Галогены инертные газы щелочные металлы
Обновлено: 12.05.2024
После того как выяснилось, что классификация на металлы и неметаллы не является полной, ученые стали выделять из этих двух больших классов элементы, особенно близкие по свойствам их простых веществ. Такие группы элементов назвали естественными семействами.
На странице -> решение задач по химии собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам химии.
Естественные семейства химических элементов и их свойства
Выделяют следующие естественные семейства: Щелочные металлы – Na, K, Cs, Rb, Li. Галогены – F, CI, Br, I.
Щелочные металлы
В любой отрасли науки по мере накопления фактов возникает необходимость в их систематизации и установлении внутренней причинно-следственной связи между ними.
Из курса биологии вы хорошо знакомы с систематизацией в растительном и животном мире. В химии накопление знаний об элементах и их соединениях привело к необходимости их группировки по сходным признакам.
Классификация элементов началась с деления их на металлы и неметаллы, что было предложено шведским химиком Й. Я. Берцелиусом.
Кроме металлов и неметаллов существуют химические элементы, которые проявляют двойственную природу, т. е. обладают свойствами и металлов, и неметаллов в зависимости от условий протекания химических реакций (Be, Zn, Аl и др.). Их оксиды и гидроксиды называют амфотерными веществами (от греческого аmphoteros – оба, тот и другой).
В природе существуют группы элементов со сходными химическими свойствами, их называют естественными семействами элементов. К типичным металлам относятся щелочные металлы. Кроме этих металлов мы будем рассматривать группу галогенов (VIIА) и инертных газов.
Щелочные металлы расположены в IА группе. Это литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs), франций (Fr). Франций – радиоактивный элемент. Они называются щелочными металлами, потому что при взаимодействии с водой образуютсильные растворимые основания – щелочи (рис. 39). Общая электронная формула валентных электронов
Щелочные металлы обладают некоторыми общими свойствами: молекулы щелочных металлов состоят из одного атома, очень активные. Поэтому их нужно хранить под слоем керосина. Энергично реагируют с водой, в соединениях проявляют валентность, равную I.
Металлическая активность щелочных металлов усиливается сверху вниз по группе, что связано с возрастанием атомных радиусов в этом направлении.
У щелочных металлов валентные электроны расположены на s-орбитали, поэтому их называют s-элементами. s-элементы в обычных условиях – это кристаллические вещества, которые по сравнению с остальными металлами обладают малыми значениями плотности (табл. 13). Литий, калий и натрий легче воды
Литий по своим свойствам несколько отличается от остальных металлов. С водой литий взаимодействует медленно, натрий – более энергично, калий – наиболее энергично реагирует с водой, вспыхивает фиолетовым пламенем, а рубидий – со взрывом.
Оксиды этих элементов являются основными, им соответствуют основания, хорошо растворимые в воде, – щелочи, основные свойства которых усиливаются сверху вниз по группе.
Литий был открыт в 1817 г. шведским ученым Арфедсоном, натрий и калий – в 1807 г. английским ученым Г. Дэви, рубидий и цезий – в 1861 г. Р. Бунзеном.
Литий используют для изготовления различных свинцовых и алюминиевых сплавов, которые применяются в самолетостроении. Добавка лития к сплавам увеличивает их твердость.
Рубидий и цезий используют для изготовления фотоэлементов.
Галогены и инертные газы
Какие галогены и инертные газы вы знаете? Где они применяются? Что вы знаете об инертных газах? Расскажите об их применении.
В природе существуют группы элементов с противоположными щелочным металлам свойствами, к примеру, галогены (табл. 15).
Галогены – типичные неметаллы, при взаимодействии с металлами образуют соли (галоген означает солерод). Молекулы галогенов двухатомные. Все галогены образуют летучие водородные соединения, растворы которых являются кислотами. В отличие от щелочных металлов, активность элементов по мере возрастания относительных атомных масс у галогенов ослабевает.
Галогены расположены в VIIА группе. Это фтор F, хлор Cl (рис. 41), бром Br, йод I, астат At. Астат – радиоактивный элемент.
Электронная конфигурация внешнего слоя этих элементов
Последний электрон у атомов галогенов поступает на р-орбиталь, поэтому они называются р-элементами. По группе сверху вниз радиусы атомов увеличиваются, в том же направлении растут значения температур кипения и плотности. Агрегатные состояния переходят из газообразного через жидкое а окраска сгущается (от желто-зеленой у хлора до черно-серого с фиолетовым блеском у йода).
