Методическая разработка по теме "Неметаллы"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Рассмотрено на заседании ЦМК

Протокол № ____от________________

Председатель_____________________

(Ф.И.О)

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

Дисциплина ОУД.10. Химия

Раздел 3. Неорганическая химия

Тема 3.5. Неметаллы

Разработчик: преподаватель химии Дъячук Людмила Владимировна

2019

Содержание

Методический лист …………………………………………………………..4

Примерная хронокарта занятия……………………………………………...6

Исходный материал…………………………………………………………..9

Контроль знаний по предыдущей теме…………………………………….14

Задания для закрепления и систематизации знаний……………………….18

Предварительный контроль знаний………………………………………...18

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов………...19

Список использованных источников……………………………………….21

Выписка из рабочей программы
дисциплины ОУД.10. Химия
для специальности 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ

Тип занятия – урок обобщения и систематизации знаний

Вид занятия – лекция, объяснение с демонстрацией презентации и видеофрагментов, выполнения упражнений.

Продолжительность – 90 мин.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

1. Учебные цели:

- продолжить формирование знаний о положении неметаллов в П. С., физических и химических свойствах неметаллов, водороде, его соединениях, аллотропии, кислороде, озоне, сере и её соединениях, азоте и его соединениях, фосфоре и его соединениях, углероде и его соединениях, кремнии, оксиде кремния, силикатах, пространственном строении молекул неметаллов. Продолжить формирование умений определять валентности и степени окисления неметаллов, окислителей и восстановителей, формирование умений характеризовать общие химические свойства неметаллов, объяснять зависимость свойств химического элемента и образованных им веществ от положения в П.С.

2. Развивающие цели:

- развивать логическое мышление, внимание, память, умение осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач.

3. Воспитательные цели:

- создавать содержательные и организационные условия для развития самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитании настойчивости в достижении цели, формирование способности организовывать собственную деятельность при выполнении упражнений, работе с текстом учебника.

Методы обучения – объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично – поисковый.

Место проведения занятия – кабинет биологии, анатомии и генетики

человека с основами медицинской генетики.

МОТИВАЦИЯ

Химических элементов-неметаллов всего 16. Совсем немного, если учесть, что известно 114 элементов, два элемента-неметалла составляют 76% от массы земной коры. Это кислород (49%) и кремний (27%). В атмосфере содержится 0,03 % от массы кислорода в земной коре. Неметаллы составляют 98,5% от массы растений, 97,6% от массы тела человека. Шесть неметаллов – углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера – биогенные элементы, которые образуют важнейшие органические вещества живой клетки: белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. В состав воздуха, которым мы дышим, входят простые и сложные вещества, также образованные элементами-неметаллами. Водород – главный элемент Вселенной. Такой необходимый микроэлемент, как сера, в организме человека выступает в роли минерала красоты, так как благодаря ей, кожа, ногти и волосы, будут оставаться здоровыми. Анионы хлора также играют важную биологическую роль для человека, так как принимают участие в активизации некоторых ферментов. С их помощью поддерживается благоприятная среда в желудке и поддерживается осмотическое давление. Неметаллы и их соединения широко используют в медицине. Кислород применяют в тех случаях, когда у больного затруднено дыхание. Активированный уголь есть почти в каждой домашней аптечке. Точно так же, как иодная тинктура — спиртовой раствор иода. Мази, в состав которых входит сера, используются при лечении кожных заболеваний. Жидкий азот используют не только для хранения биологического материала, но и в косметической медицине. При обработке ран и для остановки мелких кровотечений используют трех процентный раствор перекиси водорода.

Знание свойств неметаллов, особенностей их применения позволит расширить кругозор, приобрести новые знания о возможностях их использования в медицине, поможет медицинскому работнику организовывать собственную деятельность для эффективного выполнения профессиональных задач.

Выполнение самостоятельной работы по решению упражнений позволяет продолжить формирование умения организовывать собственную деятельность, выбирая типовые методы и способы выполнения заданий, оценивать качество их выполнения.

ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА ЗАНЯТИЯ

Исходный материал

План

1. Положение элементов неметаллов в П.С.

2. Особенности строения атомов неметаллов.

3. Особенности строения простых веществ-неметаллов

4. Физические свойства неметаллических простых веществ

5. Химические свойства неметаллов.

1. Положение элементов неметаллов в П.С.

