Тема урока: Характеристика химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д.И. Менделеева

Цельурока: Расширить и углубить полученные знания построению атомов химических элементов из курса химии 8-гокласса.

Научить составлять план характеристики химического элемента, исходя из его положения в Периодической системе и строения атома.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Повторение структуры ПСХЭ.

Закономерности изменения свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам

Химические свойства элементов (а уж тем более их соединений!) напрямую зависят от

Памятка!!! Не надо учить наизусть химические свойства каждого атома, не надо зазубривать химические реакции... ответ на любой вопрос по химии находится в .

3. Изучение нового материала.

Химические элементы в Периодической системе – это герои, и им, как и любым героям, нужно давать определенные характеристики. За основу их характеристики нужно брать Периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева. Описывать химический элемент нужно будет по 7 пунктам: во-первых необходимо указать Положение элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева и строение его атома, затем характер простого вещества, т.е. металлом или неметаллом является этот химический элемент, сравнить свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами, а также сравнить свойства простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами, только после этого определить состав высшего оксида и его характер (основный, кислотный, амфотерный), а на основании оксида и состав высшего гидроксида, его характер (кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид), а для неметаллов ещё указать состав летучего водородного соединения.

Для атомов химических элементов в группах сверху вниз увеличивается заряд ядра атомов, который численно равен порядковому номеру элемента, радиус атомов тоже увеличивается, т.к. увеличивается число энергетических уровней, а число энергетических уровней определяется номером периода, при этом число электронов остается неизменным, электроны все дальше и дальше отдаляются от ядра, поэтому их становится легче отдать и восстановительные свойства усиливаются, а окислительные – ослабевают. При этом высшая степень окисления остается неизменной и равна номеру группы, низшая степень окисления тоже не изменяется и равна №группы – 8. В периодах слева направо заряд ядра тоже увеличивается, а радиус, наоборот, уменьшается, т.к. увеличивается число электронов на внешнем уровне, которое определяется по номеру группы и электроны крепче связаны с ядром, число энергетических уровней при этом остается неизменным. Поэтому, восстановительные свойства ослабевают, а усиливаются окислительные. Высшая степень окисления изменяется от +1 до +8: в первой группе ‒ +1, во второй ‒ +2, в третьей ‒ +3, в четвертой ‒ +4, в пятой ‒ +5, а низшая от изменяется -4 до -: в четвертой группе она равна -4, в пятой -3, в шестой -2, а в седьмой -1.

Что касается простых веществ, то металлические свойства в группах сверху вниз усиливаются, а в периодах слева направо ослабевают. Неметаллические свойства, наоборот, в группах сверху вниз ослабевают, а в периодах слева направо усиливаются.

Для соединений химических элементов характерно то, что в группах сверху вниз усиливаются основные свойства, а кислотные ослабевают. Например, в первой группе, основные свойства оксида калия выражены сильнее, чем у оксида лития, а в четверной группе у оксида кремния (IV ) кислотные свойства выражены сильнее, чем у оксида свинца (IV ). В периодах слева направо усиливаются кислотные свойства, а ослабевают основные. Например, у оксида магния основные свойства выражены сильнее, чем у оксида алюминия, у оксида углерода (IV ) кислотные свойства выражены сильнее, чем у оксида бора.

Охарактеризуем металл натрий по всем признакам. Порядковый номер натрия, т.е. клетка, в которой он стоит – 11. Массовое число – 23. Значит, заряд его ядра равен +11, Z = +11 (заряд ядра атома равен порядковому номеру элемента, числу протонов и числу электронов). Поэтому в атоме 11 электронов (11 ē), а число нейтронов определяется по формуле N = A – Z , т.е. 23 – 11 = 12, значит в атоме 12 нейтронов (12 n ).

Натрий находится в 3-ем периоде, значит, у него будет 3 энергетических уровня, на которых будут располагаться все его электроны. На первом уровне 2 электрона (это максимально), на втором – 8, на третьем, значит, – 1 электрон.