Галогены – типичные неметаллы, на внешнем энергетическом уровне у них не хватает одного электрона для завершения слоя, поэтому они легко принимают один электрон, проявляя неметаллические свойства. При этом принимают электронное строение инертного газа, стоящего после них в периодической системе. Кроме фтора, все остальные галогены образуют кислотные оксиды.
В соединениях фтор проявляет валентность, равную I. Остальные галогены проявляют валентности I, III, V, VII.
Неметаллические свойства элементов в группе сверху вниз ослабевают, так как из-за увеличения атомных радиусов сила притяжения электронов к ядру уменьшается.
Еще одна природная группа элементов – инертные газы (табл. 17).
Каждый период в Периодической системе завершается инертным газом. Инертные газы характеризуются низкой химической активностью. Из-за чего такая пассивность? Для разрешения этого вопроса рассмотрим электронное строение этих элементов. У известных вам инертных газов
Это одноатомные газы без цвета и запаха. Среди них самым химически инертным является гелий, более активны криптон и ксенон. В направлении возрастания относительной атомной массы, от He до Xe, наблюдается возрастание температуры кипения и плавления. Усиливается также растворимость газов в воде и других растворителях.
Инертные газы (He, Ne, Ar) применяются в основном при сварке металлов, в лампах, в фонарях, а также как хладагенты при физических исследованиях (рис. 42).
Изучение свойств естественных семейств химических элементов и их соединений помогает нам систематизировать наши знания.
Йод был открыт при «помощи» кошки. Французский ученый Б. Кур-туа приготовил в двух склянках два различных раствора: в первой -концентрированную
Металлы и неметаллы
Вы знаете, что простые вещества в зависимости от электронного строения атомов подразделяются на металлы и неметаллы. Рассмотрим их структуру, свойства и применение в сравнительном аспекте. Обратите внимание на их различия и с чем они связаны.
В периодах в I, II, ІІІ группах находятся в основном металлы, а в IV–VIII главных подгруппах в основном расположены неметаллы.
Если провести диагональ от бора к астату, то справа вверх от диагонали расположены элементы – неметаллы (кроме элементов побочных подгрупп), а слева вниз – элементы металлы. На внешних энергетических уровнях металлов вращаются в основном 1–3 электрона, у неметаллов 4–8 электронов.
Электронное строение металлов Радиусы атомов металлов большие, неметаллы характеризуются малыми значениями радиусов.
В химических реакциях металлы отдают электроны
неметаллы присоединяют и могут отдавать электроны, кроме фтора.
Металлы, кроме ртути, твердые вещества, а неметаллы – твердые (S, P, C, Si, и газообразныеМеталлы и их соединения применяются в тяжелой индустрии, а соединения неметаллов применяются в пищевой, бумажной и текстильной промышленности.
Металлы встречаются в литосфере, а соединения неметаллов чаще находятся в атмосфере.
По распространенности металлы подразделяются на благородные (Au, Ag, Pt), редкие, рассеянные, макро- и микроэлементы; неметаллы по содержанию в живых организмах – на макро-, микро- и ультраэлементы. В недрах земли они встречаются в виде минералов, в морских и водах океанов – в виде соединений.
Оксиды металлов I–II главных подгрупп – основные оксиды, им соответствуют гидроксиды: СаО → Металлы не образуют летучие водородные соединения. Неметаллы образуют летучие водородные соединения кислотного характера, например, иМеталлы обладают характерной особенностью – металлическим блеском, легко куются, вытягиваются, гнутся и прокатываются.
Металлы хорошо проводят электричество и тепло, они хорошие провjдники. Из неметаллов хорошим проводником электрического тока является графит. Многие соединения неметаллов (кристаллический кремний) проявляют полупроводниковые свойства или являются диэлектриками.
- Свойства элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда атомных ядер.
- Группы элементов со сходными физическими и химическими свойствами называются естественными семействами.
- Формулы валентных электронов щелочных металлов ns1, галогенов - ns2np5, а инертных газов - пз2пръ (кроме гелия).
- Щелочные металлы - легко отдают один электрон с внешнего энергетического уровня, а галогены легко присоединяют недостающий до завершения внешнего слоя один электрон.
