Klasyfikacja tlenków, Ćwiczenia z Systematyka

Pobierz Klasyfikacja tlenków i więcej Ćwiczenia w PDF z Systematyka tylko na Docsity!

Klasyfikacja tlenków

Wprowadzenie Przeczytaj Mapa pojęć Sprawdź się Dla nauczyciela

Tlen to najbardziej rozpowszechniony pierwiastek na Ziemi. Jego zawartość w litosferze wynosi ok 46,4%, w hydrosferze 89%, a w atmosferze 21%. Tworzy on dwuskładnikowe związki niemalże ze wszystkimi pierwiastkami chemicznymi. Czy wiesz, jakie są ich rodzaje? A może wiesz, czym się różnią?

Twoje cele

Poznasz sposoby klasyfikacji tlenków. Sklasyfikujesz tlenki ze względu na ich budowę chemiczną. Podzielisz tlenki ze względu na ich właściwości chemiczne.

Do produkcji środków gaśniczych wykorzystywany jest tlenek węgla(IV). Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Klasyfikacja tlenków

Numer grupy 1. 2. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Najwyższy stopień utlenienia atomów pierwiastka w tlenkach

I II III IV V VI VII VIII

W poniższej tabeli zaprezentowano przykłady tlenków prostych.

Nadtlenki to związki pierwiastka z tlenem, w których atomy tlenu występują na -I stopniu utlenienia. W strukturze nadtlenków jest obecne wiązanie. Nadtlenki o budowie jonowej, np. , zawierają zatem w swojej budowie aniony nadtlenkowe. Poniżej przedstawiono wzór strukturalny nadtlenku wodoru.

Nazwa tlenku (wg. Systemu Stocka)

Wzór tlenku prostego

Stopień utlenienia pierwiastka wobec tlenu Tlenek litu I Tlenek skandu(III) III Tlenek manganu(IV) IV Tlenek żelaza(III) III Tlenek glinu III Tlenek węgla(II) II Tlenek azotu(II) II Tlenek siarki(IV) IV Tlenek chloru(I) I

Tabela 1. Maksymalne wartości stopni utlenienia pierwiastków w ich związkach z tlenem.

Li 2 O Sc 2 O 3 MnO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 CO NO SO 2 Cl 2 O

O − O K 2 O 2 O 2 2−

Wzór strukturalny nadtlenku wodoru z zaznaczonym wiązaniem nadtlenkowym (wiązanie pomiędzy atomami tlenu) Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Są to związki nietrwałe o właściwościach silnie utleniających. Wzór ogólny nadtlenków ma postać:

gdzie:

• oznacza symbol pierwiastka chemicznego z grupy 1., 2. lub 12.;
• oznacza odpowiedni dla danego nadtlenku indeks stechiometryczny;
• to ugrupowanie , w którym atomy tlenu występują na –I stopniu utlenienia.

Ponadtlenki są to związki, w których atomy tlenu występują na formalnym stopniu utlenienia. Rozważania dotyczące ponadtlenków właściwie ograniczają się do związków potasu i baru, bowiem to te dwa pierwiastki tworzą najtrwalsze ponadtlenki. W związkach tych i występuje jon.

Wzór ogólny ponadtlenków ma postać:

gdzie:

• oznacza symbol metalu grupy 1. lub 2. układu okresowego pierwiastków;
• wartość stopnia utlenienia metalu; - – to ugrupowanie , w którym atomy tlenu występują na –1/2 stopniu utlenienia. Nazwa tlenku (wg Systemu Stocka)

Wzór tlenku prostego

Stopień utlenienia pierwiastka wobec tlenu Nadtlenek potasu I Ponadtlenek potasu I

XnO 2

X

n

O2− 2 (O−O)2−

KO 2 Ba(O 2 ) 2 O 2 −

n

Me(O 2 )n

Me

n O 2 −I^ (O−O)−I

K 2 O 2

KO 2

Inny typ podziału, to podział oparty na charakterze chemicznym tlenków. Zgodnie z nim wyróżnia się tlenki:

obojętne, np. , ; kwasowe, np. , zasadowe, np. , ; amfoteryczne, np. ,.

Ten typ podziału przydatny jest przy określaniu reaktywności tlenków. Otóż tlenki kwasowe reagują z zasadami, a nie reagują z kwasami; tlenki zasadowe reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami; tlenki amfoteryczne reagują z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami, a tlenki obojętne nie reagują ani z kwasami, ani z zasadami.

Polecenie 1

Ustal wzór sumaryczny związku pierwiastka z tlenem na podstawie jego nazwy.

1. Nadtlenek baru.
2. Tlenek chromu(VI).

Słownik

tlenki

dwuskładnikowe związki tlenu z innymi pierwiastkami, w których atomy tlenu występują na -II stopniu utlenienia

stopień utlenienia

ładunek jonu, w jaki przekształciłby się atom danego pierwiastka, gdyby wszystkie tworzone przez niego wiązania miały charakter jonowy

wzór sumaryczny

CO SiO SO 2 N 2 O5; Na 2 O MgO Al 2 O 3 ZnO

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

wzór chemiczny, który podaje symbole pierwiastków oraz liczbę ich atomów tworzących dany związek chemiczny, określa skład jakościowy i ilościowy związku chemicznego

System Stocka

oznacza podawanie stopnia utlenienia pierwiastka lub centrum koordynacyjnego w nawiasie okrągłym, z pominięciem spacji przy danej nazwie związku chemicznego

kwasy mocne

kwasy, które w roztworach (przy dostatecznie dużym rozcieńczeniu) całkowicie dysocjują na jony, tj. ich stopień dysocjacji elektrolitycznej jest równy 1

moc zasady

termin umowny, rozumiany jako zdolność zasady do uwalniania jonów wodorotlenkowych (w roztworze) bądź zdolność do oddawania elektronów w reakcjach z akceptorami elektronów

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Hejwowska S., Marcinkowski R., Chemia ogólna i nieorganiczna, Gdynia 2005.

