орташа және жоғары сынып оқушылары сияқты «ұнатпайтын» себептерді анықтайды: күрделі химиялық терминдерді түсінбеу, белгілі бір процесті қарастыру алгоритмдерін пайдалану мүмкін еместігі, математикалық біліммен проблемалар. Ресей Федерациясының Білім министрлігі осы тақырыптағы мазмұнды өзгерісті енгізді. Сонымен қатар, химияны оқыту үшін «кесу» және сағаттардың саны. Бұл пән бойынша білім сапасына теріс әсерін тигізді, пәнге қызығушылықтың төмендеуі.

Химия пәнінің қандай тақырыптары оқушыларға қиынға түседі?

Жаңа бағдарлама бойынша негізгі мектептің «Химия» пәні бойынша бірнеше маңызды тақырып бар: Д. Менделеевтің элементтері, бейорганикалық заттар кластары, иондық алмасу. Сегізінші сынып оқушыларының оксидтердің тотығу күйін анықтауы қиын.

Келісім ережесі

Ең алдымен, оксидтердің құрамында оттегінің құрамына кіретін күрделі екі құрамды қосылыстар екенін білуі керек. Қосарлы қосылыс үшін оксидтердің класына жататын міндетті шарт - осы қосылыстың екінші қосылысындағы оттегі позициясы.

Мұндай көрсеткішті есептеу үшін кез-келген формулада студент белгілі бір алгоритм болған жағдайда ғана алынады.

Қышқыл оксидтеріне арналған алгоритм

Бастау үшін, тотығу дәрежесі элементтердің валенттілігі үшін сандық өрнек екенін ескереміз. Қышқыл оксидтер металдан немесе төртдан жетіге дейінгі валенттілігі бар металдардан, ал екінші оксидтерде міндетті түрде оттегіні құрайды.

Оксидтерде оттегілік валенттілігі әрқашан екіге сәйкес келеді, ол Д.И Менделеевтің элементтерінің мерзімді кестесінен анықталуы мүмкін. Периодтық кестенің негізгі кіші тобының 6-тобына жататын оттегі сияқты типтік емес металл емес сыртқы энергия деңгейін толығымен аяқтау үшін екі электронды қабылдайды. Оттегі бар қосылыстардағы металдар жиі топтың өзіндік санына сәйкес келетін жоғары валенттілігі бар. Химиялық элементтердің тотығу дәрежесі оң (теріс) сандарды қабылдайтын көрсеткіш болып табылады.

Металл емес, формуланың басында оң тотығу күйі болады. Оксидтердегі металл емес оттегі тұрақты, оның индексі -2. Қышқыл оксидтердегі құндылықтардың бөліну сенімділігін тексеру үшін белгілі бір элементтің индекстеріне қойылған барлық сандарды көбейту керек болады. Берілген дипломдардың барлық артықшылықтары мен кемшіліктерінің жалпы саны 0 болса, есептеулер сенімді деп есептеледі.

Екі элементтік формулаларды құрастыру

Элементтердің атомдарының тотығу дәрежесі екі элементтен қосылымды құруға және жазуға мүмкіндік береді. Формуланы жасағанда, екі символды бірге бастау керек, оттегі екінші болып табылады. Жазылған белгілердің әрқайсысының үстінде тотығу дәрежесінің мәндері тағайындалады, содан кейін табылған сандардың арасында екі санға бөлінетін сан қалдырылмайды. Бұл көрсеткіш екі элементті субстанцияның бірінші және екінші компоненттері үшін индекстерді алу кезінде тотығу дәрежесінің сандық мәнімен бөлек болуы керек. Тотығудың ең жоғары дәрежесі PS-да металл емес, топтың санына ұқсас, тән емес металдан ең жоғары валенттілігі мәніне сандық түрде тең болады.

Негізгі оксидтердегі сандық мәндерді анықтау алгоритмі

Мұндай қосылыстар типтік металдардың оксидтері болып табылады. Олар барлық қосылыстарда +1 немесе +2 артық емес тотығу индексі бар. Металлдың тотығу дәрежесі қандай болатынын түсіну үшін мерзімді жүйені қолдануға болады. Бірінші топтағы негізгі кіші топтардың металдары үшін бұл параметр әрқашан тұрақты, бұл топтың санына ұқсас, яғни +1.

