Характеристика химического элемента-металла

УРОК .

Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Повторить основные теоретические вопросы програм­мы 8 класса. Рассмотреть план общей характеристики химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева. Дать раз­вернутую характеристику элемента-металла.

Таблица Д. И. Менделеева. Простые вещества - ме­таллы и неметаллы (Fe, Zn, Си, РЬ, AI, S, Р, I, С).

Тема урока:

ХОД урока

1. Организационный момент

Приветственное слово учителя. Поздравление ребят с началом нового учебного года.

11. Повторение основных теоретических вопросов программы8 класса

Повторение учебного материала начните с основного вопроса про­граммы 8 класса - Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Учитель напоминает ребятам, что таблица Д. И. Менделеева представ­ляет собой «дом», в котором живут все химические элементы. Напомните ребятам, что каждый элемент имеет номер (порядковый), который можно сравнить с номером квартиры. «Квартира» расположена на определенном «этаже» (т. е. периоде) и в определенном «подъезде» (т. е. группе). Ребятам уже известны главные и побочные подгруппы. В таблице, Помещенной на форзаце учебника, элементы главных подгрупп смещены влево, а элемен­ты побочных подгрупп - вправо. Отметьте, что в некоторых изданиях Пе­

Цели урока:

Оборудование:

подгруппы: А - главная подгруппа, побочная подгруппа обозначается ­В «

Пример: элемент магний Mg имеет порядковый номер (NQ) 12 И расположен в третьем периоде, в главной подгруппе второй группы.

Предложите ребятам охарактеризовать положение следующих элемен­тов в таблице Д. И. Менделеева: С, F, Si, S (устно). .

Учитель подводит ребят к мысли о том, что свойства химического эле­мента зависят от его положения в таблице Д. И. Менделеева. Поэтому очень важно научиться характеризовать свойства химических элементов на основании их положения в Периодической системе.

111. План общей характеристики химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева

Рассмотрите план характеристики химических элементов, представ­ленный в учебнике на стр. 3. Учитель начинает активную работу с классом по разъяснению всех основных пунктов данного плана. Желательно про­вести эту часть урока в форме: «вопрос - ответ». Учитель задает вопрос, а учащиеся дают ответ. Конечно же, педагог активно помогает учащимся вспоминать прошедший материал. В случае слабого класса данный мате­

риал MO;)JCHO дать под диктовку:

1. Определить положение элемента в ПС - это указать:

а) порядковый номер химического элемента (обозначение - NQ).

NQ - верхнее число в правой части клетки)

б) период (большой или малый).

Первые три периода - малые, все остальные - большие.

в) группу (главную или побочную).

Элементы главных подгрупп смещены влево, а элементы побоч­ных подгрупп - вправо, но это не главный признак! В главные подгруппы входят элементы и малых и больших периодов. В по­бочные подгруппы входят элементы только больших периодов.

2. Рассмотреть строение атома элемента - это определить:

а) число протонов (р+) И электронов (е). (которое равно порядковому номеру элемента NQ). Напомните, что в нейтральном атоме число р+ равно числу е.

б) число энергетических уровней в атоме (равно номеру периода, в котором находится элемент)

в) число электронов на последнем уровне (равно номеру группы, в которой находится элемент).

При рассмотрении второго пункта, напомните ребятам о диагонали (от В к At) разделяющей П С на 2 части.

RS Проявление металлического или неметаллического характера у атомов элементов отчетливо зависит от их места в пс. Область неметал­лов отделена от области металлов диагональю, проходящей от В к At.

RS Все элементы главных подгрупп (включая водород), расположенных вправо от диагонали, являются неметаллами, а влево - металлами.

Подчеркните, что все элементы побочных подгрупп являются металлами.

У ребят может возникнуть вопрос: К какому типу относятся элементы, расположенные на самой диагонали? Сообщите ребятам, что эти элемен­ты относят к амфотерным, с которыми они познакомятся позже.

Продемонстрируйте ребятам некоторые металлы (Fe, Zn, Си, РЬ, Al) и неметаллы(S, Р, [2' С). Обратите внимание на разницу физических свойств металлов и неметаллов.

