Кейбір элемент атомдарының қосылыстарындағы
валепттілігі
Валенттілік шамасы
|
Металдар
|
Бейметалдар
|
Бір валентті
|
Na, К, Ag, Си
|
H, CI
|
Екі валентті
|
Mg, Са, Ва, Си, Hg, Fe, Zn, Sn
|
0, s
|
Үш валентті
|
Pb, Al, Cr, Fe
|
N
|
Төрт валентті
|
|
С, S, Si
|
Бес валентті
|
|
N,P
|
Алты валентті
|
|
S
|
Элементтің атом саны мен валенттілігінің көбейтіндісі валенттілік бірлігінің жалпы саны деп аталады.Қосылыстағы бір элемент валенттілік бірлігінің жалпы саны екінші элемент валенттілігі бірлігінің жалпы санына тең болады, мысалы метандағы сутегінің төрт атомында 4-1 =4 бірлік бар.
Элементтердің валенттілігін сутегі, оттегі немесе валенттілігі белгілі басқа элемент бойынша табады. Осыдан кейін химиялық формула бойынша валенттілік табуға жаттығулар орындалады. Анықтама ретінде пайдалану үшін келесі сабақтарда кездесетін химиялық элементтердің валенттіліктерін кесте түрінде береді. Кейбір элементтердің валенттіліктері түрақты, басқаларының валенттіліктері ауыспалы болатынына назар аударылады.
Кестені пайдаланып, химиялық формулалар құруға жаттығулар жүргізіледі, формула құрудың алгоритмі түсіндіріледі:
1) химиялық таңбалар жазу NaO MgO АlО
І ІІ ІІ ІІ ІІІ ІІ
2) элементтердің валенттіліктерін қою NaO MgO АlО
1 жэне 2 2 жэне 2 3 жэне 2
3) валенттілік сандарының ең кіші
еселігін табу 2 2 6
ең кіші еселікті элементтердің 2:1 2:2 6:3
валенттіліктеріне бөлу 2:2 2:2 6:2
алынған сандарды индекс түрінде жазу Na20 MgO А1203
Біртіндеп алгоритмнің жеке бөліктері бірігіп қысқарады да, іс жүзінде орындалады. Валенттілік туралы бірінші тақырыпта қалыптасқан ұгым келесі тақырыитарда дамытылады. Бұл тақырыпта валенттіліктің себебі жэне табиғаты түсіндірілмейді. Оқушылар валенттілікті элемент атомының қасиеті деп түсініп, формула бойынша элементтің валенттілігін табуды жэне валенттілікке сүйеніп формула құруды үйренеді.
«Оттегі. Оксидтер. Жану» тақырыбында бірінші кезеңде калыптасқан валенттілік үғымы нығаяды. Оқушылар тэжірибелердің нәтижесінде алынған оксидтердің қүрамын өрнектеп жазуды үйренеді. Элементтердің валенттілік мүмкіндігін іске асыру жөнінде алғашқы түсінік алады:
IV IV
C+02=C02 S + 0 = S02 ЗҒе+202 ═Ғе304
ҒеО Ғе203
Оттегінде жанғанда көміртегі ең жоғары валенттілігін, күкірт төртке тең валенттілігін, темір екі түрлі валенттілігін көрсетеді.
«Сутегі. Қышқылдар. Тұздар» тақырыбында валенттілік үгымының анықтамасына өзгеріс енгізіледі. Активті металдардың қышқылдармен әрекеттесу реакцияларын талдау қышқылдардан натрий бір атом сутегін, мырыш - екі атом, алюминий үш атом сутегін ығыстыратынын көрсетеді. Осыған орай валенттілік бір элемент атомының басқа элемент атомдарының белгілі санын қосып алу ғана емес, қосылыстағы орнын басу қасиеті екені айтылады. Атомдар тобы - қышқыл қалдықтарының валенттілігі жөнінде алғашқы үғым беріледі. Қышқыл қалдықтарының жэне металдардың валенттігі бойынша тұздардың формуласын қүру алгоритмі түсіндіріледі, жаттығулар орындалады.
«Су. Ерітінділер. Негіздер» тақырыбында оқушылар гидроксотоптьщ валенттілігі жөнінде түсінік алып, негіздердің химиялық формулаларын қүруды үйренеді.