Все элементы неметаллы (кроме водорода) занимают в П.С. верхний правый угол, образуя треугольник, вершиной которого является фтор, а основанием диагональ бор-астат. Водород в П.С. имеет двойственное положение, находится в первой и седьмой группах главных подгруппах. С одной стороны, атом водорода. подобно атомам щелочных металлов, имеет на внешнем электронном слое 1 электрон, который он способен отдавать, проявляя степень окисления +1. С другой стороны, атому водорода, как и атомам галогенов, для завершения внешнего электронного слоя недостаёт одного электрона, поэтому он может принимать один электрон, проявляя свойства окислителя и характерную для галогенов степень окисления -1 (в гидридах металлов). Самыми значимыми соединениями водорода являются - вода и перекись водорода.

2. Особенности строения атомов неметаллов

Неметаллы – это химические элементы, для атомов которых характерна способность принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря наличию, как правило, на внешнем слое четырёх и более электронов и малому радиусу атомов по сравнению с атомами металлов. Из определения неметаллов следует, что для их атомов характерны высокие значения электроотрицательности. Она изменяется в пределах от 2 до 4. Неметаллы – это элементы главных подгрупп, преимущественно р - элементы, исключение составляет водород – s-элемент.

У атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность присоединять электроны. Эту закономерность характеризует значение электроотрицательности, которая закономерно изменяется в периодах и группах:

Фтор – самый сильный окислитель, он не проявляет восстановительный свойства. Другие неметаллы могут проявлять восстановительные свойства, но значительно слабее, чем металлы.

3. Особенности строения простых веществ-неметаллов

В простых веществах атомы неметаллов связаны ковалентной неполярной связью. При этом образуются одинарные (например, в молекуле водорода), двойные (в молекулах серы), тройные (в молекуле азота) ковалентные связи.

Простые вещества неметаллы могут иметь:

Молекулярное строение.

При обычных условиях большинство таких веществ представляет собой газы (H2, N2, O2, F2, Cl2, O3) или твёрдые вещества (I2, P4, S8) и лишь единственный бром (Br2) является жидкостью. Все эти вещества молекулярного строения, поэтому летучи, в твёрдом состоянии они легкоплавки из-за слабого межмолекулярного взаимодействия, удерживающего их молекулы в кристалле, и способны к возгонке.

Атомное строение.

Эти вещества образованы длинными цепями атомов (Cn, Bn, Sin, Sen, Ten). Из-за большой прочности ковалентных связей они, как правило, имеют высокую твёрдость, и любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в их кристаллах совершаются с большой затратой энергии. Многие такие вещества имеют высокие температуры плавления и кипения, а летучесть их мала.

Многие элементы неметаллы образуют несколько простых веществ – аллотропных модификаций. Это свойство атомов называют аллотропией. Аллотропия может быть связана с различным составом молекул (О2, О3) и с разным строением кристаллов. Аллотропными модификациями кислорода являются озон (О 3) и кислород (О 2). Они отличатся по свойствам (озон – имеет запах, более химически активен, тяжелее). Аллотропными модификациями углерода является графит, алмаз, карбин, фуллерен (графит и алмаз имеют атомную кристаллическую решётку, но атомы расположены в ней по - разному, поэтому графит - мягкий, а алмаз – самое твёрдое вещество). Аллотропия характерна для кремния, фосфора, мышьяка, серы, селена, теллура. Так что простых веществ - неметаллов гораздо больше, чем химических элементов неметаллов.

Простые вещества – неметаллы имеют разнообразную окраску:

фосфор и селен – красные; бор – коричневый, кислород (жидкий) – голубой; кремний и металлический мышьяк – серые; иод – фиолетово-чёрный; бром – бурая жидкость; хлор – жёлто-зелёный; фтор – бледно-зелёный; сера – жёлтая.

4. Физические свойства неметаллических простых веществ

Несмотря на большие различия в физических свойствах неметаллов, нужно отметить их общие черты. Все газообразные вещества, жидкий бром, а также типичные ковалентные кристаллы – диэлектрики, так как все внешние электроны их атомов использованы для образования химических связей, кристаллы непластичны, и любая деформация вызывает разрушение ковалентных связей. Большинство неметаллов не имеет металлического блеска.

5. Химические свойства неметаллов.

Для атомов металлов и для образованных ими простых веществ характерны как окислительные, так и восстановительные свойства.

Рассмотрим кратко основные неметаллы и образуемые ими соединения.