При рассмотрении пунктов 3, 4 и 6 учебника удобно пользоваться табл. 1. При рассмотрении пунктов 5 и 7 напомните, что все формулы высших

оксидов и летучих водородных соединеЩ1Й помещены внизу таблицы Д. И. Менделеева, что фактически является «законной шпаргалкой».

Сообщите ребятам, что в начале, при характеристике элементов они могут испытывать определенные трудности, поэтому полезно пользовать­ся «законными шпаргалками» - табл. 1 и др. Потом, по мере накопления опыта и знаний, эти помощники им уже не потребуются.

IV. Характеристика металла на примере натрия

В учебнике приведена краткая характеристика элементов, без уравне­ний химических реакций. Учитель дает развернутую, подробную характe­ристику элемента. Работайте вместе с классом, ребята активно помогают, участвуют в обсуждении. Предложите им наиболее легкое задание: найти элемент Na в ПС и определить его порядковый номер.

1) Характеристика химического элемента натрия по плану, представленному в учебнике:

Положение Na в Периодической системе и строение его атома:

Натрий (Na) имеет порядковый номер NQ 11 и находится в [11 (малом) периоде главной подгруппы [ группы (или [А группы) Периодической системы Д. И. Менделеева.

Строение атома натрия:

. число протонов в нейтральном атоме равно числу электронов, и

равно порядковому номеру элемента - 11;

. число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в

котором находится элемент - т. е. 3;

. число электронов на последнем уровне равно номеру группы, в ко­

торой находится элемент - т. е. 1. Строение атома Na представляем в виде схемы:

Na ~) )

8

I

или В виде электронной формулы: +IINa 2е; 8е; lе (на первом энергети­ческом уровне находится 2 электрона, на втором - 8, на последнем, третьем уровне - 1 электрон). .

- Исходя из строения атома, предскажите возможную степень окисления натрия.

. У атома натрия на внешнем электронном слое находится 1 элек­трон, значит, атом Na легко будет его отдавать в химических ре­акциях, проявляя при этом восстановительные свойства и принимая степень окисления (с.о.) равную + 1.

Сравнение свойств атома натрия со свойствами атомов-соседей по груп­пе и периоду (используете данные табл. 1):

Учитель объясняет закономерности изменения свойств атомов в группах:

Радиус атома натрия больше, чем у атома лития, но меньше, чем у атома калия (соседи по главной подгруппе 1 группы). Запись на доске:

RaT.(Li) RaiNa) RaiK)

В ряду Li - Na -,- К в связи с увеличением радиуса атомов, внешний электрон все более удаляется от ядра, ослабевает его связь с ядром, поэто­му он все легче отрывается от атома (напомните, что подобные свойства называются восстановительными). Именно, поэтому, восстановительные свойства атомов натрия сильнее выражены, чем у атомов лития, но слабее, чем у атомов калия.

- Сравните радиусы атомов натрия и магния (сосед по периоду). Радиусы атомов по периоду слева направо уменьшаются (в соот­ветствии с табл. 1), поэтому радиус атомов магния меньше, чем уатомов натрия: RaT.(Mg) RaT(Na).

- Атомы, какого элемента, Na или Mg, проявляют более сильные восстановительные свойства, т. е. легче отдают электроны?

. Атомы натрия проявляют более сильные восстановительные свойства, т. к. обладают:

а) большим радиусом, чем атомы магния

б) и меньшим числом электронов (1 е атома натрия отдать легче, чем 2е атома магния).

Учитель, завершая характеристику атома натрия, добавляет, что окис­лительные свойства натрий не проявляет. Низшая степень окисления для натрия равна нулю - Nao.

2) Простое вещество - натрий относится к металлам. Учитель напо­минает, что для натрия, как и для большинства металлов характерна ме­таллическая кристаллическая решетка и металлическая химическая связь. Запись на доске схемы образования

Наличие в кристаллической решетке металлов одновременно атомов, ионов и «свободных» электронов обусловливает все типичные свойства металлов (электро- и теплопроводность, ковкость, металлический блеск и др.). Свободные электроны «связывают» В единое целое все частицы, из которых состоит кристаллическая решетка металла.

