С целью реализации одной из ведущих идей программы курса химии О.С. Габриеляна, а именно, установление причинно-следственных связей между составом, строением, свойствами и применением веществ, является целесообразным ввести понятие шкалы степеней окисления. Это позволяет сформировать у учащихся чёткое представление не только о многообразии веществ, в состав которых входит один и тот же химический элемент, но и установить взаимосвязь между строением и проявляемыми свойствами.
Одной из самых сложных тем в 9-м классе является тема “Азот и его соединения”. После изучения строения и свойств простого вещества азота, учащиеся знакомятся с разнообразием его соединений. Это эффективно сделать с использованием шкалы степеней окисления азота (рисунок 1).
Рисунок 1.
Cхема заполняется на уроке постепенно. В начале выясняется вопрос о молекулярных формулах и характере оксидов азота, изученных в 8-м классе. Учащиеся вспоминают о делении оксидов на солеобразующие и несолеобразующие, затем определяют характер N2O5 и N2O3, зная, что им соответствуют кислоты. Теперь очень легко объяснить, почему NO2 тоже относится к кислотным оксидам. Иначе и быть не может, ведь свойства соединений меняются плавно, а находящийся между двух кислотных оксидов, NO2, просто вынужден быть таковым.
Однако, какая кислота соответствует этому оксиду? Не имея в распоряжении своей “родной” кислоты, NO2 поступает просто: он превращается в HNO3 или в HNO2 в зависимости от условий:
1) N+4O2 + NO + H2O ------ 2HN+3O2
Реакция идёт с понижением степени окисления, поэтому к NO2 следует добавить оксид азота с меньшей степенью окисления (N+2O) и воду – источник атомов водорода.
2) 4N+4O2 + O2 + 2H2O ------- 4HN+5O3
Реакция идёт с повышением степени окисления, поэтому к NO2 следует добавить окислитель (кислород) и воду – источник атомов водорода.
NO2 – кислотный оксид. Ему соответствует не только две кислоты, но и два типа солей одновременно: и нитраты и нитриты.
Предложенная схема отрабатывается на уроке при выполнении заданий:
- При обработке 16 г двухвалентного металла концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (4), который взаимодействуя с раствором гидроксида калия, образует смесь двух солей, одна из которых, разлагаясь при нагревании, превращается во вторую с выделением 2,8 л кислорода (н.у.). Определите этот металл.
- Осуществить цепочку превращений:
N2---NH3---NO---NO2---HNO3---NH4NO3---N2O
Выполняя эти задания, учащиеся не только повторяют свойства соединений, но и знакомятся с особенностями их химических свойств. В качестве домашнего задания учащимся предлагается выполнить упражнения после соответствующего параграфа в учебнике.
Таким образом, систематическое употребление шкал степеней окисления систематизируют знания учащихся и учат их устанавливать причинно-следственные связи между составом, строением и свойства и веществ.