«Бейорганикальгқ қосылыстардың маңызды кластары жөніндегі білімді қорыту» тақырыбында алдыңғы тақырыптарда валенттілік туралы қалыптасқан білім мен білік кеңінен пайдаланылып жетілдіріледі, жаттыгулар орындау үшін қолданылады.
«Периодтық заң және периодтық жүйе. Атом құрылысы» тақырыбында валенттілік периодтық заңды қорытып шығару үшін пайдаланылады.
R20 RO R203 R02 R2Os R03 R207
RH4 RH3 RH2 RH
Валенттіліктің сан мэні элементтің периодтық жүйссіндегі орнына, атомның электрондық қүрылысына тэуелді екені жэне валенттік электрондар жөнінде үғым қалыптасады. Валенттіліктің электрондык, теориясы бойынша коваленттік жэне электроваленттілік жөнінде түсінік беріледі.
II о0+- НС1 н2 С12 NaCl
Коваленттік электрон жүбын түзуге жүмсалатын электрондар санымен, электроваленттілік атомының берген немесе қосып алған электрондар санымен анықталады. Кейіннен бүл түсінік оң, теріс жэне нөл валенттілік болмайтыны жөніндегі көзқараспен алмастырылды. Валенттілік химиялық байланыстың санымен анықталатын болды.
«Химиялық байланыс заттың қүрылысы» тақырыбында валенттілік жэне химиялық байланыс үғымдары ұштастырылады. Кейбір қосылыстардағы элементтердің валенттілігін анықтағанда қайшылықтар байқалады. Мәселен, азот қышқылында азот бес валентті делінеді.
***
Электрондық формулаға қараганда азот оттегі атомдарымен бес электрон жүбы арқылы байланыскан, азоттың сыртқы екінші қабатына он электрон келеді. Екінші электрондық қабатта сегізден артық электрон орналасуы мүмкін емес, оның үстіне азот атомындағы 2s2 электрон жүбын ажырату үшін көп энергия жұмсау қажет. Сондықтан азот қышқылының электрондық формуласы:
Бақылау сурақтары
Орта мектептің химия курсында химиялық байланыс туралы ұғымның орны, оқытылу реті қалай анықталған?
Коваленттік байланыс туралы ұғым қалай қалыптасты-рылады?
Иондық байланысты оқыту әдістемесінің ковалентті байланыспен таныстыру эдістемесінен айырмашылығы қандай?
Заттың қүрылымы мен қасиеттерінің арасындағы байланыс қалай ашылады?
Валенттілік үғымының ғылымдағы жэне химияны оқыту барысындағы маңызы қандай?
Валенттілікпен алғашқы таныстыру қалай жүзеге асады?
Валенттілік үғымын қалыптастыру жэне дамыту кезеңдері қандай?
Элемент атомдарының тотығу дэрежесімен таныстыру әдістемесі жэне бүл үғым қалай пайдаланылады?
Валенттілік, тотығу дәрежесі жэне химиялык байланыс үғымдарының өзара тәуелділігін қалай түсіндіру керек?
№11 дәріс Химиялық реакциялар туралы ұғымды дамыту.
Электронды теория,энергетика және кинетика негізінде химиялық реакциялар туралы ұғымды дамыту.
Химиялық процестерді басқару түсінігінің қалыптасуы,
ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯ ҮҒЫМЫНЫҢ МАЗМҮНЫ. Зат жэне химиялық реакция - химия ғылымының анықтамасына кіретін іргелі үғымдар, өзге аса маңызды үғымдар осы екеуінен туындайды. Заттар химиялық элементтердің қосылыстары болып табылатындықтан, бүлардың қатарына химиялық элемент ұғымын да жатқызады. 11-тарауда қарастырғанымыздай, химиялық реакциялар кезінде бастапқы заттар реакция өнімдеріне айналады. Бүл айналулар элемент атомдарының арасында жүзеге асады. Орта мектептің химия курсының алғашқы сабақтарында заттар жэне олардың қасиеттері жөнінде түсінік берілісімен химиялық реакция туралы ұғым қалыптастырылады. Содан соң зат жэне реакция туралы білім элемент жэне атом ұғымдарын енгізу үшін пайдаланылады. Бұдан кейінгі оқу материалдарында осы үш ұғым жарыса қалыптасып, бірін-бірі толықтырып, кеңейтіп және өрбітіп отырады.