Екінші топтың негізгі кіші тобының металдары сонымен қатар сандық тұрғыдан +2 тұрақты тотығу дәрежесімен сипатталады. Оксидтердің тотығу дәрежесі олардың индекстерін (сандарын) ескере отырып, нөлге тең болуы керек, өйткені химиялық молекулалар зарядсызданып, бөлшектерден бейтарап деп саналады.

Оттегі құрамды қышқылдарда тотығу дәрежесі

Қышқылдар - бір немесе бірнеше сутегі атомдары бар күрделі заттар, олар қышқыл қышқылымен байланысты. Тотығу күйлері цифрлық индикатор болып табылатындығын ескере отырып, оларды есептеу үшін кейбір математикалық дағдылар қажет болады. Қышқылдардағы сутегі (протон) үшін мұндай көрсеткіш үнемі тұрақты, +1. Сонда сіз теріс оттегі ионына тотығу дәрежесін көрсете аласыз, ол да тұрақты, -2.

Осы әрекеттерден кейін ғана формуланың орталық компонентінің тотығу күйін есептеуге болады. Белгілі бір үлгі ретінде, H2SO4 күкірт қышқылындағы элементтердің тотығу дәрежесін анықтауды қарастырайық. Бір күрделі заттың молекуласында екі сутек протоны, төрт оттегі атомы бар екенін ескере отырып, біз бұл түрі + 2 + X-8 = 0 түрін білеміз. Толық нөлге тең болу үшін күкірт +6 тотығу күйіне ие болады

Тұздардағы тотығу дәрежесі

Тұздар металл иондарынан және бір немесе бірнеше қышқыл қалдықтарынан тұратын күрделі қосылыстар. Күрделі тұздағы әрбір компонентте тотығу дәрежесін анықтау тәртібі оттегі бар қышқылдар сияқты бірдей. Элементтердің тотығу дәрежесі цифрлық индикатор екенін ескере отырып, металлдың тотығу дәрежесін дұрыс анықтау маңызды.

Егер тұзды құрайтын металл негізгі кіші тобында орналасса, оның тотығу дәрежесі тұрақты болады, ол топтың санына сәйкес келеді, оң мән. Егер тұзда әртүрлі валенттіліктерді көрсететін PS ұқсас топтың металлы бар болса, онда металлдың валенты қышқыл қалдықтарынан анықталуы мүмкін. Металдың тотығу күйі орнатылғаннан кейін оттегінің тотығу күйін орнатыңыз (-2), содан кейін химиялық теңдеу арқылы орталық элементтің тотығу дәрежесін есептеңіз.

Мысал ретінде, натрий нитратының (орта тұз) элементтеріндегі тотығу дәрежесін анықтауды қарастырайық. NaNO3. Тұз 1-топтың негізгі кіші тобының металлымен жасалады, сондықтан натрийдің тотығу дәрежесі +1 болады. Нитраттардағы оттегінің деңгейі -2 тотығу дәрежесіне ие. Тотығу дәрежесінің сандық мәнін анықтау үшін + 1 + X-6 = 0 теңдеуі. Бұл теңдеулерді шешу үшін X +5 болуы керек, бұл азот тотығу дәрежесі.

OVR-дегі негізгі терминдер

Тотығу, сондай-ақ қалпына келтіру үдерісі үшін оқушылар оқуға талап етілетін арнайы терминдер бар.

Атомның тотығу дәрежесі оның кейбір иондардың немесе атомдардың электрондарын бекітуге (басқаларға беруге) тікелей қабілеті болып табылады.

Оксидант бейтарап атомдар немесе зарядталған иондар деп есептеледі, олар химиялық реакция барысында электрондарды өздеріне қосады.

Қайта қалпына келтіруші химиялық өзара әрекеттесу процесінде өзінің электрондарын жоғалтатын атомдар немесе зарядталған иондар болмайды.

Тотығу электрондардың босату процедурасы ретінде ұсынылады.

