Ступінь окиснення. Визначення ступеня окиснення елемента за хімічною формулою сполуки.

Розробка уроку з теми: "Ступінь окиснення. Визначення ступеня окиснення елемента за хімічною формулою сполуки. Складання формули сполуки за відомими ступенями окиснення елементів"

Мета уроку:

•    Ознайомити учнів з поняттям ступеня окиснення і правилами його визначення.
•    Навчити визначати ступінь окиснення елементів у хімічних сполуках за їх формулами.
•    Сформувати навички складання хімічних формул сполук за відомими ступенями окиснення елементів.

•    Виховувати уважність, точність та відповідальність під час розв'язання задач.
•    Сприяти розвитку логічного мислення, підкреслюючи важливість системності та чіткості в наукових підходах.
•    Стимулювати інтерес до хімії як до практично значущої науки.

Очікувані результати:

•    Учні зможуть пояснити, що таке ступінь окиснення, і визначати його для елементів у простих і складних хімічних сполуках.
•    Опанують навички складання формул хімічних сполук за відомими ступенями окиснення елементів.
•    Використовуватимуть знання про ступінь окиснення для розв’язання хімічних задач.

Хід уроку

1. Організаційний момент

Привітання, перевірка присутніх, організаційні моменти.

2. Актуалізація знань

Повторення понять «валентність» та «хімічна формула».

Обговорення: Яким чином елементи взаємодіють у сполуках? Як можна визначити їх взаємний вплив у молекулі?

3. Пояснення нового матеріалу

Теоретична частина: Введення поняття "ступінь окиснення" – умовний заряд атома у сполуці, що вказує на його здатність віддавати чи приймати електрони.

Правила визначення ступеня окиснення:

1. Для простих речовин ступінь окиснення дорівнює 0 (Na, O₂, N₂ тощо).
2. Для металів головних підгруп ступінь окиснення позитивний (наприклад, у NaCl – +1 у Na).
3. Ступінь окиснення Гідрогену в більшості сполук – +1 (виняток: гідриди металів, де H має -1).
4. Оксиген зазвичай має ступінь окиснення -2 (виняток: пероксиди, де -1).
5. Сума ступенів окиснення всіх елементів у нейтральній молекулі дорівнює 0, а в йоні – дорівнює заряду йона.

•   Приклади: Визначення ступеня окиснення елементів у сполуках (наприклад, H₂O, NaCl, H₂SO₄, CO₂).

4. Практична частина: визначення ступеня окиснення
   •   Учні самостійно визначають ступені окиснення елементів у поданих сполуках.
   •   Приклади для визначення: HCl, HNO₃, MgO, K₂SO₄.
   •   Учитель перевіряє правильність виконання та коригує відповіді, якщо необхідно.
5. Складання формул сполук за відомими ступенями окиснення
   •   Пояснення алгоритму:
     •        Записати ступінь окиснення кожного елемента.
     •        Визначити співвідношення атомів, за якого сума ступенів окиснення дорівнює нулю.
   2.           Приклади: Учитель пояснює складання формул для сполук, наприклад, Al³⁺ та O²⁻ – формула Al₂O₃.
   3.           Самостійна робота: Учні складають формули для комбінацій:
      •        K⁺ і O²⁻
      •        Ca²⁺ і Cl⁻
      •        Fe³⁺ і O²⁻

5.           Закріплення знань
   0.           Коротке тестування для перевірки розуміння основних правил та поняття ступеня окиснення.
      0.    Визначте ступінь окиснення Сульфуру в H₂SO₄.
      1.    Складіть формулу для сполуки між Al³⁺ і SO₄²⁻.
      2.    Вкажіть ступінь окиснення Карбону в CO₂.

Задачі та завдання для закріплення

1. Задачі на визначення ступеня окиснення:

1. Визначте ступінь окиснення кожного елемента у сполуках:
   •   KMnO₄
   •   H₂CO₃
   •   NH₄Cl
   •   Fe₂(SO₄)₃
2. Встановіть ступінь окиснення Сульфуру в наступних сполуках:
   •   H₂S
   •   SO₂
   •   SO₃
   •   Na₂SO₄

2. Задачі на складання формул:

1. Складіть формули для сполук, використовуючи подані ступені окиснення:
   •   Натрій (+1) і Оксиген (-2)
   •   Кальцій (+2) і Нітроген (-3)
   •   Ферум (+3) і Сульфат-іон (SO₄²⁻)
2. Складіть формули для йонних сполук між елементами:
   •   Алюміній (+3) і Хлор (-1)
   •   Магній (+2) і Фосфат-іон (PO₄³⁻)
   •   Калій (+1) і Сульфіт-іон (SO₃²⁻)

3. Завдання для групової роботи

1. Група 1: Обговоріть правила визначення ступеня окиснення для елементів та застосуйте їх для складної сполуки (наприклад, H₃PO₄).
2. Група 2: Наведіть приклади сполук, що утворюють елементи з різними ступенями окиснення, поясніть їх хімічні формули.
3. Група 3: Підготуйте приклади біологічно важливих сполук (наприклад, глюкози) та визначте ступені окиснення елементів у цих сполуках.

6.           Підсумок уроку та рефлексія
   0.           Обговорення: Що нового ви дізналися про ступінь окиснення? Чи вдалося вам зрозуміти принципи визначення і складання формул?
   1.           Учні заповнюють коротку форму самооцінки.

Домашнє завдання

1. Виконайте завдання з визначення ступенів окиснення для наступних сполук: H₂S, CO, KNO₃, Ca₃(PO₄)₂.
2. Складіть формули сполук, використовуючи відомі ступені окиснення:
   •   Калій і Нітрат-іон (NO₃⁻)
   •   Кальцій і Карбонат-іон (CO₃²⁻)
   •   Купрум (+2) і Гідроксид-іон (OH⁻)
3. Додаткове завдання: Дослідіть, як ступінь окиснення застосовується у процесах окиснення та відновлення, і підготуйте коротке повідомлення.