Химиялық реакциялар туралы к-үрделі ұғым жүйесіне кіретіндер: заттардың реакцияға түсу бейімділігі, реакцияның басталу жэне жүру жағдайлары, реакцияның сыртқы белгілері, реакцияның жылдамдығы, реакцияның мэні жэне жүру механизмі, реакцияның жүру заңдылықтары, химиялық реакциялардың жіктелуі, химиялық реакциялардың сандық көрсеткіштері, химиялық реакциялардың зертханада және өндірісте пайдаланылуы, реакцияның энергетикалық эффектісі.
Бүлардың бәрі бір-бірімен тығыз байланысты жэне эрқайсысы жеке ұғымдарға жіктеледі. Реакцияласушы жүйе деп аталатын бастапқы заттар агрегаттық күйіне қарай біртекті жэне әртекті деп жіктеледі. Мүлың өзі гомогенді жэне гетерогенді реакциялар типін ажыратуға себепші болады. Бастапқы заттар кез келген реакцияға түсе бермейді, белгілі бір заттармен ғана эрекеттесуге бейімділігін танытады.
Бүл бейімділік заттың қүрамы мен қүрылымына тэуелді. Заттың күрылысы арқылы реакцияның мэні мен жүру механизмі түсіндіріледі.Химиялық реакциялардың басталуы мен жүруі реакцияласушы жүйенің күйіне, ондағы заттардың құрылысына байланысты. Кэдімгі жағдайда кесек күйіндегі заттар бір-бірімен эрекеттеспейді, реакция басталу үшін қажетті жағдайлар тудырылуы керек, олар: заттарды майдалау немесе еріту арқылы жанасу беттерін үлғайту, қыздыру, жарық жэне электр энергиясын беру, т.б.Химиялық реакциялардың жүргені сыртқы белгілерінен білінеді, олардың ең бастысы - жаңа заттар түзілуі. Жаңа заттардың пайда болғаны агрегаттық күйінен, түсінен, иісінен жэне жылу мен жарық шығуынан білінеді. Бүл табиғи таңбалар жүйесіне жататын белгілердің мағынасы реакциялық мэні мен механизмі арқылы түсіндіріледі.
Химия тарихында реакцияның мәні тәжірибе-аналитикалық, химиялық атомистика, термодинамикалық көзқарастар, атом қүрылысының теориясы жэне иондық теория, электрондық теория тұрғысынан түсіндірілген болатын. Орта мектептің химия курсында реакция үғымының даму қисынын айқындағанда осы теориялық кезеңдер ескеріледі. Алдымен тәжірибелер жасау арқылы бастапқы заттардан жаңа заттар түзілгені немесе химиялық құбылыс туралы үғым беріледі. Содан соң мэні атом-молекулалық ілім тұрғысынан түсіндіріледі. Бүдан кейін химиялык реакциялардың энергетикасы, кинетикасы және химиялық тепе-теңдік өтіледі. Ақырында химиялық реакциялардың мэні мен механизмі электрондық жэне иондық теориялар тұрғысынан талданады.
Химиялық реакциялардың жүру жылдамдығы заттардың табигатына, эрекеттесуші заттардың концентрациясына, температураға тәуелділігін көрсететін заңдылықтар түрғысынан оқылады.
Химиялық реакциялардың сандық көрсеткіштері құрам түрақтылық заңы, масса сақталу заңы, көлем қатынас заңы, Авогадро заңы жэне реакциялардың жылу эффектісімен сипатталады. Бүл сипаттау халықаралық өлшемдер жүйесі - моль және т.б. ұғымдармен тығыз байланысты түрде жүзеге асады.
Химиялық реакциялардың жіктелуі айтылып өткен үғымдардың бәріне негізделеді.
Реакцияның эр типінің бірнеше түрі болуы ықтимал, мысалы алмасу реакциялары, бейтараптану, гидролиз, т.б. болып жіктеледі.
Химиялық реакциялардың сандық көрсеткіштері немесе масса сақталу заңына, реакцияласушы жэне шыққан заттардың мольдік қатынастарына, реакцияның жылу эффектісіне негізделеді.
