Характеристика химического элемента на основании его положения в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Конспект урока химии

Тема 1:

Характеристика химического элемента на основании его положения в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Цель урока: изучить характеристику химического элемента, опираясь на ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Задачи:

1. Образовательные:

-познакомить учащихся с планом характеристики химического элемента;

- вспомнить закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений в главных п/группах и периодах ПСХЭ Д.И. Менделеева;

- научить давать полную характеристику, опираясь на план, некоторых металлов(на примере магния) и неметаллов(на примере серы);

- раскрыть понятие «Генетический ряд металлов и неметаллов».

2. Развивающие:

- развивать у учащихся умение самостоятельно работать с текстом учебника, извлекая из них нужную информацию;

- формировать у учащихся умение осуществлять основные мыслительные операции и излагать их в устной и письменной форме;

- развивать воображение, память и внимание;

- развивать у учащихся ориентирование в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

3. Воспитательные:

- воспитывать у учащихся бережное отношение к своему здоровью и здоровью окружающих;

- продолжить формирование интереса учащихся к научным знаниям;

- формирование мировоззрения у учащихся и расширение их кругозора.

Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, учебник, плакат.

Понятия урока: план характеристики химического элемента, характеристика элемента-металла, характеристика элемента-неметалла, генетические ряды металла и неметалла.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: традиционный.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Знакомство с классом, литературой, по которой будем работать, изложить требования к ведению тетрадей для домашних заданий, самостоятельных, практических и контрольных работ.

Проведение вводного инструктажа по ТБ при работе в кабинете химии.

2. Изучение нового материала.

Как вы знаете из курса химии за 8 класс систематизация(т.е. упорядочение) химических элементов в соответствии с электронным строением атомов приведена в ПСХЭ Д.И. Менделеева и сформулирована в виде периодического закона(Кто из вас вспомнит и назовет формулировку периодического закона?).

Периодический закон гласит: свойства химических элементов, а также свойства и формы соединений, образованных данными элементами, находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов. Иными словами: свойства веществ простых и сложных изменяются периодически от величины заряда ядра.

Для характеристики химических элементов нам необходимо обращаться к ПСХЭ Д.И. Менделеева, поскольку все основные знания о элементах систематизированы и изложены в ней. Скажите, какое важное составляющее необходимо для составления характеристики элемента?(пример литература). Правильно план, на основании которого она будет проводиться. Открываем учебники на странице 3. Здесь изложен план описания химического элемента, записываем в тетрадь.

План характеристики химического элемента:

1. Положение элемента в ПСХЭ Д.И. Менделеева и строение его атомов(сюда входит порядковый номер, период, ряд, группа, п/группа; если изучать строение атома,- то заряд ядра, число протонов, нейтронов, общее число электронов, электронных слоев и т.д.).

2. Характер простого вещества(металл, неметалл).

3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по п/группе элементами.

4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных по периоду элементами.

5. Состав высшего оксида, его характер(основный, кислотный, амфотерный).

6. Состав высшего гидроксида, его характер(кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид).

7. Состав летучего водородного соединения(для неметаллов).

В изложенном плане понятия: переходные металлы, амфотерные оксиды и гидроксиды вам пока неизвестны, будете изучать их на следующем уроке.

Итак, рассмотрим характеристики металла и неметалла пользуясь приведенным выше планом. Но для начала нам необходимо вспомнить основные закономерности изменения свойств атомов простых веществ и соединений, образованных химическими элементами главных п/групп и периодов ПСХЭ Д.И. Менделеева. Открываем стр. 4 учебника, где изображена таблица №1.

Закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений, образованных химическими элементами, в пределах главных п/групп и периодов ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Конкретно: по периоду основные свойства гидроксидов, образованных элементами ослабевают, усиливаются кислотные свойства. Происходит изменение свойств от сильно основных(Na OH ) через амфотерные(AL(OH)₃ ) к кислотным(H₂ SO₄).По группе – основные усиливаются, а кислотные ослабевают. Металлические свойства связывают с тем, насколько легко атом отдает электроны(тем самым окисляется и является восстановителем, а металлы - типичные восстановители). Способность отдавать электроны зависит от радиуса атома и величины заряда ядра. Правило: чем больше радиус, тем меньше сила притяжения электрона к ядру, тем легче он их отдает, проявляя восстановительные свойства. Чем больше заряд, тем больше сила притяжения м/у электроном и ядром, а чем меньше заряд, тем меньше сила притяжения м/у электроном и ядром.

Теперь приступим к характеристике металла на примере магния.

1. Положение элемента в периодической системе

А) Магний имеет порядковый номер 12 (Z=12) и атомную массу 24(Ar = 24). Соответственно заряд ядра его атома +12, число нейтронов равно: N =Ar – Z= 24-12=12. Т.к. атом электронейтрален, то число электронов равно числу протонов = -12.