- В группе металлические свойства щелочных металлов усиливаются сверху вниз, а у галогенов неметаллические свойства в этом направлении ослабевают.
Услуги по химии:
Лекции по химии:
Лекции по неорганической химии:
Лекции по органической химии:
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
Урок на тему "“Щелочные металлы, галогены и инертные газы».
Цель : ознакомить обучающихся с естественными семействами химических элементов(щелочные, щелочно-земельные металлы, халькогены и галогены); дать понятие о реакции замещения на примере взаимодействия щелочных металлов с водой ; повторить электронное строение атомов элементов IA , IIA , VIA , VIIA VIIIA и взаимосвязь между строением атома и их химическими свойствами.
Образовательные :
-щелочные, щелочно-земельные металлы, щелочи, растворимые и нерастворимые основания, гидроксильная группа ОН, халькогены, галогены, основные и кислотные оксиды ,кислоты.
Развивающие :
-учить детей к самоконтролю, самопознанию, работать в паре, в группе, воспитывать взаимопонимание, поддержку;
-формирование умений работать с различными источниками информации;
-развитие интерактивных навыков и умений.
Воспитательные :
-развитие познавательного интереса у учащихся, их творческих способностей;
-формирование единства окружающей природы.
Тип урока : изучение нового материала в сочетании с систематизационной работой пройденного материала и его закреплением.
Планируемые результаты обучения :
1.Знать названия естественных семейств и строения атомов этих химических
2. Уметь написать реакцию замещения, соединения и расставить коэффициенты.
3.Познакомить с классами неорганических соединений: основаниями и кислотами.
Методы педагогического воздействия :
- Методы организации учебно-познавательной деятельности(словесный,
наглядный, практический, проблемно-поисковый).
Методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной деятельности, учебная дискуссия.
Контроль, самоконтроль, взаимоконтроль.
Оборудование и реактивы : инструктаж по БЖ,ПСХЭ Д. И. Менделеева
штатив с пробирками, раствор NaOH , раствор HCl , индикатор.
Межпредметные связи : математика и география.
I .Организационный момент : девиз урока» Знание не только нужно получать, но нужно уметь ими пользоваться».
Прием « Самопроверки» и «Взаимопроверки».
II . Актуализация знаний.
Оглашение темы и целей урока.
Работа с классом. Прием «Закончить предложение»
1.Групп в таблице Д. И. Менделеева-----------.
2.Периодов в таблице Д. И. Менделеева-----------.
6.Валентные электроны- это---------------.
7.Электронные орбитали- это--------------.
8.Количество электронных орбиталей и назвать их.
9.Полная характеристика элемента с протонным числом 17.
Работа на доске.
Дать полную характеристику химическим элементам и строение их
атомов с протонными числами 11, 20, 8, 9.
III . Постановка учебной задачи.
СТРАТЕГИЯ «вОПРОСИТЕЛЬНЫЕ СЛОВА»
Что такое щелочь и почему из нее изготовляют шампуни, мыло и из
каких химических элементов ее получают? Почему имеют химические элементы название «халькогены»-медные руды? И что такое галогены и соляная кислота ,которая находится у нас в желудке?
IV . « Открытие нового знания».
Химические элементы группы IA , кроме Водорода.
Li Na K Rb Cs Fr -это щелочные металлы, самые активные металлы.
На последнем энергетическом уровне находится 1е один валентный электрон на s - орбитали. Высший оксид R 2 O -основной оксид.
Физические свойства: имеют металлический блеск, легко режутся ножом,
хранят под слоем керосина, T пл. уменьшается, Т кип. уменьшается, радиус
атома увеличивается ,плотность увеличивается, химическая активность от
Li к Fr увеличивается, им легче отдать один электрон.
Химические элементы группы IIA ,кроме амфотерного Ве и Mg .
Ca Sr Ba Ra –щелочно-земельные элементы , их называли землями и это активные металлы.
На последнем энергетическом уровне находится 2е два валентных электрона на s - орбитали. Высший оксид RO -основной оксид.
Физические свойства : имеют металлический блеск ,легко режутся ножом,
кроме Ca , Тпл. и Ткп. также в группе уменьшается ,радиус атома увеличивается, химическая активность в группе увеличивается и им легче отдать 2
Химические элементы VIA -это «халькогены» - медные руды.