Углерод находится в двух кристаллических формах – графита и алмаза. Имеет на внешнем электронном слое 4 электрона, поэтому может проявлять свойства и окислителя и восстановителя, при высокой температуре взаимодействует:

1) с металлами: 4Al + 3C → Al₄C₃

2) с неметаллами: C +2H₂ → CH₄ (окислитель)

С +О₂ → СО₂ и 2С + О₂ → 2СО (восстановитель), в реакции образуются 2 вида оксидов углерода

Углерод реагирует и с концентрированной азотной кислотой:

3C + 4HNO₃ → 3CO₂ +4NO + 2H₂O (видео)

При растворении оксида углерода (IV) в воде образуется слабая угольная кислота, в свободном состоянии не существует.

Кремний – в виде оксида кремния (SiO₂) входит в состав гранита, слюды, оксид кремния свободный встречается в виде песка, кварца.

Кремний при очень высоких температурах реагирует с металлами (с магнием, кальцием, железом и литием), а также с неметаллами – кислородом, азотом, являясь восстановителем: Si + O₂ → SiO₂

Фосфор в свободном виде не встречается, входит в состав апатитов и фосфоритов, в виде фосфорной кислоты содержится в веществе мозга. Существует три аллотропные разновидности фосфора – белый, красный, чёрный. Самым химически активным является белый фосфор.

Фосфор (белый) легко воспламеняется на воздухе, образуя оксид фосфора:

4P +5O₂ → 2P₂O₅ (восстановитель).

Фосфор реагирует с галогенами, серой:

2P + 3S → P₂S₃

2P + 5Cl₂ → 2PCl₅ (Видео)

Реагирует со щелочными металлами:

P + 3Na →Na₃P (окислитель)

Взаимодействием оксида фосфора с горячей водой образуется фосфорная кислота. Она проявляет все свойства кислот, кроме окислительных, её широко используют в фармацевтической промышленности.

Азот существует в свободном состоянии в виде молекул N₂. Входит в состав чилийской селитры – NaNO₃.

По химическим свойствам азот малоактивен, так как атомы азота связаны тремя ковалентными связями.

Только с литием он реагирует при обычной температуре:

6Li + N₂ →2 Li₃N

С остальными металлами - при высокой температуре:

3 Mg + N2 = Mg3N2

В присутствии катализатора и при температуре 500 градусов, азот реагирует с водородом:

3H2 + N2 ↔ 2NH3

Образуется аммиак, раствор аммиака в воде – нашатырный спирт.

С кислородом реагирует при температуре электрической дуги:

N₂ + O₂ → 2NO (восстановитель)

На основе аммиака получают азотную кислоту.

Сера – элемент 6 группы главной подгруппы. В природе встречается в самородном состоянии, в виде соединений содержится в различных рудах. Существует в виде нескольких аллотропных видоизменений – ромбическая и моноклинная. По химическим свойствам является окислителем и восстановителем. При нагревании реагирует со многими металлами:

2Na + S = Na2S (видео)

Cu + S = CuS (видео)

При нагревании реагирует с неметаллами (за исключением азота)

2P + 5S = P2S5

H2 + S = H2S

S + 3F2 = SF6

При взаимодействии с кислородом образует оксид серы (IV)

S + O₂ → SO₂ (видео)

При его дальнейшем окислении образуется оксид серы (VI).

Он используется при производстве серной кислоты. Соли серной кислоты широко используются в медицине (сульфат цинка, кальция, натрия, магния).

Галогены (фтор, хлор, бром) являются сильными окислителями, взаимодействую с металлами:

2Fe + 3Cl₂→ 2FeCl₃ (видео)

Окислительные свойства неметаллы проявляют и в реакциях с некоторыми сложными веществами:

CH4 +2O2 → CO2 +2H2O

(кислород – окислитель)

Не только кислород, но и другие неметаллы также могут быть окислителями в реакциях со сложными веществами – неорганическими и органическими:

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

Многие неметаллы могут выступать в роли восстановителя со сложными веществами:

H₂ + CuO → Cu + H₂O

6P + 5KClO₃ → 5KCl + 3P₂O₅

Итак, подведём итог. Большинство неметаллов могут выступать как в роли окислителей, так и в роли восстановителей (исключение – фтор).

Приложение 1

1. Контрольные вопросы

А.1) Каковы особенности строения атомов металлов?

Каково положение элементов – металлов в П.С.?

2) Перечислите основные физические свойства простых веществ металлов, чем они объясняются?

3) Какими основными химическими свойствами обладают металлы? Электрохимический ряд напряжения металлов.