Т.к. у натрия 1 электрон на внешнем уровне, то этот элемент относится к металлам. В реакциях он будет отдавать 1 электрон, проявляя восстановительные свойства, и получать степень окисления +1.

Теперь нужно охарактеризовать натрий как простое вещество. Раз натрий – это металл, то для него характерна металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решетка. Поэтому, как и для любого металла для него характерны такие физические свойства, как металлический блеск, пластичность, тепло и – электропроводность.

Теперь нужно сравнить свойства натрия со свойствами его соседей по группе: металлические свойства натрия выражены сильнее, чем у лития, но слабее, чем у калия, т.к. в группе сверху вниз увеличивается радиус атома и электроны больше отдаляются от ядра и их становится легче оторвать.

А теперь сравнить нужно свойства натрия со свойствами его соседей по периоду: металлические свойства натрия выражены сильнее, чем у магния, т.к. в периодах, слева направо радиус атомов уменьшается, а число электронов на внешнем уровне увеличивается, электроны крепче связаны с ядром, поэтому их становится тяжелее оторвать, чем присоединить.

Теперь нужно составить формулу оксида натрия и определить его характер. Т.к. натрий – металл I A группы, то ему соответствует оксид натрия – Na 2 O , значит, это основный оксид и он проявляет все свойства, характерные для этих оксидов: он реагирует с кислотами и кислотными оксидами, с водой с образованием щёлочи.

Гидроксид натрия – это NaOH , он является щёлочью – растворимым в воде основанием. Для него будут характерны следующие свойства: реакции с кислотами и кислотными оксидами, реакции с солями.

Если натрий – металл, но он не образует летучих водородных соединений.

Охарактеризуем фосфор. Фосфор находится в клетке номер 15, т.е. порядковый номер его – 15, значит, заряд ядра его атома будет +15, а число протонов, как и число электронов равно 15: (р = 15, ē = 15). Массовое число фосфора – 31, поэтому число нейтронов будет равно 16, т.к. если мы от массового числа отнимем число протонов, то будет 16 (31 – 15 = 16). Фосфор находится в третьем периоде, значит, у него три энергетических уровня, на первом уровне 2 электрона, на втором – 8, а на третьем будет пять: (2ē, 8ē, 5ē). Т.о. на внешнем энергетическом уровне у фосфора 5 электронов.

Фосфор – это неметалл, значит, он может быть как окислителем, так и восстановителем. Как окислитель, он может присоединить 3 электрона до завершения внешнего уровня, получая при этом степень окисления -3 (Р 0 + 3 ē → Р -3 ), а как восстановитель, он может отдать 3 или 5 электронов и получить степень окисления +3 или +5 (Р 0 - 3 ē → Р +3 , Р 0 - 5 ē → Р +5 .

Фосфор – неметалл. Для него характерно явление аллотропии, как и для серы. Т.е. он может образовывать несколько простых веществ, отличающихся своими свойствами. Например, белый фосфор имеет белый цвет и молекулярную кристаллическую решетку, молекула имеет вид тетраэдра, а красный фосфор представляет собой полимер, черный фосфор является полупроводником и имеет металлический блеск.

Теперь нужно сравнить свойства фосфора и его соседей. Неметаллические свойства фосфора выражены сильнее, чем у мышьяка, но слабее, чем у азота, т.к. радиус у азота меньше, чем у фосфора. По сравнению с соседями по периоду, свойства фосфора выражены сильнее, чем у кремния, но слабее, чем у серы.

Осталось составить формулу оксида и гидроксида фосфора. Высший оксид фосфора – P 2 O 5 . Это кислотный оксид, который проявляет свойства, характерные для этих оксидов: он реагирует с основными оксидами, основаниями и водой с образованием соответствующей кислоты.

Высший гидроксид фосфора – это фосфорная кислота, или ортофосфорная – H 3 PO 4 , она проявляет свойства, характерные для всех кислот: реагирует с металлами, основаниями и основными оксидами, с солями.

Фосфор – неметалл, поэтому имеет летучее водородное соединение – РН 3 – фосфин.

4. Закрепление: выполнение задания на стр. 9, упр. 4 – 6, индивидуальная работа по карточкам.