Химиялық реакция ұгымын ойдағыдай қалыптастырудың шарттары: 1) химиялық реакциялар туралы үғымдар жүйесін мұғалімнің жете түсінуі; 2) химиялық реакция туралы эр кезеңде берілетін білім, білік жэне дағдыны дидактикалық талаптар тұрғысынан іріктеу; 3) химиялық эксперимента жэне өзге оқыту қүралдарын тиімді таңдау; 4) оқушыларды химиялық құбылыстарды бакылай білуге жоспарлы түрде үйрету; 5) заттармен жэне қүрал-жабдықтармен жұмыс істей білуге үйрету; 6) бақылауларын түсіндіре білуге үйрету; 7) бақылауды түсіндірудің теориялық деңгейін біртіндеп көтеру; 8) химиялық реакциялармен таныстырғанда мәселелік жэне зерттеу эдістерін жиі қолдану, окушылардың
өздігінен істейтін жүмыстарын тиімді ұйымдастыру.
Оқушылардың жеке химиялық реакцияларды жалны жоспарға сэйкес сипаттап дағдыланганы жөн. Жалпы жоспардың мынадай болуы мүмкін: реакцияға кіріскен жэне шыққан заттардың құрамы мен қасиеттері; реакцияның мэні; реакцияның химиялық теңдеуі; химиялық реакция басталу жэне жүру жағдайлары, реакцияның сыртқы белгілері; реакцияны жасау техникасы, реакцияның типі және түрі, реакцияның қолданылуы. Бұл жалпы жоспар химияны оқытудың эр түрлі теориялық кезеңдерінде өзгеріске үшырап отырады. Мэселен, реакцияның мэні атом-молекулалық, химиялық байланыс, электрондық жэне иондық теориялар түрғысынан түсіндіріледі. Осыған орай реакцияның молекулалық, электрон баланс, толық иондық, қысқа иондық, электрон-иондық теңдеулері жазылады.
Химияльщ реакция үгымының атом-молеқулалық іпім гщргысынан дамуы. Химиялық реакция туралы бастапқы үғым «Химиялық алғашқы үгымдар» тақырыбында қалыптасатыны 11-тарауда айтылды. Мұнда химиялық реакциялардың физикалық құбылыстардан айырмасы, жүзеге асу жағдайлары, сыртқы белгілері туралы, қосылу, айрылу жэне орын басу реакциялары жайында алғашқы қарапайым түсінік беріледі. Оқушылар реакцияның сандық сипаттамаларымен танысады.
Келесі оттегі, сутегі элементтерін және олардың химиялық қосылыстарын өткенде, бейорганикалық заттардын маңызды кластары туралы білімді қорытындылағанда бұл түсінік кеңейіп одан әрі дамытылады.
Оттегі тақырыбында оқушылар бастапқы заттардың біреуі ретінде оттегінің жай заты қатысатын химиялық реакциялардың жүру жағдайларымен, мэні, энергетикасы және типтерімен танысады. Заттардың оттегімен қосылуы тотығу деп аталатыны, тотығу басталу үшін жылу берілетіні, басталғаннан кейін жылу шығарылатыны, реакцияның жылу эффектісі, термохимиялық теңдеулер бойынша есептеулер туралы алғашқы ұғым алады. Ауамен салыстырғанда таза оттегінде реакцияның шапшаң жүретініне, кейбір айрылу реакцияларының жылдамдығына эсер ететін арнайы заттардың (катализаторлардың) қатысуымен жүзеге асатынына көздері жетеді.Оттегімен қосылу кезінде көп мөлшердс жылу бөлінетіндіктен жанатын заттардың көпшілігінің отын есебінде қолданылуымен жэне отын түрлерімен танысады. Отынның алынған массасынан қанша жылу бөлінетінін есептейді. Оттегін алумен байланысты оқушылар айырылу реакцияларының нақтылы мысалдарын қарастырады. Ю.В. Ходаков жэне т.б. оқулығында оттегі алынуының - бір, Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман оқулығында бес мысалы талданады. Әдістемелік тиімділігі жағынан алғанда мектептен алынып қалған сынап (II) оксидінің, үш зат түзілетін перманганаттың айырылу реакцияларының тендеулерін жазудың қажеті шамалы. Судың, сутегі асқын оксидінің, егер көрсетілетін болса гана Бертолле тұзы айрылу реакцияларының теңдеулерін талқылау жеткілікті.