S Se Te Po - это халькогены, активные неметаллы .
На последнем энергетическом уровне находится 6е шесть валентных электронов на s и p - орбиталях. Высший оксид RO 3-кислотный оксид.
Физические свойства : разные агрегатные состояния: О2 газ, S желтое
хрупкое твердое вещество, Se , Te , Po –твердые вещества. где Po -радио-
активный элемент, Тпл. и Ткп. также в группе увеличивается, и радиус атома увеличивается, химическая активность в группе наоборот уменьшается, им
легче принять 2 электрона, но могут и отдавать электроны.
Химические элементы группы VIIA –это галогены-«рождающие соли».
F Cl Br I At –это галогены, самые активные неметаллы .
На последнем энергетическом уровне находится 7е семь валентных электронов на s и p - орбиталях. Высший оксид R 2 O 7-кислотный оксид.
Физические свойства : разные агрегатные состояния- F 2 , Cl 2-газы, Br 2-жидкость, I 2-твердое кристаллическое вещество, At - радиоактивный элемент., Тпл. и Ткп. также в группе увеличивается, и радиус атома увеличивается, химическая активность в группе уменьшается, им легче принять 1 электрон.
Химические элементы группы VIIIA –это инертные (благородные) газы.
На последнем энергетическом уровне находится 8е восемь валентных электрона на s и p -орбиталях (завершенный энергетический уровень). Высший оксид RO 4.
He Ne Ar Kr Xe Rn –это инертные газы.
Физические свойства: все газы (одноатомные), инертные (химически пассивные),нет соединений ,кроме Kr , Xe , Rn .
Игра «Химическая лаборатория».
Химические свойства.
1.Реакция щелочных и щелочно-земельных элементов с кислородом (халькогеном). Реакция соединения.
4Ме +О2 =2Ме2О, 2Ме + О2 =2МеО,
где Ме-щелочной металл где Ме-щелочно-земельный металл
4К +О2=4К2О 2 Ва+О2=2ВаО
оксид калия оксид бария
2. Реакция щелочных и щелочно-земельных элементов с водой.
Реакция замещения. Таблица растворимости (растворимые, нерастворимые И АМФОТЕРНЫЕ основания).
Н2О=Н +ОН-гидроксильная группа ( гидро- вода)
2Ме + 2Н2О = 2МеОН + Н2. где Ме-щелочной металл (валентность I )
2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2
Н ОН гидроксид лития, щелочь
Ме + 2Н2О = Ме(ОН)2 + Н2, где Ме-щелочно-земельный металл (валентность II )
Ва + 2 Н2О =Ва(ОН)2 + Н2
Н ОН гидроксид бария, щелочь
3.Реакция галогенов с водородом. Реакция соединения.
Hal 2 + H 2 = 2 HHal , где Hal -галоген, неметалл (валентность I ).
Cl 2 + H 2 = 2 HCl
соляная, хлоридная кислота
4.Реакция галогенов с металлами. Реакция соединения.
2Ме + Hal 2 = 2 MeHal где Ме-щелочной металл (валентность I )
2 Na + Cl 2 =2 NaCl
хлорид натрия ,соль
V .Физическая минутка (химическая зарядка).
VI .Первичное закрепление знаний.
Игра «Химик-аналитик».
Заполнить пропущенные химические элементы и вещества.
Cs + O2 = …….. Ca + …… = 2CaO
F2 +……=2HF I2 +……..= 2NaI
2K +2H2O=…….+ H2 Ca +……..= Ca(OH)2 +H2
H2 + ……= 2HI 2Na + 2H2O=………. +H2
Игра « Репортер »
План-конспект урока на тему: Естественные семейства элементов
Сформировать понятие о естественных семействах элементов на примере щелочных металлов и галогенов.
1. Способствовать развитию представлений о естественных семействах элементов на примере щелочных металлов и галогенах.
2. Развивать умение сравнивать и обобщать химические свойства веществ.
3. Содействовать воспитанию чувства товарищества, умения работать коллективно.
Оборудование:
Учебник, периодическая система химических элементов.
Технологическая карта
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность учеников.
1. Организационный момент (2 мин.)
Приветствие, проверка отсутствующих и готовности учеников к уроку.
Приветствуют учителя, называют отсутствующих, демонстрируют готовность к уроку.
2. Актуализация знаний
2.1. Проверка домашнего задания
Работа на карточках.