Śliwa W., Zelichowicz N., Nowe nzewnictwo w chemii związków nieorganicznych i organicznych, Warszawa 1994.

Tlenki, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tlenki, dostęp: 23.04.2021).

Wartościowość, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9Bciowo%C5%9B%C4%87, dostęp: 23.04.2021.

Ćwiczenie 2

Do jakiej grupy klasyfikuje się tlenek glinu ze względu na charakter chemiczny? Zapisz równania reakcji chemicznych, które potwierdzają tę tezę.

Ćwiczenie 3

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

Przyporządkuj przykłady tlenków do ich stanów skupienia w temperaturze pokojowej.

gazy CO 2 ,NO

ciała stałe MgO K, 2 O

ciecze Mn 2 O 7 ,Cl 2 O 7

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Uzupełnij podane klasyfikacje tlenków, wybierając odpowiednie pojęcia.

Ze względu na budowę:

Ze względu na rodzaj pierwiastka:

Ze względu na właściwości chemiczne:

tlenki niemetali

tlenki zasadowe

tlenki amfoteryczne

tlenki metali tlenki proste

tlenki obojętne

tlenki kwasowe

tlenki mieszane

Ćwiczenie 6

Sklasyfikuj podane tlenki zgodnie z właściwościami chemicznymi.

Obojętne:

Kwasowe:

Zasadowe:

Amfoteryczne:

SiO N 2 O 5 Al 2 O 3

SiO 2 K 2 O P 4 O 10 NO

ZnO BaO

醙

Ćwiczenie 7 W tabeli podano wzory sumaryczne związków pierwiastków z tlenem. Uzupełnij tabelę, wstawiając nazwy związków oraz wartość/wartości stopnia/stopni utlenienia atomów pierwiastka, które wchodzą w skład związku z tlenem.

Nazwa związku Wzór tlenku prostego

Stopień utlenienia atomów pierwiastka w związku z tlenem Fe 3 O 4

K 2 O 2

Pb 3 O 4

P 4 O 10

Tc 2 O 7

OF 2

FeO

Ćwiczenie 8

Dany jest zbiór następujących tlenków niemetali:

Tylko jeden z niemetali, wchodzący w skład wymienionych tlenków w informacji, tworzy tlenek na VI stopniu utlenienia. Zapisz równanie reakcji jego otrzymywania. Jako jednego z substratów, użyj tlenku wymienionego we wprowadzającym tekście. Jeśli to konieczne, zaznacz nad strzałką odpowiednie warunki reakcji (np. temperaturę, katalizator, odpowiednie stężenie).

SiO 2 NO NO 2 CO SO 2

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

難

難

klasyfikuje tlenki ze względu na ich budowę chemiczną; dzieli tlenki ze względu na ich właściwości chemiczne.

Strategie nauczania:

asocjacyjno‐operacyjna.

Metody i techniki nauczania:

plakat; burza mózgów; mapa pojęciowa; dyskusja dydaktyczna; analiza materiału źródlowego; ćwiczenia uczniowskie; technika gadająca ściana; technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

tablety, telefony z Internetem, komputery z głośnikami i słuchawkami; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zainteresowanie i dyskusja. Nauczyciel pyta uczniów: w jaki sposób klasyfikuje się tlenki?
2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół przykładów tlenków, ze względu na ich charakter chemiczny.
3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na trzy grupy, rozdaje arkusze papieru A2, mazaki, klej/taśmę samoklejącą. Każda grupa ma za zadanie przygotować plakat, w którym

przedstawi klasyfikację tlenków:

I grupa – ze względu na budowę; II – ze względu na charakter chemiczny; III – ze względu na typ pierwiastka, który je tworzy.

W plakacie powinny znajdować się przykłady takich tlenków, a także ich zastosowań (np. jako wycinek z gazety, bądź wydruk z internetu odpowiedniego zdjęcia). Uczniowie mogą korzystać z dostępnych źródeł informacji oraz z mapy pojęciowej. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wspiera ich. Po wyznaczonym czasie, liderzy grup prezentują efekty pracy z wykorzystaniem techniki gadająca ściana. Nauczyciel udziela informacji zwrotnej. Plakaty będą wisieć w klasie jako pomoc dydaktyczna dla uczniów.

5. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‐materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza stan wiedzy uczniów po przeprowadzonej lekcji, wykorzystując swoje pytania oraz pytania znajdujące się w e‐materiale.

Jakie to są tlenki proste? Podaj przykłady. Jakie znasz kryteria wg, których można dokonać klasyfikacji tlenków? Podaj przykład tlenku niemetalu, metalu. Jak podzielisz tlenki ze względu na ich charakter chemiczny?

2. Chętni/wybrani uczniowie podsumowują zajęcia, opowiadając, czego się nauczyli i jakie umiejętności ćwiczyli.

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‐materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Mapa pojęć może posłużyć uczniom jako inspiracja do zrobienia plakatu. Uczniowie mogą na jej podstawie przypomnieć sobie szybko wiadomości przed sprawdzianem.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

Jakie to są tlenki proste? Podaj przykłady. Jakie znasz kryteria wg, których można dokonać klasyfikacji tlenków? Podaj przykład tlenku niemetalu, metalu.