Сутегін жэне қышқылдарды өткенде оқушылар орынбасу реакциясы жөнінде білімін нығайтып, алмасу реакциясы туралы жаңа үғым алады. Мүғалім бүл екі реакцияның үдсастығы мен айырмашылығына оқушылардың назарын аударады. Мүлы маңызды эдістемелік мэселенің бірі деп қарау керек, өйткені кіретін жэне түзілетін заттар санының бірдей болуына байланысты оқушылар орынбасу жэне алмасу реакцияларын шатастырып жүреді. Бүл тақырыпта металдардың активтік қатары жөнінде берілетін үғымға сүйеніп, оқушылар металдар мен қышқылдар арасындағы реакциялардың жүру мүмкіндігін болжап үйренеді және болжауларын тэжірибелер арқылы тексереді. Сутегінің оттегінде жануын талқылағанда реакцияның жылу эффектісі ұғымы дамытылады, қопарылыс жэне экологиялық таза отын жөнінде алғашқы түсінік беріледі. Қышқылдардың химиялық қасиеттерін откенде реакция кезінде түсін өзгертетін заттар - индикаторлар қарастырылады. Мыс (II) оксиді мен сутегінің арасындағы орынбасу реакциясын көрнекі көрсеткенде тотығуға кері - тотықсыздану реакциясы түсіндіріледі. Бүл арада есте болатын нәрсе, тотығу - бір тақырыпта, тотықсыздану - скінші тақырыпта, олардың анықтамалары зат деңгейінде беріледі. Бүдан оқушыларда тотыгу мен тотықсызданудың әрқайсысы өз алдына жүре алатын дербес реакциялар деген үғым тумауын қадагалау керек.
«Су жэне ерітінділер, негіздер» тақырыбында алмасу реакцияларының аса маңызды бір түрі - бейтараптану реакциясы туралы үғым қалыптасады. Негіздер мен қышқылдардың, сілтілер мен қышқылдык оксидтердің арасындагы алмасу реакцияларының мысалдары қарастырылады. Бір-біріне қарама-карсы реакциялар -судыц анализі мен синтезі талданады. Тэжірибе жүзінде заттың қүрамына кіретін элементтердің масса үлестерін есептеу арқылы химиялык формула табу әдісі көрсетіледі. Орынбасу жэнс қосылу реакциялары жөніндегі оқушылардың білімі толықтырылады, қосылу реакцияларының бір түрі гидраттану туралы жаца үғым беріледі, бұл бейорганикалық қосылыстар арасындагы генетикалық байланысты түсінудің негізін құрайды.
Бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары жөніндегі білімді атом-молекулалық ілімнің түрғысынан қорытқанда химиялық реакциялар туралы оқушылардың алдыңгы төрт тақырыпта алган білімі бір жүйеге түсіріледі. Әр класқа тән жалпы реакциялардың жүру мүмкіндігін болжай алатын дэрежеге көтеріледірганикалық қосылыстар арсындағы химиялык реакциялардың молекулалық теңдеулерін сауатты жазуға үйренеді. Моль үғымын пайдаланып, реакциялардың химиялық жэне термохимиялық тендеулері бойынша есептеулер жүргізеді.
Электрондық көзқарас түргысынап химиялың реакция ұгымының дамуы. Заттардың құрылысы өтілгеннен кейін химиялық реакция ұғымының мазмүны мен көлемі туралы оқушылардың білімі тереңдейді. Химиялық реакция үғымына жаңа анықтама беріледі, атомнан төменгі деңгейде жүретін айналулар химиялық реакцияларға жатпайтыны айтылады. Оқушылардың түсінігін нактылау үшін өтілген жэне жаңа білімнің арасындағы байланысын тудыратын кесте сызылады.
Үш құбылысты салыстырып, оқушылар атомдар арасындағы химиялық байланыстары өзгеретін, бірақ атом ядролары сақталатын кұбылыстар химиялық реакциялар деп аталатыны жөнінде қорытындыға келеді. Химиялық реакциялар кезінде бастапқы заттар бөлшектерінің арасындагы химиялық байланыстар үзіледі, реакциядан шығатын заттардың бөлшектері арасында жаңа химиялық байланыстар түзіледі. Химиялык байланыстарды үзу үшін энергия жүмсалады, жаңа байланыстар түзілгенде энергия бөлінеді. Реакцияныц жалпы жылу эффектісі осы екеуінің ара қатынасына тэуелді екені айтылып, реакцияныц мэні мен жылу күбылысының арасында байланыс тудырылады. Химиялык реакциялар энергиясы қолайлы байланыстар түзілу жағыиа қарай жүреді, реакция кезінде бастапқы заттардың қүрылымы және қасиеттері өзгереді.