5. Рефлексия и подведение итогов:

Выберите из нижепредложенных утверждений, соответствующее вашему мнению и настроению, и закончите фразу согласно вашему выбору. Очередные 45 драгоценных минут моей не менее драгоценной жизни:

а) потеряны безвозвратно, так как …;

б) прошли с пользой, так как …

6. Домашнее задание: §1, составить план характеристики химического элемента с атомным номером 17, упр. 2, 7, 10.

Графическим изображением Периодического закона является Периодическая система (таблица). Горизонтальные ряды системы называют периодами, а вертикальные столбцы – группами.

Всего в системе (таблице) 7 периодов, причем номер периода равен числу электронных слоев в атоме элемента, номеру внешнего (валентного) энергетического уровня, значению главного квантового числа для высшего энергетического уровня. Каждый период (кроме первого) начинается s-элементом — активным щелочным металлом и заканчивается инертным газом, перед которым стоит p-элемент — активный неметалл (галоген). Если продвигаться по периоду слева направо, то с ростом заряда ядер атомов химических элементов малых периодов будет возрастать число электронов на внешнем энергетическом уровне, вследствие чего свойства элементов изменяются – от типично металлических (т.к. в начале периода стоит активный щелочной металл), через амфотерные (элемент проявляет свойства и металлов и неметаллов) до неметаллических (активный неметалл – галоген в конце периода), т.е. металлические свойства постепенно ослабевают и усиливаются неметаллические.

В больших периодах с ростом заряда ядер заполнение электронов происходит сложнее, что объясняет более сложное изменение свойств элементов по сравнению с элементами малых периодов. Так, в четных рядах больших периодов с ростом заряда ядра число электронов на внешнем энергетическом уровне остается постоянным и равным 2 или 1. Поэтому, пока идет заполнение электронами следующего за внешним (второго снаружи) уровня, свойства элементов в четных рядах изменяются медленно. При переходе к нечетным рядам, с ростом величины заряда ядра увеличивается число электронов на внешнем энергетическом уровне (от 1 до 8), свойства элементов изменяются также, как в малых периодах.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Вертикальные столбцы в Периодической системе – группы элементов со сходным электронным строением и являющимися химическими аналогами. Группы обозначают римскими цифрами от I до VIII. Выделяют главные (А) и побочные (B) подгруппы, первые из которых содержат s- и p-элементы, вторые – d – элементы.

Номер А подгруппы показывает число электронов на внешнем энергетическом уровне (число валентных электронов). Для элементов В-подгрупп нет прямой связи между номером группы и числом электронов на внешнем энергетическом уровне. В А-подгруппах металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические – уменьшаются с возрастанием заряда ядра атома элемента.

Между положением элементов в Периодической системе и строением их атомов существует взаимосвязь:

— атомы всех элементов одного периода имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами;

— атомы всех элементов А подгрупп имею равное число электронов на внешнем энергетическом уровне.

План характеристики химического элемента на основании его положения в Периодической системе

Обычно характеристику химического элемента на основании его положения в Периодической системе дают по следующему плану:

— указывают символ химического элемента, а также его название;

— указывают порядковый номер, номер периода и группы (тип подгруппы), в которых находится элемент;

— указывают заряд ядра, массовое число, число электронов, протонов и нейтронов в атоме;

— записывают электронную конфигурацию и указывают валентные электроны;

— зарисовывают электронно-графические формулы для валентных электронов в основном и возбужденном (если оно возможно) состояниях;

— указывают семейство элемента, а также его тип (металл или неметалл);

— сравнивают свойства простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами;

— сравнивают свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами;

— указывают формулы высших оксидов и гидроксидов с кратким описанием их свойств;

— указывают значения минимальной и максимальной степеней окисления химического элемента.

Характеристика химического элемента на примере магния (Mg)

Рассмотрим характеристику химического элемента на примере магния (Mg) согласно плану, описанному выше:

1. Mg – магний.

2. Порядковый номер – 12. Элемент находится в 3 периоде, в II группе, А (главной) подгруппе.