Сообщает тему урока.
Отвечают на вопросы учителя. Работают с карточками.
Открывают тетрадь, записывают дату и новую тему.
3. Формирование новых знаний (20 мин.)
3.1. Физические и химические свойства щелочных металлов.
3.2 Физические и химические свойства галогенов.
3.3 Благородные газы.
Формирует представление о щелочных металлах.
Обращает внимание на записи на доске.
Даёт представление о галогенах.
Дает представление о благородных газах.
Слушают, анализируют, смотрят на доску, совместно с учителем составляют конспект.
4. Применение новых знаний и умений
Формулирует вопросы для закрепления новой темы. Организует решение задач.
Отвечают на вопросы. Решают задачи у доски и в тетрадях.
5. Домашнее задание (2 мин.)
Объясняет выполнение домашнего задания
Записывают домашнее задание в дневник.
6. Рефлексия (2 мин.)
Организация оценки урока учениками, их самооценки в усвоении нового материала.
Оценивают урок, дают самооценку усвоения материала.
1.Организационный момент.
Актуализация знаний.
2.1 Проверка домашнего задания.
Индивидуальный опрос.
Вопросы к учащемуся:
На какие группы все элементы делятся? (1 уровень).
По каким признакам элементы делятся на металлы и неметаллы? (2 уровень).
Доказательство амфотерности свойств Al ( OH )3?(3 уровень).
Решить цепочку превращений:
алюминий ---хлорид алюминия--- гидроксид алюминия-- оксид алюминия-- алюминий--- гидроксид алюминия (4 уровень).
Карточки с задачами ( 2 ученика).
Какое количество вещества кислорода необходимо для окисления 1,2 моль металла алюминия с образованием оксида алюминия?
Сколько граммов цинка вступило в реакцию с соляной кислотой, если образовалось 0,5 г газа водорода?
2.1 Мотивация.
После того, как выяснилось, что классификация на металлы и неметаллы не является полной, ученые стали выделять из этих двух больших классов элементы особенно близкие по свойствам их простых веществ. Такие группы элементов называли естественными семействами. Сегодня на уроке мы с вами узнаем про свойства этих элементов.
3.Формирование новых знаний.
Откройте тетради и запишите тему урока: «Естественные семейства элементов».
3.1 Химические и физические свойства щелочных металлов.
Прежде всего в одно семейство были объединены элементы, простые вещества которых обладают наиболее ярко выраженными металлическими свойствами: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs. Они находятся в первой группе в периодической системе Менделеева. Их назвали щелочными металлами, так как они энергично взаимодействуют с водой с образованием щелочей:
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
Ребята, запишите в тетрадь уравнение реакции.
Энергично реагируют щелочные металлы также с кислородом, хлором, серой и другими неметаллами.
Записываем в тетрадь уравнения реакций.
Это мы обсудили химические свойства щелочных металлов. А теперь на странице 29 учебника посмотрите таблицу, в которой перечислены физические свойства простых веществ этих элементов, а также формулы их типичных соединений. Прочитайте текст на странице 30, даю 2 минуты и мы побеседуем.
Какими основными физическими свойствами обладают щелочные металлы? Каково их агрегатное состояние? Какие свойства проявляют соединения щелочных металлов? (учащиеся отвечают на вопросы).
3.2 Физические и химические свойства галогенов.
Еще одним естественным семейством являются галогены, у простых веществ которых наиболее ярко проявляются неметаллические свойства: фтор F,хлор Cl, бром Br, иод I. Находятся в главной подгруппы VII группы в периодической системе Менделеева.
Молекулы простых веществ галогенов двухатомны: F2, Cl2, Br2, I2.
Простые вещества этих элементов активно реагируют с металлами с образованием солей, в природе почти не встречаются в чистом виде в связи с высокой реактивной способностью.
Mg + Cl 2 = MgCl 2 .
Записываем уравнение реакции в тетрадь.
Отсюда и название этого семейства «галогены», что в переводе с греческого языка означает «рождающие соли».
Еще одно характерное химическое свойство галогенов — взаимодействие с водородом. При этом образуются газообразные вещества, которые называются галогеноводороды:
H 2 + Cl 2 =2 HCl ;(свет)
H 2 + Br 2 =2HBr;(t)
Водные растворы галогеноводородов — кислоты.
