Компетентностно-ориентированное задание

Компетенция в сфере коммуникации. Эффективное общение: диалог. Уровень III. 35.01.23. ОУП.02 «Химия». Тема «Основные понятия и законы химии».

После изучения темы «Основные понятия и законы химии» для закрепления изученного предлагается данное задание, преподаватель дает возможность студентам поправлять, добавлять, либо сам поправляет отвечающего если ответ не полностью раскрыт, либо имеются погрешности в формулировках.

Экспресс-опрос (быстрый опрос) – форма индивидуального устного опроса. Все вопросы сообщаются учащимся заранее. Отвечать надо быстро, должна работать память. Вопросы составляются на основании программных требований к результатам усвоения учебного материала, они в основном имеют репродуктивный характер.

Оценка устного ответа.

    Отметка «5»:

-  ответ полный и правильный на основании изученных теорий;

-  материал изложен в определенной логической последовательности, литературным языком;

-  ответ самостоятельный.

     Ответ «4»;

-  ответ полный и правильный на сновании изученных теорий;

-  материал изложен в определенной логической последовательности, при этом допущены две-три несущественные ошибки, исправленные по требованию учителя.

     Отметка «З»:

-  ответ полный, но при этом допущена существенная ошибка или ответ неполный, несвязный.

   Отметка «2»:

-  при ответе обнаружено непонимание учащимся основного содержания учебного материала или допущены существенные ошибки, которые учащийся не может исправить при наводящих вопросах учителя, отсутствие ответа.

Вопросы

I.   Сформулируйте определение валентности.

II.   Как определить валентность металла по его положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева? Приведите примеры.

III.  Как определить валентность неметалла по его положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева? Приведите примеры.

IV.  Что нужно знать, чтобы составить химическую формулу бинарного соединения?

V.  Сформулируйте закон постоянства состава. В чем заключается его практическое значение?

Ответы:

I.  Валентность – способность атомов химических элементов вступать в химические соединения с атомами других элементов. Другими словами, это способность атома образовывать определенное число химических связей с другими атомами.

II.  Глядя на молекулярную формулу и индексы, мы можем назвать валентности входящих в состав элементов.

Например, имея химическую формулу вещества, в котором известна валентность одного из элементов, можно легко определить валентность другого элемента.

Для этого нужно только запомнить, что в веществе молекулярной природы число валентностей обоих элементов равны. Поэтому используйте наименьшее общее кратное (соответсвует числу свободных валентностей, необходимых для соединения), чтобы определить неизвестную вам валентность элемента.

Чтобы было понятно, возьмем формулу оксида железа Fe₂O₃. Здесь в образовании химической связи участвуют два атома железа с валентностью III и 3 атома кислорода с валентностью II. Наименьшим общим кратным для них является 6.

·                     Пример: у вас есть формулы Mn₂O₇. Вам известна валентность кислорода, легко вычислить, что наименьше общее кратное – 14, откуда валентность Mn – VII.

Аналогичным образом можно поступить и наоборот: записать правильную химическую формулу вещества, зная валентности входящих в него элементов.

·                     Пример: чтобы правильно записать формулу оксида фосфора, учтем валентность кислорода (II) и фосфора (V). Значит, наименьшее общее кратное для Р и О – 10. Следовательно, формула имеет следующий вид: Р₂О₅.

Хорошо зная свойства элементов, которые они проявляют в различных соединениях, можно определить их валентность даже по внешнему виду таких соединений.

Например: оксиды меди имеют красную (Cu₂O) и черную (CuО) окраску. Гидроксиды меди окрашены в желтый (CuОН) и синий (Cu(ОН)₂) цвета.

III.   Как известно, валентность бывает постоянной (когда химический элемент образует всегда одно и то же количество связей с другими атомами) и переменной (когда в зависимости от того или иного вещества валентность одного и того же элемента изменяется).

Определить валентность нам поможет периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

Действуют такие правила:

1) Максимальная валентность химического элемента равняется номеру группы. Например, хлор находится в 7-й группе, а значит, у него максимальная валентность равна 7. Сера: она в 6-й группе, значит, у неё максимальная валентность равна 6.

2) Минимальная валентность для неметаллов равна 8 минус номер группы. Например, минимальная валентность того же хлора равна 8 – 7, то есть 1.

Увы, из обоих правил имеются исключения.

Например, медь находится в 1-й группе, однако максимальная валентность меди равна не 1, а 2.

Кислород находится в 6-й группе, но у него валентность почти всегда 2, а вовсе не 6.

Полезно помнить ещё следующие правила:

3) Все щелочные металлы (металлы I группы, главной подгруппы) всегда имеют валентность 1. Например, валентность натрия всегда равна 1, потому что это щелочной металл.

4) Все щёлочно-земельные металлы (металлы II группы, главной подгруппы) всегда имеют валентность 2. Например, валентность магния всегда равна 2, потому что это щёлочно-земельный металл.

5) Алюминий всегда имеет валентность 3.

6) Водород всегда имеет валентность 1.

7) Кислород практически всегда имеет валентность 2.

8) Углерод практически всегда имеет валентность 4.

Следует помнить, что в разных источниках определения валентности могут отличаться.

Более или менее точно валентность можно определить как количество общих электронных пар, посредством которых данный атом связан с другими.

Согласно такому определению, валентность азота в HNO3 равна 4, а не 5. Пятивалентным азот быть не может, потому что в таком случае вокруг атома азота кружилось бы 10 электронов. А такого не может быть, потому что максимум электронов составляет 8.

IV.  Для того, чтобы составить формулу бинарного соединения необходимо соблюдать следующую последовательность действий (рассмотрим подробно на примере оксида железа (III)):

1.                 Изображаем химические знаки элементов, входящих в состав оксида

FeO

2.                 Проставляем над знаком каждого элемента валентность римской цифрой:

Fe^IIIO^II

3.                 Находим наименьшее общее кратное чисел единиц валентностей (II × III) = 6

4.                 Делим наименьшее общее кратное на число единиц валентности каждого элемента в отдельности (полученные частные и будут индексами в формуле)

6 : 2 = 3;

6 : 3 = 2;

Fe₂O₃.

V. Современная формулировка закона заключается в следующем: всякое чистое вещество независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав.

Чистое вещество в данном случае – вещество, в котором отсутствует даже малое количество примеси.

Данный закон правдив лишь для элементов с молекулярной структурой.

Например, оксид углерода (4) можно получить по любой из указанных ниже реакций:

С + О_{2 =} СО ₂

2СО + О₂ = 2СО₂

СаСО₃ = СО₂ + СаО

В химически чистом образце этого оксида всегда содержится 27,29%  С и 72,71% О. Отклонение от данного состава свидетельствует о присутствии примесей. Утверждение, обратное положению о постоянстве состава веществ: каждому определенному составу отвечает только одно химическое соединение, неверно. Действительно, диметиловый эфир и этиловый спирт имеют одинаковый химический состав – С₂Н₆ О, но отличаются друг от друга структурой молекул, т.е. порядком соединения в них атомов (изомеры).

Закон постоянства состава вещества имеет значимое практическое значение. Он позволяет выводить химические формулы.