3. Z=12 (заряд ядра), M=24 (массовое число), e=12 (число электронов), p=12 (число протонов), n=24-12=12 (число нейтронов).

4. 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 – электронная конфигурация, валентные электроны 3s 2 .

5. Основное состояние

Возбужденное состояние

6. s-элемент, металл.

7. Высший оксид – MgO — проявляет основные свойства:

MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O

MgO + N 2 O 5 = Mg(NO 3) 2

В качестве гидроксида магнию соответствует основание Mg(OH) 2 , которое проявляет все типичные свойства оснований:

Mg(OH) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2H 2 O

8. Степень окисления «+2».

9. Металлические свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция.

10. Металлические свойства у магния выражены слабее, чем у натрия, но сильнее, чем у алюминия (соседние элементы 3-го периода).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Охарактеризуйте химический элемент серу на основании её положения в Периодической системе Д.И. Менделеева

Решение

1. S – сера. 2. Порядковый номер – 16. Элемент находится в 3 периоде, в VI группе, А (главной) подгруппе. 3. Z=16 (заряд ядра), M=32 (массовое число), e=16 (число электронов), p=16 (число протонов), n=32-16=16 (число нейтронов). 4. 16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 – электронная конфигурация, валентные электроны 3s 2 3p 4 . 5. Основное состояние Возбужденное состояние 6. p-элемент, неметалл. 7. Высший оксид – SO 3 — проявляет кислотные свойства: SO 3 + Na 2 O = Na 2 SO 4 8. Гидроксид, соответствующий высшему оксиду – H 2 SO 4 , проявляет кислотные свойства: H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O 9. Минимальная степень окисления «-2», максимальная – «+6» 10. Неметаллические свойства у серы выражены слабее, чем у кислорода, но сильнее, чем у селена. 11. Неметаллические свойства у серы выражены сильнее, чем у фосфора, но слабее, чем у хлора (соседние элементы в 3-м периоде).

ПРИМЕР 2

Задание

Охарактеризуйте химический элемент натрий на основании её положения в Периодической системе Д.И. Менделеева

Решение

1. Na – натрий. 2. Порядковый номер – 11. Элемент находится в 3 периоде, в I группе, А (главной) подгруппе. 3. Z=11 (заряд ядра), M=23 (массовое число), e=11 (число электронов), p=11 (число протонов), n=23-11=12 (число нейтронов). 4. 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 – электронная конфигурация, валентные электроны 3s 1 . 5. Основное состояние 6. s-элемент, металл. 7. Высший оксид – Na 2 O — проявляет основные свойства: Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4 В качестве гидроксида натрию соответствует основание NaOH, которое проявляет все типичные свойства оснований: 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O 8. Степень окисления «+1». 9. Металлические свойства у натрия выражены сильнее, чем у лития, но слабее, чем у калия. 10. Металлические свойства у натрия выражены сильнее, чем у магния (соседний элемент 3-го периода).

Тема: Характеристика химического элемента по его положению в периодической системе химических элементов.

Цели урока:

Научить составлять план общей характеристики элемента по его положению в периодической системе химических элементов; закрепить умение характеризовать элемент, его свойства и свойства его соединений по положению в периодической системе;

Развивать умение самостоятельно добывать и использовать необходимую информацию, умение делать выводы на основании полученной информации;

Формирование умения работать самостоятельно и в группе.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: индивидуальная, групповая.

Методы урока: прием развития критического мышления «древо знаний», самостоятельное выполнение заданий в группах, защита постеров, обучение через диалог учителя и учащихся.

Оборудование: ПСХЭ, раздаточный материал (яблочки, смайлики, оценочные листы, тест на самооценку для рефлексии,ватманы и фломастеры), интерактивная доска, презентация.

Ход урока

1.Организационный момент (3 мин). Приветствие.

Делим класс на 4 группы с помощью химических элементов. Учащиеся, вытянувшие карточки с одним и тем же элементом образуют одну группу. Элементы: натрий, алюминий, фосфор, хлор. Выбор спикеров, которые распределяют работу внутри группы и ведут оценочный лист.