На странице 31учебника приведены окраска галогенов, физические свойства и типичные соединения, почитайте самостоятельно, даю минуту.
Можно ли отличить галогены по окраске? Каково их агрегатное состояние? В чем основное отличие галогенов от щелочных металлов? (учащиеся отвечают на вопросы учителя).
3.3 Благородные газы.
В конце XIX в. была открыта группа элементов, простые вещества которых получили название благородные газы: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe. Они отличаются исключительной инертностью и не образуют соединений ни с металлами, ни с водородом.
Таким образом, каждый элемент можно отнести к тому или иному естественному семейству. Простые вещества и однотипные соединения элементов одного семейства проявляют подобные свойства.
Давайте запишем с вами основные выводы в тетрадь:
Группы химических элементов, простые вещества и однотипные соединения которых обладают близкими свойствами, составляют семейства сходных элементов, или естественные семейства элементов.
Группа щелочных металлов составляет естественное семейство типичных металлов.
Группа галогенов составляет естественное семейство типичных неметаллов.
4. Применение новых знаний.
Учитель формулирует вопросы по пройденной теме, ученики отвечают на вопросы.
А теперь вспомним: какие естественные семейства элементов вы знаете? (щелочные металлы, галогены, инертные газы).
Какие свойства объединяют щелочные металлы? (мягкие - они легко режутся ножом, легкие, пластичные, легкоплавкие, хорошо проводят электрический ток, обладают металлическим блеском).
Какие свойства объединяют галогены? (Все галогены имеют резкий запах, окрашены, малорастворимы в воде, хлор и фтор - газы, бром - жидкость, йод – твердое вещество).
А теперь давайте решим задачу: (один ученик решает у доски, остальные - в тетрадях).
Какое количество алюминия потребуется для реакции с соляной кислотой, взятой в избытке, чтобы получить 5,6 л водорода (н.у.)?
Ответ: n(AL)=0 ,17 (моль).
5. Домашнее задание.
§ 6 (устно), зад. 3, 7, 8.
6. Рефлексия.
Сейчас я предлагаю оценить вам свою работу и самочувствие на уроке. Для этого те, кто усвоил материал, поднимите правую руку вверх и покажите «класс», кого материал заинтересовал, но он чувствует некоторые проблемы в понимании темы, я попрошу поднять правую руку вверх и помахать рукой, а те, кто еще нуждается в помощи при изучении материала, похлопать руками по коленям.
: Первоначальные попытки классификации химических элементов. Понятие о группах сходных эле-ментов. Естественные семейства щелочных металлов и галогенов. Благородные газы.
ТЕМА УРОКА: Первоначальные попытки классификации химических элементов. Понятие о группах сходных элементов. Естественные семейства щелочных металлов и галогенов. Благородные газы.
Сформировать представления о классификации химических элементов на примерах естественных семейств щелочных металлов, галогенов, благородных газов.
Планируемые результаты обучения
Знать общие признаки классификации химических элементов на примере групп сходных элементов.
Развивать умения определять понятия, делать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы.
Формировать мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки, коммуникативную компетентность. Испытывать чувство гордости по отношению к достижениям отечественных учёных (работы Д. И. Менделеева).
Основные виды деятельности учащихся.
Основные виды деятельности учащихся. Классифицировать химические элементы на металлы (щелочные и щелочноземельные), неметаллы, благородные газы.
Основные понятия.
Классификация элементов, семейства элементов (щелочные металлы, щелочноземельные металлы, галогены).
Структура урока
I . Организационный этап
II . Актуализация опорных знаний
III . Изучение нового материала
IV . Закрепление. Подведение итогов урока
V . Домашнее задание
Организационный момент.
Приветствие, проверка принадлежностей к уроку.
Актуализация опорных знаний.
Вы закончили изучение большой темы: «Основные классы неорганических соединений». Теперь предстоит изучение главной темы «Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И Менделеева». Давайте попытаемся перенестись в прошлое и проникнуть в творческую лабораторию ученых.
Изучение нового материала.
Мотивация к учебной деятельности. Ввод новых знаний.
- Ребята для начала я хотела бы провести Интеллектуальный тренинг “Знаете ли вы…”. Ваша задача в тетраде на каждое прочитанное мною утверждение ставить знак «+», если вам известен этот факт или «-» если вы о нем слышате впервые.
