Знакомство с понятием «степень окисления»

в 8 классе общеобразовательной школы.

Изучение темы «степень окисления» предполагается в разных программах на разных этапах обучения. Независимо от того, какой программой, и каким учебником пользуется учитель, предлагаемый метод знакомства с новым понятием может быть увязан в соответствии с логикой любой программы и любого педагога.

Что должен знать ученик для первоначального знакомства и использования понятия «степень окисления»?

Во-первых, иметь представление о том, что такое «молекула», «атом», «химический элемент», «химическая формула», «простое и сложное вещество»; во-вторых, знать символы 18-20 наиболее часто употребимых химических элементов, их русские и латинские названия, произношение в формуле, в-третьих, определять «адрес» химического элемента в периодической системе элементов, иметь представление о структуре периодической системы.

Для того чтобы научиться определять степени окисления элементов на начальном этапе знания о строении атома не требуются. Если же учебная программа предполагает изучение химии с темы «Строение атома», то ниже предлагаемый метод определения степеней окисления лишь облегчает восприятие физического смысла понятия степень окисления и дальнейшего его использования.

Урок по теме степень окисления начинается с фронтального опроса учащихся с целью повторить основные понятия необходимые для изучения темы, учащиеся определяют «адрес» одного-двух химических элементов по периодической системе элементов и работают с символами химических элементов, вспоминая их русские и латинские названия, произношение в формуле.

После записи темы «Степень окисления» важно остановиться на характеристике самого понятия. Звучит это примерно так: «У каждого из вас, ребята, свой характер: кто-то добрый, кто-то не очень, кто-то медлительный, а кто-то быстрый, подвижный, кто-то вежливый, а кто-то грубоватый. Точно также у химических элементов есть свой характер, который называется степенью окисления».

На начальном этапе изучения другого определения понятия степень окисления не дается, оно должно быть увязано с темой «Строение атома».

Далее я говорю о том, что каждый химический элемент (кроме двух: кислорода и фтора) в соединениях может проявлять положительную степень окисления равную номеру группы в Периодической системе химических элементов. Мы упражняемся, определяя положительные степени окисления элементов по таблице Менделеева. Затем учимся определять отрицательные степени окисления элементов, их могут проявлять элементы, начиная с четвертой группы («№ группы минус 8»), потом записываю на доске несколько элементов и прошу определить их положительные и отрицательные степени окисления. Например,

C⁺⁴ , C^-4 , Al⁺³, K⁺ , P⁺⁵ , P^-3 , O^-2 , Cl⁺⁷, Cl^-

Обращаю внимание, что цифра 1 в значении степени окисления не указывается (точно так же, как и индекс в формулах веществ). Ребята записывают правила определения степеней окисления элементов и, затем, я говорю о том, что характер человека проявляется только при общении с другими людьми, точно так же и характер элемента проявляется только в соединении с другими элементами, если же элемент образует простое вещество, то его степень окисления равна 0 (О⁰_2,Н⁰₂,С⁰).

Далее мы учимся определять степени окисления элементов в бинарных соединениях (Даю определение бинарного соединения, как вещества состоящего из двух химических элементов.)

Предлагаю несколько формул веществ, например, CaO, AlCl₃, H₂S, K₄C. Говорю о том, что у элемента на первом месте в формуле положительная степень окисления, а у элемента на последнем месте - отрицательная степень окисления, сумма всех степеней окисления равна нулю.

Даем названия этим бинарным соединениям, исходя из правила, что сначала дается название элементу, стоящему на втором месте, к части его латинского названия добавляется суффикс –ид, а затем дается русское название элемента на первом месте в формуле, в родительном падеже. Получается запись:

Ca⁺²O^-2 – оксид кальция

+2-2=0

Al⁺³ Cl^- ₃–хлорид алюминия

+3-3=0

K⁺₄ C^-4 –карбид калия

+4-4=0

H⁺₂ S^-2 –сульфид водорода

+2-2=0

Как правило, на этом урок подходит к концу. Ребята получают домашнее задание: определить возможные степени окисления трех-четырех элементов, определить степени окисления элементов в двух-трех бинарных соединениях и назвать эти вещества, а так же выучить правила определения степеней окисления элементов.

На следующем уроке мы учимся составлять формулы бинарных соединений (по элементному составу и по названию).

Например:

1.Составить формулы бинарных соединений, образованных элементами:

Mg и Cl, O и Ag, Na и S, P и H, O и C.

При этом на первое место ставиться символ элемента, номер группы которого меньше. ( «По секрету» говорю о том, что можно ставить индексы «крест на крест», сокращая кратные числа.)

После этого мы называем вещества.

Составление формул по названиям, как правило, не вызывает затруднений у ребят.

2.Составить формулы: оксида кремния, нитрида водорода, хлорида кальция, сульфида алюминия.

Теперь поговорим об исключениях из наших правил определения степеней окисления.

Исключения: иногда положительные степени окисления элементов не равны номеру группы.

Например: Cu - 1группа - Cu⁺² чаще, чем Cu⁺

Fe - 8 группа – Fe⁺² или Fe ⁺³

N - 5группа – N⁺ до N⁺⁵(+2,+3,+4)

C - 4 группа - C⁺² или C⁺⁴

В этом случае степень окисления элемента на первом месте в формуле указывается римской цифрой в названии:

Fe⁺³Cl^-₃- хлорид железа ( ІІІ)

N⁺₂O^-2- оксид азота (І)

Cu⁺²Cl^-₂ – хлорид меди (ІІ)

3.Определите отрицательную степень окисления элемента в соединении и посчитайте положительную степень окисления элемента на первом месте в формуле, назовите вещества:

FeS, P₂O₅, CuF₂, N₂O₅, SO₂.

Если ребята хорошо и быстро усваивают учебный материал, предлагаю им определить степени окисления элементов в соединениях из 3 элементов.

Например: H₂SO₄, NaClO_3, KMnO₄, HNO₃.

Правило следующее: на первом месте у элемента положительная степень окисления, на последнем - отрицательная, а посередине - считаем:

H⁺₂S O^-2₄

+2 * -8=0

+6, то есть степень окисления серы +6.

Если остается время, даю работу по составлению формул и определению степеней окисления элементов в соединениях, названию бинарных соединений. Наиболее успешным ученикам ставлю оценки.

Домашнее задание: составить формулы бинарных соединений - две по названию, две по элементному составу. Например: а) составить формулы оксида железа (ІІІ) и нитрида магния; б) составить формулы веществ, образованных хлором и фосфором, водородом и углеродом, назвать эти вещества.

В начале следующего урока проводится самостоятельная работа на

5-10 минут по теме «Степень окисления. Бинарные соединения».

Учитель химии гимназии №1

города Воскресенска Московской области

Деглина Татьяна Евгеньевна

6