Группам раздаются оценочные листы. Разъяснения по оценочному листу.

2. Проверка домашнего задания (11 мин). Учитель: Ребята, какую тему вы изучали на прошлом уроке? (ПЗ и ПСХЭ) Сегодня для проверки ваших знаний по этой теме я предлагаю вам следующее задание. Используем прием «Древо знаний». Учащиеся работают индивидуально. На интерактивной доске рисунок дерева с яблоками трех цветов: красные, желтые, зеленые. За каждым яблоком вопрос. Учащимся предлагается проанализировать свою работу при изучении предыдущей темы и, взвесив свои возможности, «собрать урожай», учитывая, что

«красные яблоки уже созрели» – они висят высоко, сорвать их тяжело - вопросы на них самые трудные,

«желтые яблоки» – висят ниже, сорвать легче – вопросы тоже легче,

«зеленые яблоки» – висят совсем низко, поэтому и вопросы самые простые.

Учащиеся по очереди выбирают яблоки и соответствующие вопросы. Ребята отвечают на вопросы устно, а учитель получает хороший материал для диагностики не только в освоении темы, но и уровня самооценки учащихся. Бумажные яблоки разных цветов раздаются детям за правильные ответы.

Вопросы для карточек зелёного цвета.

Кем и когда был открыт периодический закон? (Д.И.Менделеев. 1869 год)

Формулировка периодического закона, данная Д.И.Менделеевым. (Свойства элементов, а также состав и свойства образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от их атомных масс)

Современная формулировка периодического закона. (Свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атом этих элементов)

Что представляет собой период? (Период- это ряд химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс. Период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным элементом)

Что такое периодическая система химических элементов? (Периодическая система химических элементов – это графическое изображение периодического закона и естественной классификации химических элементов)

Каким образом подразделяют периоды? Почему? (Малые периоды: 1-3 периоды содержат 2-8 химических элементов, большие периоды: 4-7 периоды содержат 18-32 химических элемента)

Что представляет собой группа? Сколько групп? (Группа – это вертикальные ряды, в которых располагаются элементы, принадлежащие к одному семейству с одинаковым количество внешних электронов и соответственно проявляющие одинаковые свойства. 8 групп.)

Какие элементы образуют главные подгруппы? (Элементы малых и больших периодов)

Какие элементы образуют побочные подгруппы? (Переходные элементы больших периодов)

Элементы каких групп образуют летучие соединения с водородом? (Элементы главных подгрупп IV-VII групп)

Вопросы для карточек жёлтого цвета.

Какие свойства химических элементов Д.И.Менделеев положил в основу их классификации? (Атомную массу, валентность химических элементов и свойства образуемых ими соединений)

Какой элемент из предложенных проявляет наиболее ярко выраженные неметаллические свойства: кислород, сера, селен, теллур? Объясните почему? (Кислород. В главных подгруппах сверху вниз неметаллические свойства ослабевают, а металлические усиливаются)

Как изменяются свойства химических элементов в периодах? (Слева направо металлические свойства ослабевают, неметаллические свойства усиливаются)

Какой элемент из предложенных проявляет наиболее ярко выраженные металлические свойства: магний, кальций, стронций, барий? Объясните почему? (Барий. В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, неметаллические ослабевают)

У какого из предложенных элементов наиболее ярко выраженные неметаллические: магний, кремний, сера, хлор? Объясните почему? (Хлор. В периодах слева направо неметаллические свойства усиливаются)

У какого элемента из предложенных наиболее ярко выраженные металлические свойства: натрий, магний, алюминий, кремний? Объясните почему? (Натрий. В периодах слева направо металлические свойства ослабевают)

Вопросы для карточек красного цвета.