- Готовы? (дети отвечают)
1. В 1860 году были известны более 60 химических элементов, на сегодняшний день открыты более 114 элементов.
2. В организме человека около 70 химических элементов в составе простых и сложных веществ, массовая доля больше всего (кислорода, углерода, азота, кальция).
3. Для изготовления одной лампочки накаливания нужно использовать 7 различных металлов - Fe, W, Ni, Pb, Sn, Sb, Zn).
4. Семь металлов создал свет по числу семи планет - Аu, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg, Fe).
5. Во время 1 мировой войны применение ядовитого желто-зеленого газа хлора привело к смерти многих людей, а благодаря посуде, изготовленной из серебра, из которого ели пищу офицеры армии Македонского избежали кишечные болезни.
Ребята, а о каких элементах шла речь? Как их можно классифицировать? (На металлы и неметаллы).
Ребята сегодня на уроке, мы поговорим о п ервоначальных попытках классификации химических элементов, познакомимся с понятием о группах сходных элементов, изучим естественные семейства щелочных металлов и галогенов, а также благородных газов.
(Учащиеся записывают дату, тему урока)
Попытки классификации химических элементов начались задолго до открытия Д.И.Менделеева периодического закона. Естествоиспытатели в начале XIX сталкивались с большими трудностями в этом направлении, потому что химических элементов было известно всего 63, а атомные массы были определены для них неточно.
Задолго до нашей эры были хорошо известны 7 металлов: золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, ртуть. Поэтому вначале все элементы разделяли на 2 группы – металлы и неметаллы. Учения о первоэлементах возникли в Древней Греции. Философ Эмпедокл, живший около 490–430 гг. до н. э. создал учение о 4-х элементах: земле, воде, огне, воздухе.
Это учение об элементах дополнил и продолжил его ученик Аристотель, добавив 5-й элемент – эфир. Он считал, что из эфира состоят небеса, звезды, планеты.
Во II—VI века н. э. в эпоху поздней античности складывается Алхимия, предшественница химии. Алхимики занимались получением золота или серебра из неблагородных металлов, с помощью «философского камня», составлением препаратов и снадобий, «пилюль бессмертия», поиском «элексира жизни», изучением глубинной сущности веществ и химических реакций, трансмутацией духа, достижением абсолютного здоровья или даже бессмертия.
Основными объектами изучения алхимии являлись металлы. Каждому из семи известных тогда металлов сопоставлялась соответствующее небесное светило:
Все без исключения алхимические учения отличались таинственностью и секретностью. Алхимические обозначения химических веществ представляли собой различные геометрические фигуры. Алхимия была связана со всеми областями химических ремесел и постепенно все больше принимала облик практической химии.
От «алхимического периода» новая химия унаследовала ряд названий веществ, лабораторных операций, посуды, приборов. Одно из крупнейших достижений алхимии – случайное открытие фосфора. Алхимики - египтяне открыли бронзу – сплав меди с оловом.
Однако алхимики не могли понять и объяснить механизмы превращений веществ, не было сделано и научных обобщений. Алхимия исчезает.
Ребята, я раздала вам карточки. Каждый ряд получил карточку, с именем ученого, который предложил свою классификацию химических элементов. Ваша задача в течение нескольких минут изучить материал, затем рассказать всему классу об одном из способов классификации химических элементов.
(1 ряд) - Триады Дёберейнера.
В 1829 году немецкий химик И.В.Дёберейнер заметил, что некоторые сходные по своим свойствам элементы можно объединить по три в группы. Он назвал их триадами.
Сущность данной классификации заключается в следующем: в каждой триаде есть средний элемент, масса атома которого будет равна средней арифметической массе двух крайних элементов.
Например, рассмотрим первую триаду: Li, Na, K.
Их атомные массы соответственно равны 7, 23, 39.
Система классификации И.В.Деберейнер оказалась несовершенной. Некоторые триады не содержали тех элементов, которые были бы похожи с ними по химическим свойствам.
Ошибка И.В.Дёберейнер заключалась в том, что он ограничил себя поиском тройственных союзов, т. е. триад.
Но И.В.Дёберейнер был первым из естествоиспытателей, который связал свойства химических элементов с их атомными массами. Все дальнейшие попытки классификации химических элементов основывались на связи масс атомов с их химическими свойствами.