Б) Элемент магний находится в 3 периоде ПСХЭ, значит все электроны атома располагаются на трех энергетических уровнях. Строение электронной оболочки атома магния можно отобразить с помощью схемы:

Mg +12 ₁₂ Mg 2e; 8е; 2е

Исходя из строения атома можно предсказать и ст. окисления магния в его соединениях. В химических реакциях атом магния дает 2 внешних электрона, проявляя восстановительные свойства, следовательно ст.окисления = +2. если рассматривать ряд:

Be +4

Mg +12

Ca +20

то видно, что восстановительные свойства у магния выражены более сильно, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция. Это связанно с увеличением радиусов атомов при переходе от Be к Ca. Соответственно в ряду:

Be +4

Mg +12

Ca +20

два внешних электрона все более удаляются от ядра, ослабевает их связь с ядром, и они легче покидают атом, который при этом переходит в ион Mg⁺.

1. Для магния простого вещества характерна металлическая кристаллическая решетка и металлическая химическая связь, а отсюда все типичные свойства для металлов(вспомните, какие):

1. металлы – восстановители;

2. взаимодействие с неметаллами, образование бинарных соединений: оксидов, галогенов, сульфидов;

3. взаимодействие с водой, образование щелочи;

4. взаимодействие с кислотами, образование солей;

5. взаимодействие со щелочами.

1. Металлические свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция. Как вы думаете, почему, учитывая, что металлические свойства определяются в первую очередь способностью отдавать электроны?

2. Металлические свойства у магния выражены слабее, чем у натрия, но сильнее, чем у алюминия(объясните, почему). Способность терять электроны уменьшается(у натрия заряд ядра меньше, чем у магния и алюминия; поэтому натрий легче теряет электроны.

3. Оксид магния MgO является основным оксидом и проявляет все свойства оснований(какие?).

4. В качестве гидроксида магнию соответствует основание Mg(OH)₂, которое проявляет все характерные свойства оснований. Напомните мне, какие.

5. Т. к. магний – металл, то он не образует летучего соединения.

Характеристика неметалла(на примере серы)

1. Сера – элемент VI группы 3 периода, порядковый номер равен 16(Z=16), атомная масса – 32(Ar=32). Соответственно, число нейтронов равно: N=Ar- Z=32-16=16. Т.к. атом электронейтрален, то число электронов равно числу протонов= - 16.

S +16 ₁₆S 2e; 8е; 6е

Атомы серв проявляют как окислительные свойства(принимают недостающие для завершения энергетического уровня 2 е, получая при этом степень окисления – 2: в соединениях с Ме или менее э. о. НеМе(Н)); так и восстановительные свойства(отдают 2.4 е или все 6 внешних е более э. о. элементам, например, кислороду, приобретая при этом ст. окисления +2+4+6).

О +8

S +16

Sе +34

Сера – менее сильный окислитель, чем кислород, но более сильный, чем селен. Что связано с увеличением радиуса атома от кислорода к селену. По этой же причине восстановительные свойства усиливаются при переходе от кислорода к селену. Дайте объяснение указанных изменений окислительных и восстановительных свойств.

2. Сера – простое вещество, типичный НеМе. Сере свойственно явление аллотропии(разные простые вещества, образованные химическим элементом серой, имеют различные свойства, т.к. различно кристаллическое строение). Например у ромбической серы молекулярная кристаллическая решетка состоит из циклических молекул состава S_8, а у пластической серы молекулы представляют собой длинные открытые цепи атомов:

3. НеМе свойства серы выражены слабее, чем у кислорода, но сильнее, чем у селена.

1. НеМе свойства серы выражены сильнее, чем у фосфора, но слабее, чем у хлора.

2. Высший оксид серы имеет формулу SO₃. Это кислотный оксид, проявляющий все основные свойства кислотных оксидов(Напомните).

3. Высший гидроксид серы хорошо вам известен как серная кислота, раствор которой проявляет типичные свойства кислот(Назовите).

4. Сера образует летучее соединение – сероводород H₂S.

Итак, мы с вами составили 2 характеристики на металл и неметалл по изложенному выше плану. Данный план пригодится вам в дальнейшем для составления характеристик химических элементов главных п/групп.

На основании характеристик, изложенных на сегодняшнем уроке можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. Давайте их составим на примере магния и серы:

Металл основной оксид основание соль

(простое вещество)

Mg MgO Mg(OH)₂ MgSO₄

Неметалл кислотный оксид кислота соль

S SO₃ H₂SO₄ MgSO₄

3. Закрепление изученного материала.

Ребята, сегодня на уроке мы познакомились с планом характеристики химических элементов, составили характеристику 2-х элементов(металла и неметалла). Давайте вспомним:

1. Назовите основные положения плана, которые нужно учитывать при составлении характеристики элемента.

2. Как изменяется заряд ядра атомов и их радиус в группах и в периодах.

3. На какие свойства химических элементов влияют данные изменения.

4. Почему магний проявляет слабые восстановительные свойства, чем кальций, но более сильные, чем берилий.

5. Почему металлические свойства у магния выражены слабее, чем у натрия, но сильнее, чем у алюминия.

6. Как вы думаете, почему у серы выражены более слабые окислительные свойства, чем у кислорода, но более сильные, чем у селена.

7. Составьте генетический ряд кальция и фосфора.

1. Домашнее задание

§ 1. Упр.1, 2(письменно); 5(устно).