Осы көзкарастар түргысынан оқушылардың бастапқы заттардың қүрамына кіретін атомдардан жаңа заттардың молекулалары түзілетіні туралы түсінігі кеңейіп, жаңа сатыға көтеріледі. Реакцияға молекулалық құрылысы болмайтын химиялық қосылыстар да қатысып, жаца заттар түзілетініне көздері жетеді. Сөйтіп, химиялық реакциялардың мэнін үғыну атом-молекулалық деңгейден электрондық деңгейге түсіп тереңдейді.
Оқушылар химиялық реакциялар кезінде элементтердің сақталатыны жонінде қорытындыга келеді, оны нақтылау үшін оқушыларға таныс бір элементтің химиялық реакциялары еске түсіріледі:
12 3 4
Cu->CuO ->CuS04-> Cu(OH)2 ->CuO -> Си
те. Физикалық жэне химиялық қүбылыстардың үқсастығы мен айырмашылығы
Қүбылыс
|
Жаңа зат түзілуі
|
Химиялық байланыс
|
Атом ядросының өзгеруі
|
1. Физикалық
2. Химиялық
3. Ядролық
|
Түзілмейді Түзіледі
Түзіледі
|
Өзгермейді Өзгереді Жаңа байланыс түзіледі
Өзгереді
|
Өзгермейді Өзгермейді
Өзгереді
|
Жай зат күйіндегі мыс атомдарының арасында, металдың оттегі молекуласындағы атомдар арасында полюссіз ковалентті химиялық байланыстар бар, олар бөлме температурасында бір-бірімен әрекеттеспейді. Мысты қыздырганда химиялық байланысы үзіледі, қызған мыспен жанасқан оттегінің де ковалентті байланысы бұзылып, мыс пен оттегінің арасында иондық байланыс түзіледі, оксид пайда болады. Қалған реакцияларда мыс пен басқа бөлшектер арасындагы химиялық байланыстар өзгеріске ұшырайды. Мыс элементі оксид қүрамынан мыс (II) сульфатына, одан мыс (II) гидроксидіне, гидроксид айрылғанда оксидке ауысып, ақырында бос металл күйінде қайтадан бөлініп шығады. Химиялық озгерістер электрондық деңгейлерде жүзеге асып, ядро өзгеріске үшырамайтындықтан мыс химиялық элементі 5 реакцияда сақталады.
Электрондық теория түрғысынан түсіндірілетін химиялық реакциялардыц ең маңызды тобы - тотығу-тотықсыздану реакциялары. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының мэнін төрт түргыдан қарастырады: 1) электрондар алмасуы; 2) электрондар тығыздығының өзгеруі; 3) элемент атомдары тотығу дэрежелерінің озгеруі; 4) стехиометриялық валенттіліктің өзгеруі. Оқулықтар мен оқу-эдістемелік қүралдарында осының тортеуі де кездеседі.
Химиялық байланыстар тұрғысынан реакцияларды кеңірек түсінгенде электрон қатысынсыз жүзеге асатын реакциялар болмайтыны белгілі болды. Мәселен, тотығу-тотықсыздануға жатқызылмайтын электролиттік диссоциациялану кезінде бастапқы заттардағы иондық жэне полюсті байланыстардың электрондары босап, иондар мен су молекулалары арасындағы байланыстарды түзуге (гидраттану реакциясына) қатысады. Сондықтан тотығу-тотықсыздану реакцияларын элементтердің тотығу дэрежелері озгере жүретін реакциялар деп анықтаған дұрыс. Бүл реакциялардың негізгі үғымдары: элементтер атомдарының электртерістілігі, тотығу дәрежесі, тотыксыздану, тотықтырғыш жэне тотықсыздандырғыш.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының негізгі үғымдарын игеру барысында оқушыларда мынадай білім мен білік қалыптасады.
