46. Изучение и развитее понятий валентность и степень окисления в школе.

Учащимся следует напомнить определение валентности как свой­ства атома данного элемента присоединять определенное число атомов другого элемента. Чтобы определить понятие валентности на основе электронных представлений, необходимо вначале пред­ложить учащимся вспомнить формулы строения уже известных им простых и сложных веществ. Они при этом самостоятельно определяют тип связи, на основе электро­отрицательности, указывают направление смещения электронной пары, отмечают, что в образовании химических связей принимают участие неспаренные электроны, дают названия этим веществам.

Далее обращают внимание на то, что число связей в рассмотренных молекулах совпадает со значением валентности элементов, и дают определение этому понятию: «Валентностью называется свойство атомов образовывать ковалентные химические связи». Причиной того что атомы разных элементов присоединяют к себе определенное число атомов другого химического элемента, является образование химических связей. Поэтому первоначальное определение валентности не отбрасывается, а наполняется новым содержанием, т.е. получает дальнейшее развитие на электронной основе. Такой подход обеспечивает преемственность и развитие знаний учащихся. Им известно, что число связей, которые может образовать атом, равно числу его неспарен­ных электронов в основном или возбужденном состоянии.

Валентность, определяемая как число связей, не имеет знака; она не может быть положительной, отрицательной и нулевой. Однако число химических связей может быть больше числа неспаренных электронов. Учащимся предлагают вспомнить о донорно-акцепторном способе образования ковалентной связи.

Для формирования понятия о степени окисления учащимся мож­но предложить указать на сходство и различие между химическими связями в простых и сложных веществах. Используя примеры раз­личных простых и сложных веществ, они приходят к выводу, что в простых веществах химические связи неполярные, а в сложных полярные или ион­ные. В зависимости от разности электроотрицательности атомов в сложных веществах электронные пары в большей или меньшей мере смещены к более электроотрицательному атому. Степень окисления выражается количеством частично или полностью смещенных электронов от атомов одного элемента к другому в сложном веществе. Можно сказать, что степень окисле­ния — это условный заряд атома, вычисленный из предположе­ния, что данное сложное вещество состоит из ионов.

Атом, от которого смещаются электроны, приобретает поло­жительную степень окисления. Атом, к которому электроны смещают­ся, приобретает отрицательную степень окисления. В простых вещес­твах отсутствует смещение электронов к какому-либо из атомов. Поэтому степень окисления элементов в простых веществах прини­мается равной нулю. Следует иметь в виду, что степень окисления — это условное понятие, не отражающее реального состояния атома в соединении, так как ковалентные соединения рассматриваются в этом случае тоже как состоящие из ионов, хотя в этих соединениях ионов нет.

Для определения смещения электронов и степени окисления элементов в сложном веществе следует пользоваться понятием об электроотрицательности и его качественной характеристикой по положению элемента в периодической системе.

Для закрепления этих сведений учащимся нужно предложить упражнения 1) на определение степени окисления атомов в бинарных соединениях 2) на написание формул бинарных соединений по заданным значениям степени окисления элементов; 3) на определение степени окисления атомов в соединениях, состоящих из трех более элементов.