(2 ряд) - Октавы Ньюлендса
В 1865 году 18 августа английский ученый Дж.А.Ньюлендс расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс. В результате он заметил, что каждый восьмой элемент напоминает по свойствам первый элемент. Найденную закономерность, он назвал законом октав по аналогии с семью интервалами музыкальной гаммы.
Таким образом, он заметил, что вертикальные ряды, полученные после такого расположения, включают в себя элементы, схожие по своим химическим свойствам. Ньюлендс был первым, кто соотнес атомные массы химических элементов и их химические свойства и присвоил каждому элементу порядковый номер. Но все же в его таблице не было свободных мест. Он ограничил себя семью клетками в каждом периоде, и некоторые клетки ему пришлось поместить по несколько элементов. Поэтому научный мир отнесся скептически к его открытию.
(3 ряд) таблица химических элементов Мейера
В 1870 году появилась первая таблица немецкого химика Ю.Л. Мейера под названием « Природа элемента, как функция их атомного веса». В неё были включены 28 элементов, размещенные в 6 столбцов, согласно их валентности. Ю.Л. Мейер намеренно ограничил число элементов в таблице, чтобы подчеркнуть закономерные изменения атомной массы в рядах сходных элементов. Рис. 3.Сходные элементы располагаются в вертикальных рядах таблицы. Некоторые ячейки Ю.Л. Мейер оставил незаполненными.
Открытие периодического закона Д.И.Менделеевым
В 1871 году в итоговой статье «Периодическая закономерность химических элементов» Д. И. Менделеев дал следующую формулировку периодического закона:
«Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомного веса».
Тогда же Д. И. Менделеев придал своей таблице вид, ставшим классическим, так называемый короткий вариант.
С этого момента периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева становится общепризнанной всем мировым химическим сообществом. Особая заслуга Д. И. Менделеева заключается в том, что он не только расположил химические элементы в определенной последовательности, но и дал описательную характеристику своей периодической системы. При помощи её можно было предсказывать химические свойства различных химических элементов.
Ребята, с периодической системой химических элементов вы познакомились при изучении темы основных классов неорганических соединений.
Давайте вспомним, на какие две группы можно классифицировать все элементы, расположенные в периодической системе? (металлы и неметаллы).
Где в периодической системе расположены металлы(неметаллы)?
Приведите примеры металлов и неметаллов. (Записать в тетрадь)
Fe, Cu, Al, Hg, Au, Ag
С середины XIX в. химические элементы стали объединять в группы, получившие название естественных семейств . В одно семейство включались только элементы, химически сходные друг с другом и образующие сходные по составу и свойствам соединения.
Рассмотрим представителей семейств на примерах их расположения в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева:
Щелочные металлы − элементы IА-группы.
(Перечислите щелочные металлы. Записать в тетрадь Щелочные металлы: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).
Ребята как вы думаете почему элементы IА-группы называют щелочными?
При взаимодействии этих металлов и их оксидов с водой образуются щёлочи.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Щелочноземельные металлы − элементы из IIА-группы. (Перечислите щелочноземельные металлы. Записать в тетрадь (Ca, Sr, Ba). Оксиды этих металлов называли «земли». Гидроксиды этих металлов представляют собой щёлочи.
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2
Галогены − элементы VIIА-группы. (Перечислите галогены. Записать в тетрадь записать в тетрадь Галогены: F , Cl , Br , I , At . ). Получили свое название из-за свойства при взаимодействии с металлом образовывать соль. Включает в себя самые активные неметаллы.
Инертные (благородные) газы − элементы VIIIА-группы. Обладают малой химической активностью. (записать в тетрадь Инертные газы: He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn ).
Закрепление изученного материала.
Упр. № 5 на стр. 171. (Работа с таблицей 15 на стр. 170–171.
Домашнее задание:
- изучить §49, на стр. 167–171;
- выполнить упр. №3 на стр. 171.
Подведение итогов урока.
Ребята, давайте подведем итог нашего урока я начну фразу, а вы ее продолжите:
1. сегодня я узнал… 2. было интересно… 3. было трудно… 4. я выполнял задания… 5. я понял, что… 6. теперь я могу… 7. я почувствовал, что… 8. я приобрел… 9. я научился… 10.у меня получилось … 11.я смог… 12.я попробую… 13.меня удивило… 14.урок дал мне для жизни… 15.мне захотелось…
Читайте также: