Конспект урока по химии для 11 класса "Ионная химическая связь и ионные кристаллические решетки"

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Самоопределение к деятельности (2 мин.)

«Отыщи всему начало, и ты многое поймешь»
Козьма Прутков

В ПС Д.И.М. особняком стоят благородные газы. Это уникальные химические элементы, так как даже в форме простого вещества они существуют в виде отдельных атомов, не связанных друг с другом. До сих пор ученые затрудняются ответить на вопрос, как рассматривать их частицы в простом веществе: как свободные атомы, или как одноатомные молекулы? Нет ответа на вопрос о типе кристаллической решетки благородных газов. По физическим свойствам это вещества с молекулярными кристаллами. А по составу?.. Получается, что силы межмолекулярного взаимодействия, удерживающие частицы в кристаллах, действуют между атомами.

Почему атомы благородных газов так самодостаточны? В природе же, атомы большинства элементов не существуют разрозненно, а соединяются между собой. Какова причина всего этого?

Сегодня мы вспомним, каким образом, по какому механизму происходит соединение атомов химических элементов между собой.

Подготовка к уроку. Приветствие.

Отвечают на вопросы учителя.

Причиной объединения большинства атомов является стремление к наиболее устойчивому энергетическому состоянию, которое достигается при завершении внешнего энергетического уровня. Атомы благородных газов имеют завершенный восьмиэлектронный (2-хэлектронный у гелия) внешний энергетический уровень

1. Постановка учебной задачи, актуализация знаний

Прочтите отрывок из книги «Занимательно о химии» (Л. Власов, Д. Трифонов) назовите текст, сформулируйте тему урока.

Фронтально:

1. Природа химической связи – электронная. Какое значение имеет электронное строение атомов для определения характера химической связи между взаимодействующими атомами?

2. Определите тип химической связи в соединениях: рутил – TiO₂, сера – S₈, киноварь - HgS, флюорит – CaF₂.

На самом деле в киновари тип химической связи – ковалентная полярная. Почему, попробуем ответить на этот вопрос в конце урока. Для этого выясним: вспомним и дополним наши знания об ионной химической связи.

1. Что представляют собой ионы?

1. Тенденцию к приему электронов (восстановлению) проявляют атомы неметаллов. Следовательно, можно ожидать, что ионная связь образуется в соединениях металлов с неметаллами.

2. Снова, противоречие: как в случае с AlCl₃ или Al₂O₃? Какая связь в этих соединениях, если известно, что у них атомная кристаллическая решетка и соответствующие свойства: высокие прочность и температура плавления, т.е. ковалентная химическая связь?

3. Какими?

1. Обобщение и систематизация знаний (25 мин.)

1. Природа ионной химической связи

Природу ионной связи, структуру и свойства ионных соединений объясняют с позиций электростатической теории химической связи.

По данной схеме объясните механизм образования химической связи в кристалле хлорида натрия:

Дем. видеоопыта «Горение металлического натрия в хлоре»

Верно, в результате этой ОВР образуются катионы сильно электроположительного элемента и анионы сильно электроотрицательного элемента.

Ионная связь осуществляется за счет электростатического притяжения катионов к анионам в результате перехода электрона. Это связь в бинарном соединении.

А какие соединения с этим типом связи, но большим количеством элементов вам известны?

Каков состав ионов в таких соединениях?

Классифицируйте ионы по различным признакам.

У веществ с ионной химической связью энергия связи определяется энергией кристаллической решетки (Е, которую необходимо затратить для разрыва всех химических связей – разъединения всех ионов- в 1 моле в-ва)

Е (LiF) = 1004 кДж/моль

Е (NaCl) = 755 кДж/моль

Чем меньше размеры ионов и чем больше их заряд, тем сильнее у них электростатическое поле и прочнее ХС.

По мере увеличения валентных электронов у металлов способность к образованию ионных связей уменьшается - AlCl₃. Но в растворе - это соединение с ионной связью. Т.е. существует еще классификация ионов: гидратированные и негидратированные.

Важнейшей особенностью ионной связи является:

- ненасыщаемость: каждый положительно заряженный катион притягивается ко всем анионам, участвующим в построении кристаллической решетки данного вещества (а не только к тем, которые раположены рядом) и отталкивается от всех положительно заряженных катионов; точно так же к данному аниону может притягиваться любое число катионов.

- ненаправленность: как следует из закона Кулона (физического закона, описывающего взаимодействие любых заряженных тел или частиц), притяжение разноименно заряженных ионов, как и отталкивание одноименно заряженных ионов, возможно по любому направлению пространства.

