-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
12.html
126 lines (126 loc) · 16 KB
/
12.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Что такое ион, молекула - Интерактивный Онлайн-Курс</title>
<meta name="description" content="Помимо атомов и молекул, в химии существуют также ионы. Ионы - это атомы или молекулы, обладающие зарядом. Заряд появляется, когда атом или молекула">
<script src="js/common.js"></script>
<link rel="stylesheet" href="css/main.css">
<link href="https://fonts.googleapis.com/icon?family=Material+Icons" rel="stylesheet">
<link href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/5.10.2/css/all.min.css" rel="stylesheet">
<meta property="og:site_name" content="https://avfirsov.github.io">
<meta property="og:image:secure_url" content="https://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:image" content="http://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:type" content="artice">
<meta property="og:url" content="https://avfirsov.github.io/12.html">
<meta property="og:title" content="Что такое индексы, коэффициенты в формуле - Интерактивный Онлайн-Курс">
<meta property="og:description" content="Помимо атомов и молекул, в химии существуют также ионы. Ионы - это атомы или молекулы, обладающие зарядом. Заряд появляется, когда атом или молекула">
<link rel="shortcut icon" href="favicon.ico" type="image/x-icon">
<!-- Yandex.Metrika counter --> <script type="text/javascript" > (function(m,e,t,r,i,k,a){m[i]=m[i]||function(){(m[i].a=m[i].a||[]).push(arguments)}; m[i].l=1*new Date();k=e.createElement(t),a=e.getElementsByTagName(t)[0],k.async=1,k.src=r,a.parentNode.insertBefore(k,a)}) (window, document, "script", "https://mc.yandex.ru/metrika/tag.js", "ym"); ym(55379743, "init", { clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); </script> <noscript><div><img src="https://mc.yandex.ru/watch/55379743" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div></noscript> <!-- /Yandex.Metrika counter --></head>
<body>
<div class="content">
<div class="menu"><i class="material-icons">menu</i></div>
<h1>Урок 12. Молекулы и ионы. Степени окисления в ионах</h1>
<h2>Что такое "ионы"</h2>
<p>Помимо атомов и молекул, в химии существуют также ионы. <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BE%D0%BD" target="_blank">Ионы</a> - это атомы или молекулы, обладающие <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4" target="_blank">зарядом</a>. Заряд появляется, когда атом или молекула принимает или отдает электроны. В <a href="9.html" target="_blank">уроке 9</a> мы говорили, что степень окисления - это сколько атом отдал электронов минус сколько принял. Строго говоря, это не совсем так. На самом деле это определение заряда. Заряд и степень окисления - два тесно связанных понятия.</p>
<h2>Заряд и степень окисления</h2>
<p>Степень окисления - это более широкое понятие заряда, но о том же самом. На заряд влияют только фактически совершенные транзакции с электронами: если атом не отдавал и не принимал электронов, его заряд равен 0. Степень окисления же учитывает даже намерения атома отдать или принять электроны. Если атом только <em>хочет</em> отдать 1 электрон, но еще не отдал его, то его степень окисления равна +1, но заряд все еще равен 0. Если атом все таки отдаст 1 электрон, то его заряд станет равен +1. Степень окисления при этом остается равной +1 и совпадает с зарядом.</p>
<p>Степень окисления - это потенциальный заряд, который атом получит (или уже получил), если реализует все свои желания по переносу электронов. Если у атома уже есть заряд, то степень окисления совпадает с зарядом.</p>
<p>Степень окисления и заряд часто путают - настолько похожи эти понятия. На письме их обозначают практически одинаково: SO4(2-), NH4(+), NO3(-), PO4(3-), CO3(2-), Al(3+) - это все примеры формул ионов, а эти символы справа вверху - заряды. Очень похоже на степень окисления, не правда ли? Цифры в зарядах также целые и у заряда также принято указывать знак <strong>+</strong> если заряд по величине больше нуля. Только у заряда знак пишется перед цифрой и если заряд равен <strong>+1</strong> или <strong>-1</strong> единицу не пишут, и заряд записывают просто как <strong>+</strong> или <strong>-</strong>. Если заряд иона больше нуля, такой ион называется <em>катионом</em>. Если заряд меньше нуля - ион называют <em>анионом</em>.</p>
<h2>Атомы, молекулы, ионы</h2>
<p>Прежде, чем двигаться дальше, давайте установим более четкие границы между понятиями "атом", "молекула", "ион".</p>
<ul>
<li><p><strong>Атом</strong> - не обладает зарядом, но может обладать степенью окисления.</p></li>
<li><p><strong>Молекула</strong> - состоит из нескольких атомов и также не обладает зарядом. Понятие "степень окисления" к молекулам не применяют.</p></li>
<li><p><strong>Ион</strong> - может быть образован одним или несколькими атомами. Обязательно обладает зарядом. Если образован одним атомом, обладает степенью окисления равной заряду.</p></li>
</ul>
<h3>Атомарные и молекулярные ионы</h3>
<p>Ионы, образованные одним атомом, называют <em>атомарными ионами</em>, образованные несколькими атомами - <em>молекулярными ионами</em>. SO3(2-) - молекулярный ион, Al(3+) - атомарный. Когда ион состоит из одного атома, для решения наших задач он ничем не отличается от атома со степенью окисления равной заряду этого иона. В дальнейшем мы не будем различать атомарные ионы и атомы.</p>
<h2>Зачем нам знать об ионах и зарядах?</h2>
<p>Ионы встречаются в химии постоянно. Мы встречались с ними в прошлых уроках, возможно того не осознавая. И вам гарантированно предстоит находить в них степени окисления, если вы собираетесь сдавать ЕГЭ или ОГЭ.</p>
<p>Когда ион состоит из нескольких атомов ("молекула с зарядом"), <a href="10.html#rule4" target="_blank">правило 4</a> о сумме степеней окисления не работает в прежнем виде. Для ионов надо внести в правило небольшое уточнение:</p>
<p><strong>Правило 4 (обновленное):</strong></p>
<div class="remember"><p>Cумма степеней окисления всех атомов в частице равна</p>
<ol class="lettered">
<li>
<p>для молекулы - нулю</p>
</li>
<li>
<p>для иона - заряду этого иона</p>
</li>
</ol>
</div>
<a name="strange"></a><p>Наше новое правило наглядно иллюстрирует SO3. В химии есть 2 разных частицы с одинаковым атомарным составом SO3: молекула SO3, и анион SO3(2-) . В молекуле сумма всех степеней окисления равна 0. В анионе эта сумма равна заряду и равна -2. В результате, при одинаковом атомарном составе частиц, степень окисления серы в них разная:</p>
<ul class="hr">
<li>
<div class="reaction" id="r1">S(+6)O(-2)3</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r1"></div>
</li>
<li>
<div class="reaction" id="r2">S(+4)O(-2)3(2-)</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r2"></div>
</li>
</ul>
<h2>Ок, а как все это связано с уравниванием реакций?</h2>
<p>Очень просто. По-настоящему сложные для уравнивания реакции являются ОВР. В них атомы меняют степени окисления. Чтобы уравнивать ОВР, надо уметь находить какой степень окисления была и какой стала. Большинство веществ состоят из ионов, поэтому чтобы уравнивать ОВР надо уметь расставлять степени окисления в ионах.</p>
<p>Но это еще не все. С ионами связаны т.н. "ионные уравнения". Это другой вид заданий, не связанный ОВР. Разобравшись с ионами, вы убьете двух зайцев: откроете себе путь и к ОВР, и к ионным уравнениям.</p>
<h2>Где в химии можно встретить ионы?</h2>
<p>Все анионы с которыми вам предстоит иметь дело, перечислены в первом столбце <a href="10.html#solTable" target="_blank">таблицы растворимости</a>, а все катионы - в ее первой строке. Помните <a href="10.html#rule3" target="_blank">правило 3</a> нахождения степеней окисления? В нем говорилось, что степень окисления металла в соединении надо брать из первой строки таблицы растворимости. Мы еще тогда мельком говорили о странной манере записи степени окисления металлов в таблице. Это потому, что <em>металлы в соединениях являются ионами</em> и в таблице растворимости они записаны как ионы, с зарядом.</p>
<p>В реальной жизни ионы входят в составы многих веществ, но никогда не встречаются в чистом виде. Дело в том, что ионы всегда притягиваются к ионам с противоположным зарядом, взаимно "нейтрализуя" свои заряды. В результате объединения ионов образуются незаряженные вещества.</p>
<div class="remember">
<p>Ион всегда является частью вещества и не существует сам по себе в чистом виде</p>
</div>
<p>Нельзя взять и собрать в одну кучку ионы SO4(2-) так, чтобы в ней не было других частиц: силы взаимного притяжения ионов настолько велики, что в кучке обязательно окажутся катионы, причем в таком количестве, что суммарный заряд всех частиц в кучке будет равен 0.</p>
<h2>Степени окисления в ионах и веществах, их содержащих</h2>
<p>В чистом виде не бывает иона SO4(2-), но есть много веществ его содержащих, например Na2SO4, CaSO4, Al2(SO4)3. Во всех частицах, содеражщих ион SO4(2-), степень окисления серы одинаковая и такая же, как в самом ионе:</p>
<ul class="hr">
<li>
<div class="reaction" id="r3">S(+6)O(-2)4(2-)</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r3"></div>
</li>
<li>
<div class="reaction" id="r4">Na(+1)2S(+6)O(-2)4</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r4"></div>
</li>
<li>
<div class="reaction" id="r5">Ca(+2)S(+6)O(-2)4</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r5"></div>
</li>
<li>
<div class="reaction" id="r6">Al(+3)2(S(+6)O(-2)4)3</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r6"></div>
</li>
</ul>
<p>Отсюда следует практический вывод: найдя однажды степени окисления в ионе, вы находите степени окисления сразу во всех веществах, содержащих этот ион. Это очень удобно и экономит много времени.</p>
<h2>Задачи</h2>
<p>Найдите степени окисления в следующих частицах:</p>
<div class="exercizes">
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="wrapper">
<div class="reaction" data-options="{'solution':'oxiStatesAll'}" id="r7" style="cursor: pointer;"><div class="compound"><div class="elem">N</div><div class="elem">O<sub>2</sub></div><sup>-</sup></div></div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r7"></div>
</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="wrapper">
<div class="reaction" data-options="{'solution':'oxiStatesAll'}" id="r8">NaNO2</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r8"></div>
</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="wrapper">
<div class="reaction" data-options="{'solution':'oxiStatesAll'}" id="r9">Ca(NO2)2</div>
<div class="oxiStatesTable" data-reaction="r9"></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<script src="js/templates.js"></script>
</body>
</html>