Периодтық жүйедегі орны бойынша элементтің электртерістілігін анықтау жэне салыстыру. Электрондардың ауысу бағытын бағдарлай білу.
Тотықсыздандырғыш пен тотықтырғыш ролін нақтылы түсіну. Реакция кезінде тотықсыздандырғыш тотығады жэне өзінің тотығу дәрежесін осіреді, тотықтырғыш тотықсызданады, өзінің тотығу дэрежесін кемітеді. Реакция нэтижесінде тотықсыздандырғыш әлсіздеу тотықтыргышқа, тотықтырғыш элсіздеу тотықсыздан-дырғышқа айналып, кері қасиеттерге ие болады. Бүған назар аударудың оқушыларда ғылыми материалистік көзқарас қалыптастыру үшін маңызы зор. Әдетте, тотықтыргыш пен тотықсыздандырғыштың осы реакция кезіндегі әрекеті айтылады да, оқушыларда сыңар жақты үғым қалыптасады.
Қосылыстагы элементтердің тотығу дәрежелерін аныктай білу. Екі элементтен түратын қосылыстарда электртерістілігі басым элементтің тотыгу дэрежесі - теріс, екіншісінікі - оң болады. Осы қагидаға сәйкес металдардың қосылыстардағы тотығу дэрежелері -оң, бейметалдардың тотығу дэрежелері теріс болады. Үш элементтен түратын оттекті қышқылдарда жэне олардың тұздарында элементтердің тотығу дэрежелері оттегі бойынша анықталады. Оттегінің фтормен қосылысындағы тотығу дэрежесі +2, қалған элементтермен қосылыстарында -2. Сутегі мен металдың жэне орталық элементтің тотығу дәрежесі оң болады. Қышқылдарда сутегінің тотығу дэрежесі - плюс бір, оттегінде минус екі болғандықтан іс жүзінде орталық элементтің тотығу дэрежесін табуға тура келеді, мысалы:
+1х -2
H2S03
Қосылыстағы элементтердің оң және теріс тотығу дәрежелерінің қосындысы нөлге тең:
2∙ (+1) + х + 3 ∙ (-2) = 0 бүдан х-+4. Күкіртті қышқылдағы күкірттің тотығу дэрежесі - плюс төрт.
Қосылыстағы жэне бос күйіндегі тотығу дэрежелеріне қарап, элемент атомдарын білдіретін тотықтырғыш жэне тотықсыздандырғыш қасиеттерін жорамалдай білу. Құрамында тотықтыргышы немесе тотықсыздандыргышы бар қосылыстың түсетін реакцияларын және олардың өнімін бағдарлау.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының түрлерін ажырата білу: а) тотықтырғыш бір заттың, тотықсыздандырғыш екінші заттың қүрамында кездеседі (молекулааралық тотығу-тотықсыздану реакциялары); ә) тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш бір заттың құрамына кіреді (молекула ішіндегі тотыгу-тотықсыздану реакциялары); б) бір элементтің атомдары әрі тотықтырғыш, эрі тотықсыздандырғыш қызметін атқарады (өзін-өзі тотықтыру-тотықсыздандыру).
Тотығу-тотықсызданудың электрондық мэнін түсіну. Оттегін - тотықтырғыш, сутегін тотықсыздандырғыш деп қарайтын тар ұгымиың мағынасын кеңейтіп, мүндай қасиеттер барлық атомдарда болатынына көз жеткізу. Бүрын тотыгу жэне тотықсыздану реакциялары жекелеп қарастырылганымен бүл екеуі бір процестің екі жағы екеніп, бірінсіз-бірі жүзеге аспайтынын түсіну.
Тотығу-тотықсыздану реакциялары кезінде электрондар эрдайым бір атомнан екінші атомға толық ауыса бермейтінін ескеру. Ковалентті байланысы бар молекулалар түзілгенде электрондардың ыгысуы ғанаіске асады.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін қүрастыра білу. Дәстүрлі эдістеме бойынша бұл теңдеулерді қүру үшін оқушылар мынадай іс-эрекеттерді жүзеге асырады:
а) бастапқы заттардың формулаларын плюс белгісімен тіркеп жазу;
ә) формулаларына қарап, тотыктырғыш пен тотықсыздандырғышты тауып, тотығу дәрежелерін қою;
б) реакция кезінде тотыгу дэрежелерінің қалай өзгеретінін бағдарлау, соларға сэйкес түзілетін реакция өнімдерінің формулаларын жазып, электрондық теңдеу құру.