3) Далее следует сравнить свойства простого вещества Na со свойства­

ми простых веществ Li и К.

- Какие именно свойства надо сравнить?

. Металлические (т. к. натрий - металл).

Что является мерой металлического характера вещества?

. Мерой металлического характера является способность атомов отдавать электроны, т. е. восстановительные свойства. Чем силь­нее выражены восстановительные свойства простого вещества, тем сильнее выражены и его металлические свойства.

В соответствии с рассмотренными выше закономерностями для ато­мов этих элементов (пункт 1), а также данными табл. 1 (подсказка), метал­лические Свойства простого вещества Na выражены сильнее, чем у лития,

но слабее, чем у калия.

4) Сравнение свойств простого вещества Na со свойствами Mg.

В соответствии с рассмотренными выше закономерностями для ато­

мов этих элементов (пункт 1), а также данными табл. 1 (подсказка), метал­лические свойства простого вещества Na выражены сильнее, чем у Mg.

5) Предложите 2 способа составления формулы оксида. Первый - по степени окисления (+ 1), второй (для слабых учеников) - взять готовую

формулу внизу таблицы Д. И. Менделеева. .

Натрий образует оксид с формулой Na20, который является основным оксидом (ему соответствует основание) и проявляет все свойства основ­ных оксидов. Перечислите их: взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами, водой (только в случае растворимого основания - щелочи!). Учащиеся называют типы химических реакций, дают названия получен­ным соединениям. Запись на доске:

1) Na20 + 2НСI = 2NaCI + Н2О (реакция обмена) 2) Na20 + 802 = Nа280з (реакция соединения) 3) Na20 + Н2О = 2NaOH (реакция соединения)

6) Гидроксид натрия имеет формулу NaOH. Это растворимое в воде

основание, (щелочь) проявляет все характерные свойства оснований: вза­имодействие с кислотами, кислотными оксидами, солями. Реакции обме­на рассмотрите в свете теории электролитической диссоциации. Запись на доске:

1) 2NaOH + Н2804 = Na2804 + 2Н2О (реакция обмена) 2Na+ + 20Н- + 2Н+ + 80/- = 2Na+ + 80/- + 2Н2О

ОН- + Н+ = Н О

n 2

2) 2NaOH + С02 = Nа2СОз + Н2О (реакция обмена)

2Na+ + 20Н- + СО2 = 2Na+ + СО/- + Н2О

3) 2NaOH + Си804 = Na2804 + Си(ОН)2 (реакция обмена)

2Na+ + 20Н- + Си2+ + 80/- = 2Na+ + 80/- + Си(ОН»).

20Н- + Си2+ = CU(OH)2J,

Вспоминаете условия протекания реакций обмена до конца (образова­ние осадка, газа или слабого электролита).

7) Натрий не образует летучих водородных соединений, поэтому внизу Периодической системы в соответствующем столбце отсутствует хими­ческая формула. Однако, дайте ребятам задание составить химическую формулу соединения натрия с водородом, дать название и определить тип химической связи в нем. Ребята должны составить ее в соответствии со степенями окисления элементов: Nа+И-, соединение ионного типа. Учи­тель добавляет, что такое соединение существует, и предлагает учащимся

описать его физические свойства. Можно сделать подсказку: по типу хи­мической связи в данном соединении предположить соответствующие сво­йства. Ответ: тип связи - ионный, поэтому данное вещество должно быть твердым, а не жидким или газообразным.

Информация для учителя: гидрид натрия представляет собой твердое белое вещество, которое при нагревании разлагается:

2NaH = 2Na + H2i (430-5000 С).

Однако под избыточным давлением водорода плавится без раз­ложения, t плавл, = 6380 С.

В завершение урока учитель составляет генетический ряд натрия по схеме на стр. 7:

Na ~ Na20 ~ NaOH ~NaCI (Na2S04' NаNОз, NаЗРО4)

Домашнее задание

§ 1, упр. 1 (б), составить уравнения реакций для генетического ряда Na (где надо в ионной форме и составить электронный баланс для ОВР).