Зарарсыздандырылған атом немесе ионмен қосымша электрондарды қабылдау кезінде байланысты.

Тотығуды азайту процесі реакциямен сипатталады, оның барысында атомның тотығу дәрежесі міндетті түрде өзгереді. Бұл анықтау OVR реакциясының қалай анықталатынын анықтауға мүмкіндік береді.

IAD талдауын жүргізу ережелері

Осы алгоритмді пайдалану кез-келген химиялық реакцияда коэффициенттерді реттей аласыз.

1. Біріншіден, әр химиялық затта тотығу күйлерін орналастыру керек. Қарапайым заттарда тотығу дәрежесі нөлге тең екеніне назар аударыңыз, себебі теріс бөлшектердің кері тегістеуі болмайды. Бинарлық және үш элементтегі заттардың тотығу дәрежесін белгілеу ережелері жоғарыда қарастырылды.

2. Содан кейін орын алған трансформация кезінде тотығу күйлері өзгерген атомдар мен иондарды анықтау керек.

3. Жазылған теңдеудің сол жағынан атомдар немесе зарядталған иондар бөліп, тотығу күйлерін өзгертті. Бұл теңдестіру үшін қажет. Элементтер әрқашан олардың мәндері бойынша көрсетіледі.

4. Бұдан басқа, реакция кезінде пайда болған атомдар немесе иондар атом алған электрондардың саны - белгісімен көрсетілген - теріс бөлшектердің саны көрсетілген. Реакциядан кейін тотығу төмендейді. Бұл электрондарды атом (ион) қабылдағанын білдіреді. Тотығу дәрежесін жоғарылату кезінде реакция кезінде атом (ион) электрондарды береді.

5. Ең аз жалпы сан алдымен алынады, содан кейін процесінде берілген электрондарға коэффициенттер беріледі. Сандар табылған стереохимиялық коэффициенттер.

6. Тотығуды, қалпына келтіретін заттарды, реакция кезінде пайда болатын процестерді анықтаңыз.

7. Соңғы кезеңде қарастырылатын реакциядағы стереохимиялық коэффициенттердің орналасуы болады.

   OBR үлгісі

Осы алгоритмді нақты химиялық реакцияға практикалық қолдануды қарастырыңыз.

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

Барлық қарапайым және күрделі заттардың параметрлерін есептейміз.

Fe және Cu қарапайым заттар болғандықтан, олардың тотығу дәрежесі 0 болады. CuSO4, одан кейін Cu + 2, содан кейін оттегі-2 және күкірт +6. FeSO4-де: Fe +2, сондықтан O-2 үшін, S +6 есептеулеріне сәйкес.

Қазір индикаторларды өзгерте алатын элементтерді іздейміз, біздің жағдайда олар Fe және Cu болады.

Реакциядан кейін темір атомының мәні +2, 2 электрон реакцияда босатылды. Мыс өз жұмысын +2-ден 0-ге өзгертті, сондықтан мыс екі электронды алды. Қазір біз темір атомы мен екіталай мыс катионымен алынған және жеткізілетін электрондардың санын анықтаймыз. Трансформация барысында екі электрон екібасталы мыс катионымен алынады, электрондардың бірдей саны темір атомынан бөлінеді.

Бұл процесте ең аз жалпы көпірді анықтаудың маңызы жоқ, өйткені электрондардың тең саны трансформация кезінде қабылданады және беріледі. Стереохимиялық коэффициенттер бірлікке де сәйкес келеді. Реакцияда қалпына келтіру агентінің қасиеттері темірді тотықтырып, оны тотықтырады. Бивалентті мыс катионы таза мысға дейін төмендейді, реакцияда ол тотығудың ең жоғары дәрежесіне ие.

Процестерді қолдану

Тотығу дәрежесі үшін формулалар 8-9 сынып оқушыларына белгілі болуы керек, себебі бұл сұрақ МЖӘ міндеттеріне енгізілген. Тотығу, қалпына келтіру белгілері бар кез-келген процесстер біздің өмірімізде маңызды рөл атқарады. Онсыз адам ағзасындағы зат алмасу процестері мүмкін емес.