Критерии оценки за устный опрос (контрольные вопросы):

Оценка "5" ставится, если обучающийся: показывает глубокое и полное знание и понимание материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умеет составить полный и правильный ответ; правильно и обстоятельно отвечает на дополнительные вопросы; допускает не более одного недочёта, который легко исправляет.

Оценка "4" ставится, если обучающийся: показывает знание всего изученного материала; даёт полный и правильный ответ; допускает незначительные ошибки и недочёты; небольшие неточности в формулировке понятий; материал излагает в логической последовательности, допуская негрубую ошибку или два недочёта, которые может исправить.

Оценка "3" ставится, если обучающийся: излагает материал фрагментарно; не всегда последовательно, допускает ошибки при формулировке выводов, ошибки при определении понятий; отвечает неполно на вопросы преподавателя.

Оценка "2" ставится, если обучающийся: не раскрывает основное содержание материала; не делает выводов и обобщений; допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить даже при помощи преподавателя.

Б. Письменное домашнее задание

Осуществить превращение:

K→KOH→K₂CO₃→CO₂

↓

K₃PO₄

Эталоны ответов

2K + 2H₂O→2KOH + H₂

2KOH + CO₂→K₂CO₃ + H₂O

K₂CO₃ +2HCl→2KCl + CO₂ +H₂O

3KOH + H₃PO₄→K₃PO₄ + 3H₂O

Критерии оценок

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если допущена одна существенная ошибка или 2 небольшие ошибки (неправильно расставлены коэффициенты)

Оценка «3» ставится, если допущено 2 ошибки

Оценка «2» ставится, если задание не выполнено или допущено более двух существенных ошибок

2. Работа по карточкам

№1

Дайте характеристику по положению в периодической системе - Mg, согласно плану:

1) номер периода

2) номер группы, подгруппа

3) электронная формула

4) формула высшего оксида

5) формула гидроксида

№2

Дайте характеристику по положению в периодической системе - Al, согласно плану:

1) номер периода

2) номер группы, подгруппа

3) электронная формула

4) формула высшего оксида

5) формула гидроксида

№3

Дайте характеристику по положению в периодической системе - К, согласно плану:

1) номер периода

2) номер группы, подгруппа

3) электронная формула

4) формула высшего оксида

5) формула гидроксида

№4

Дайте характеристику по положению в периодической системе - Fe, согласно плану:

1) номер периода

2) номер группы, подгруппа

3) электронная формула

4) формула высшего оксида

5) формула гидроксида

Эталоны ответов

№ 1

1) номер периода - 2

2) номер группы, подгруппа – 2, главная

3) электронная формула – 1S²2S²2P⁶3S²

4) формула высшего оксида - MgO

5) формула гидроксида – Mg(OH)₂

№ 2

1) номер периода - 2

2) номер группы, подгруппа – 3, главная

3) электронная формула – 1S²2S²2P⁶3S²3P¹

4) формула высшего оксида – Al₂O₃

5) формула гидроксида – Al(OH)₃

№ 3

1) номер периода - 3

2) номер группы, подгруппа – 1, главная

3) электронная формула – 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹

4) формула высшего оксида – K₂O

5) формула гидроксида – KOH

№ 4

1) номер периода - 4

2) номер группы, подгруппа – 8, побочная

3) электронная формула – 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4S²

4) формула высшего оксида – Fe₂O₃

5) формула гидроксида – Fe(OH)₃

Критерии оценок

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если допущена одна ошибка

Оценка «3» ставится, если допущено 2 ошибки

Оценка «2» ставится, если задание не выполнено или допущено более двух ошибок

3. Химический диктант

Вариант 1. Заполните вторую графу таблицы:

Вариант 2. Заполните вторую графу таблицы:

Критерии оценок

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если допущено 1- 2 ошибки

Оценка «3» ставится, если допущено 3-4 ошибки

Оценка «2» ставится, если задание не выполнено или допущено более 4 ошибок.

Приложение 2

Задания для закрепления знаний по теме «Неметаллы»

Вопросы:

1) Как по отношению к диагонали бор-астат расположены элементы - неметаллы? (над диагональю).

2) Как в периоде изменяются окислительные свойства неметаллов (усиливаются)

3) Как изменяется характер химических свойств простых веществ-неметаллов в группе? (окислительные свойства ослабевают)

4)Какой неметалл проявляет только свойства окислителя? (фтор)

5) К каким электронным семействам относят элементы-неметаллы? (р –элементы; водород – s-элемент)

6) Какие элементы - неметаллы являются биогенными? (углерод, азот, водород, кислород)

7) Окислителем или восстановителем является сера в реакциях с металлами? (окислителем)

8) В приведённых ниже схемах реакций укажите окислитель и восстановитель:

2H2O + 2F₂ → 4HF + O2

(фтор – окислитель, кислород – восстановитель).