в) реакцияға кіріскен жэне шыққан заттар бейтарап болатынын ескеріп, тотығу дәрежелерінің ескен жэне кеміген шамаларын табу,олар өзара тең болуы тиіс;
г) теңдеуге коэффициенттер қою.
Осы айтылғандарға сүйеніп, жоғарғы сызбанұсқада келтірілген
мыс элементінің қатысуымен жүзеге асатын тотығу-тотықсыздану
реакцияларыныц теңдеуін жазып көрсетуге болады.
a)Cu + 02→
ә)Сu° + 02→
Си 2+ 20-2
+2 -2
б) Сu + О2 →СuО
в) Сu - 2е- →Сu+2
о 0 +2-2
г) 2Сu + 02 →СuО
02 +4е-→20-2
Бұл реакцияда мыс - тотықсыздандырғыш: Cu°-> Cu+2 дейін тотыгады, оттегі - тотыктырғыш, өзі О0-»О"2 дейін тотықсызданады. Реакция нэтижесінде түзілген мыс тотықтыргыш қасиетке ие болып, тотыксыздану реакциясына түседі.
СuО+ Н2 = Сu + Н20 Сu+2+2е- → Сu°
Сутегі тотыксыздандыргыш ролін атқарып өзі Н° →Н+1 дейін тотығады.
Электрондық теория тұрғысынан химиялық реакцияларды үлкен екі топқа біріктіреді:
1) элементтердің тотығу дәрежесі өзгеріп жүретін реакциялар - тотығу-тотықсыздану реакциялары;
2) элемент атомдарының тотығу дэрежелері өзгермей жүретін реакциялар -алмасу реакциялары оқушыларга бұрыннан таныс, заттардын саны бойынша ажыратылатын қосылу, айрылу, орынбасу, алмасу реакциялары мэні жағынан осы екі топтың біреуіне жатқызылатыны айтылады. Мәселен, мыс элементінің қатысуымен жүретін реакциялардың типтерін кесте түрінде жазып, бүган көз жеткізуге болады.
Бірінші қосылу, үшінші жэне алтыншы орынбасу реакциялары заттардың тотығу дәрежелері өзгеріп жүретіндіктен молекулааралық тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады. Оқушыларға белгілі айрылу реакцияларының көпшілігі де осы тұрғыдан қарастырылады, мысалы:
Сl +5 +6е-→СГ'
2КСЮ3 = 2КС1 + 302
ЗО-2 – 6е-→30°
Мұнда тотықтырғыш - хлор атомдары жэне тотықсыздандырғыш -оттегі атомдары бір заттың құрамына кіреді, молекула ішіндегі тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатқызылады.
Хлордың сумен эрекеттесуін талдағанда оқушылар бір элемент атомдарының өзін-өзі тотықтыру - тотықсыздандыру қасиетімен танысады:
о -1 +1
С12+ Н20=КС1+ НСІ О
Хлордың бір атомы электронын беріп тотығады, екінші атомы электронды қосып алып, тотықсызданады. Хлордың сутегімен әрекеттесу реакциясын талқылағанда оқушылар химиялық реакциялардың радикалдық механизмімен танысады. Тіке түскен жарықтың эсерінен қоспадағы хлордың молекуласы сыңар электроны бар атомдарға ыдырайды:
hv
С120 → Сl∙ + ∙ С1
Бұл молекуламен салыстырғанда энергиясы көп бөлшектер - атом радикалдар деп аталады, сутегінің молекуласымен әрекеттесіп, сутегі атомының радикалын бөліп шығарады: Н2+ ∙С1 = НС1 +∙ Н Сутегі радикалы хлор молекуласын бұзып,тізбекті реакция жүзеге асады.
Галогендер тақырыбында оқушылар хлор атомы - тотығу дэрежесінің өзгеруімен танысады.
|
-1
|
0
|
+1
|
+5
|
+7
|
|
Н С1
МеСІ
|
С12;
|
С12О
НС10
КС10
|
СС103
|
Cl207
НС104
КС104
|
Достарыңызбен бөлісу: |