В чем основная причина изменения свойств элементов в периоде? (В постепенном увеличении числа протонов в ядре и числа электронов на внешнем энергетическом уровне)

В чем причина усиления металлических свойств элементов в главных подгруппах сверху вниз? (С возрастанием заряда ядер увеличивается число энергетических уровней, внешние валентные электроны отдаляются от ядра, связь с ядром ослабевает и соответственно усиливаются металлические свойства)

Почему изменилась современная формулировка периодического закона? (В связи с открытием строения атома. Главной характеристикой химического элемента является не его атомная масса, а заряд ядра его атома. Именно заряд ядра атома определяет количество электронов, а количество электронов в атоме и их распределение по уровням определяет свойства химических элементов и их соединений)

За каждый правильный ответ учащиеся получают соответствующего цвета яблоки. Зеленые яблоки- 1 балл, жёлтые-2 балла, красные- 3 балла.

Количество баллов учащихся на оценочных листах отмечают спикеры от каждой группы.

Оценочный лист

Группа _____________ Спикер _______________________

Количество яблок

Количест

во смай

ликов

Баллы по количеству яблок:

Зеленые-1 балл

Желтые-2 балла

Красные-3 балла

Баллы по количеству смайликов:

1 балл за каждый смайлик

Вс е го баллов

Оценка за урок

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Перевод баллов в оценки:

1-4 балла – оценка «3»

5-8 баллов – оценка «4»

9 баллов и больше – оценка «5»

Спикеру необходимо ознакомить учащихся с их оценками внутри группы.

3. Изучение новой темы (6 мин).

Учитель: Ребята, вы изучили такие темы как «Состав и строение атома», «Периодический закон и периодическая система химических элементов». Сегодня на уроке мы с вами научимся давать характеристику химическому элементу по его положению в периодической системе химических элементов. Запишите тему урока в тетрадях «Характеристика химического элемента по его положению в периодической системе химических элементов». Главной характеристикой атома является его строение, т.е. такие характеристики как заряд ядра, распределение электронов по уровням, валентность. Скажите можем ли мы эти сведения получить из периодической системы химических элементов.

Давай вспомним и заполним таблицу, показывающую взаимосвязь главных характеристик Периодической системы со строением атома элемента.

Таблицу учащиеся чертят и заполняют в тетрадях.

Главные характеристики элементов и их взаимосвязь со строением атомов.

Вопросы, задаваемые в ходе заполнения таблицы:

1. Что является главной характеристикой химического элемента в периодической системе химических элементов? (порядковый номер)

2. Что можно определить в строении атома по порядковому номеру химического элемента? (положительный заряд ядра, число протонов и общее число электронов)

3. Какие еще характеристики Периодической системы мы знаем? (номер периода, номер группы)

4. Что можно определить по номеру периода в котором находится химический элемент? (число электронных слоев в атоме этого элемента)

5. Что можно определить по номеру группы в котором находится химический элемент? (Число электронов внешнего электронного слоя (для элементов главных подгрупп), высшая валентность в кислородных соединениях)

За правильные ответы учащимся раздаются смайлики.

План характеристики химических элементов на основе теории строения атома и положения его в периодической системе.

2. Положение элемента в периодической системе химических элементов:

Порядковый номер

Относительная атомная масса, А r

Период

Группа, подгруппа.

№12 элемент

А r ( Mg )=24

3-ий период

ІІ группа, главная подгруппа

3. Состав и строение атома элемента:

Состав атома

Распределение электронов по уровням

Электронная формула атома

Графическая электронная формула

24 _

12 Mg(12 р , 12n), 12 е

12 Mg)2)8)2

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

4. Свойства простого вещества, образованного данным элементом: Металл или неметалл, или же проявляет амфотерные свойства Высшая валентность	Mg - металл Валентность постоянная - ІІ
5. Формула высшего оксида и летучего водородного соединения	Mg О - оксид магния,

В ходе рассмотрения плана характеристики химического элемента учащимся задаются уточняющие и дополняющие вопросы, за ответы на которые учащимся раздаются смайлики:

1. Как определяют количество нейтронов в атоме? (находим по разности между относительной атомной массы и порядковым номером: N = А r - Z )

2. Как определяем максимальное количество электронов которое может разместиться на уровне? (по формуле N =2 n 2 )

3. Сколько электронов максимально может разместиться на первом, втором, третьем, четвертом уровнях? (на первом-2 электрона, на втором-8 электронов, на третьем-18 электронов, на четвертом-32 электрона)