SO2 + 3H2 → H2S + 2H2O

(водород – восстановитель; сера – окислитель)

9) Какие простые вещества – неметаллы имеют молекулярную кристаллическую решётку? (сера, водород, кислород).

(За каждый правильный ответ – 1 балл)

Приложение 3

Предварительный контроль новых знаний

1. Закончите предложения:

1)С возрастанием порядкового номера элемента в главных подгруппах П.С. свойства неметаллов изменяются следующим образом:

а) атомный радиус………..

б) неметаллические свойства………………….

2. Атомную кристаллическую решётку имеют неметаллы…………

3. На последнем электронном слое в атомах неметаллов содержится……

4. Неметаллы в реакциях с металлами проявляют……….. свойства

2. Найдите и исправьте ошибки в уравнениях реакций:

1) 4P +3 O₂ →2P₂O₃

2) S + Cl₂ → SCl₆

3) Fe + Cl₂→ FeCl₂

Эталоны ответов

1.

а) увеличивается

б) ослабевают

2) углерод, кремний, бор

3) от 4 до 7 электронов

4) окислительные

2.

1) 4P +5O₂ →2P₂O₅

2) S + 3Cl₂ → SCl₆

3) 2Fe + 3Cl₂→ 2FeCl₃

(За каждый правильный ответ – 1 балл)

Критерии оценок

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если допущено 1- 2 ошибки

Оценка «3» ставится, если допущено 3-4 ошибки

Критерии оценок за работу по новой теме

Оценка «5»: обучающийся набирает 7 баллов (1балл за каждый правильный ответ)

Оценка «4»: обучающийся набирает 5-6 баллов

Оценка «3»: обучающийся набирает 4 балла (ставится по желанию).

Приложение 4

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

1. Изучите текст учебника, выполните письменно задание: [§24, упр. 5(1,3,4)]

Эталоны ответов

1) Si + 2F₂→SiF₄ (Si – восстановитель; F - окислитель)

3) 2P + 5Cl₂ → 2PCl₅ (Р – восстановитель; Сl – окислитель)

4) 3H₂ + WO₃ → W + 3H₂O (Н – восстановитель)

Критерии оценок

Оценка «5» ставится, если правильно выполнено всё задание

Оценка «4» ставится, если допущена 1ошибка

Оценка «3» ставится, если правильно составлено только 2 уравнения реакции

Оценка «2» ставится, если задание не выполнено

2. Составьте презентации по темам (задание по выбору):

1) Роль неметаллов в жизни человека

2) Аллотропные соединения фосфора

3) Аллотропные соединения углерода

4) Хлор, его соединения

Критерии оценок за составление презентации

Оценка «5»: презентация включает не менее 10 кадров основной части. В презентации полностью раскрыто содержание представляемой темы, четко определена структура презентации, отсутствуют фактические (содержательные), орфографические и стилистические ошибки.

Оценка «4»: презентация включает не менее 10 кадров основной части. В презентации полностью раскрыто содержание представляемой темы, четко определена структура презентации, отсутствуют фактические (содержательные) ошибки, однако присутствуют незначительные орфографические и стилистические ошибки (не более четырёх).

Оценка «3»: презентация включает менее 10 кадров основной части. В презентации не полностью раскрыто содержание представляемой темы; четко определена структура презентации; имеются значительные фактические (содержательные) ошибки и орфографические.

Оценка «2»: презентация включает менее 10 кадров основной части. В презентации не раскрыто содержание представляемой темы; не определена структура ресурса; имеются фактические (содержательные) ошибки и орфографические и стилистические ошибки.

Список использованных источников

1. Габриелян, О.С. Химия. 11 класс. Углубленный уровень [Текст]: учебник/ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.Ю. Пономарёв; под. ред. Т.Д. Гамбурцева. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2017. – 368 с.

2. Ерохин, Ю.М. Химия [Текст]: учеб. для сред. проф. учеб. заведений / Ю.М. Ерохин; под ред. В.Н.Николаева. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 384 с.

3. Радецкий, А.М., Горшкова, В.П., Кругликова, Л.Н. Дидактический материал по химии для 10-11 классов [Текст]: пособие для учителя / под ред. Е.К. Липкина. – М.: Просвещение, 2008. – 79 с.