Ненасыщаемость и ненаправленность приводит в ионных кристаллах к структурам плотнейших упаковок, важной характеристикой которых является координационное число (КЧ) – число противоионов, окружающих в кристалле данный ион.

Дем. кристаллической решетки хлорида натрия (каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора и наоборот).

1. Свойства ионных соединений.

Вспомните, какими свойствами обладают ионные соединения?

1. Причина образования ионных соединений

Ионная связь – результат взаимодействия самых типичных металлов с самыми типичными неметаллами. Это утверждение относительно: соли аммония, имеющие ионную химическую связь, состоят исключительно из неметаллов. Аналогично и для органических веществ - солей образованных аминами при взаимодействии их с кислотами.

Соединений с ионным типом связи химической связи весьма ограниченное количество, но даже в них чисто ионной связи не наблюдается. Так, например, не существуют «чистые» ионы натрия и хлора с зарядами +1 и -1 соответственно. Истинный заряд этих ионов составляет +0,8 и -0,8. Следовательно, даже в соединениях, которые рассматриваются как ионные, в некоторой степени проявляется ковалентный характер связи.

Вернемся к вопросам, возникшим в начале урока: почему в киновари тип химической связи – ковалентная полярная; у хлорида и оксида алюминия атомная кристаллическая решетка и соответствующие физические свойства?

Дайте краткое, лаконичное определение ионной химической связи с учетом вышесказанного.

1. Применение знаний и умений в новой ситуации (10 мин.)

1. Составьте схему образования связи хлорида метиламмония (Дем. видеоопыта «Взаимодействие метиламина с соляной кислотой)

1. Выпишите формулы соединений с иной связью: PCl₃, CO₂, AlCl₃, Cl₂, AlF₃, BaO. Составьте схемы их образования, укажите число атомов всех элементов в формульных единицах этих в-в.

1. В каком соединении более выражен ионный характер химической связи: хлороводород, хлориды калия, лития, натрия?

2. На основании строения атомов лития и фтора и расположения их в Периодической системе элементов дайте аргументированный прогноз относительно возможности образования между ними химической связи.

3. Подведение итогов. Домашнее задание.

6. Рефлексия деятельности. Подведение итогов (2 мин.)

-Молодцы. Спасибо за урок. Настало время подвести итоги. Что нового сегодня узнали на уроке? Чему научились? Что понравилось?

Выставление оценок

«Быстрое чтение». Называют текст, например «Механизм образования ионной связи».

Формулируют тему урока, определяют цель

Записывают тему урока в тетрадь

Отвечают на вопросы.

Предполагают ионную связь в: TiO₂, HgS, CaF₂, т.к. связь элементов металлов с неметаллами. S₈– ковалентное соединение, образованное элементом неметаллом.

Заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов.

Соглашаются с утверждением

Значит ИХС возникает м/у некоторыми Ме и неМе.

Галогенидами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов. Т.е. между типичными металлами и типичными неметаллами.

Объясняют принцип возникновения данного типа связи

Гидроксиды щелочных, щелочноземельных металлов и соли.

Признаки классификации:

а) по составу:

простые (натрия и т.п.)

сложные (гидроксид-, сульфат- и т.п.)

б) по заряду: катионы, анионы

Высказывают основные позиции.

Низкая летучесть, отсутствие запаха, сравнительно высокие температуры плавления, кипения. Расплавы таких соединений проводят электрический ток; если соединение с ионной связью растворимо в воде, в растворе оно ведет себя как электролит. Ионные соединения – хрупкие: деформация кристаллической решетки приводит к тому, что одноименные заряды оказываются друг против друга и отталкиваются, решетка разрушается.

Индивидуальная работа с текстом «Ионная связь. Электроотрицательность. Шкала Полинга»

Сравнивают электроотрицательности элементов. Делают вывод о типе химической связи – ковалентная полярная связь.

Формулируют, записывают в тетрадь:

Ионная связь – крайний случай ковалентной полярой связи, но в отличие от  неё связь ненаправленная.

Работа у доски и в тетради

К ионным соединениям относятся: BaO, AlF₃

хлорид калия

Литий отдает фтору один валентный электрон, превращается в катион, фтор электрон принимает, превращаясь в анион. Разность ЭО составляет 3,03, следовательно, тип химической связи – ионная.

п. 4, з. 5, 6, 8

Анализируют свою деятельность. Высказывают свое мнение