4. Какие подуровни имеются на каждом уровне? (на первом уровне – s -подуровень, на втором- s и p -подуровни, на третьем – s , p и d -подуровни, на четвертом- s , p , d и f -подуровни)

5. Сколько электронов может разместиться на каждом из подуровней? (на s -подуровне 2 электрона, на p -подуровне 6 электронов, на d -подуровне 10 электронов и на f -подуровне 14 электронов)

6. Как можно определить по количеству внешних электронов свойства элементов? (1-3 электрона- металл, 4-8 электрона - неметалл)

7. Чему равна высшая валентность химического элемента в оксидах? (высшую валентность можно определить по номеру группы для элементов главных подгрупп)

4. Закрепление (18 мин). Учитель: Далее каждая группа выполняет следующие задания (на интерактивной доске). Оценивание этого задания осуществляет спикер. Спикер будет решать кому дать смайлик по следующим критериям: участие учащегося в выполнении задания на ватмане и выступление перед классом.

1 задание. Учащиеся каждой группы на ватманах дают характеристику тому элементу по которому они поделились на группы в начале урока: натрий, алюминий, фосфор, хлор.

Ответы учащихся:

Na, натрий

Al, алюминий

P, фосфор

Cl, хлор

№11 элемент

А r ( Na )=23

3-ий период

І группа, главная подгруппа

№13 элемент

А r ( Al )=27

3-ий период

І І І группа, главная подгруппа

№15 элемент

А r ( P )=31

3-ий период

V группа, главная подгруппа

№17 элемент

А r ( Cl )=35,5

3-ий период

V ІІ группа, главная подгруппа

23 _

11 Na (11 р , 12n), 11 е

11 Na)2)8)1

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

27 _

13 Al (13 р , 14n), 13 е

13 Al)2)8)3

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

31 _

15 P (15 р , 16n), 15 е

15 P)2)8)5

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

35 _

17 Cl (17 р , 18n), 17 е

17 Cl)2)8)7

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

Na - металл Валентность постоянная - І	Al - амфотерный элемент Валентность постоянная - ІІІ	P -неметалл V	Cl -неметалл Валентность переменная, высшая валентность - VII
Na 2 О - оксид натрия, летучее водородное соединение не образует	Al 2 O 3 - оксид алюминия, летучее водородное соединение не образует	P 2 O 5 - оксид фосфора ( V ), PH 3	Cl 2 O 7 - оксид хлора ( VII ) летучее водородное соединение - HCl

Учащиеся защищают свои постеры. Работу учащихся в группах оцениваем совместно со спикерами. Учитель: Спикер, кому из учащихся твоей группы за выполнение этого задания ты хотел бы дать смайлики? Раздаются смайлики членам групп.

Спикеры групп считают количество баллов по количеству яблок и смайликов.

Если останется время можно выполнить следующее задание.

Задание 2. (если останется время на его выполнение)

Задача для группы Na .

Назвать элемент по таким данным: находится в III группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 102.

а) Алюминий; б)Скандий; в)Галлий.

Дано: Решение:

R2O3

Mr(R2O3)=102

Mr(R2O3)=102, Ar(O)=16

2x+16*3=102

2x=102-48

2x=54

x=27

R-?

Данная Аг соответствует элементу Al.

Ответ: Алюминий.

Задача для группы Al .

Назвать элемент по таким данным: находится во VI группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 80.

а) Сера; б) Селен; в) Теллур

Дано: Решение:

RО3

Mr(RО3)

Mr(R О 3)=80, Ar(O)=16

R-?

x+16*3=80,

x=80-48=32

Данная Аг соответствует элементу S.

Ответ: Сера

Задача для группы P .

Назвать элемент по таким данным: находится в IV группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 60.

а) Олово; б) Кремний; в) Углерод

RO2

Mr(RO2)=60

Mr(RO2)=60, Ar(O)=16

x+32=60

x=60-32=28

R-?

Дано: Решение:

Данная Аг соответствует элементу Si.

Ответ: Кремний

Задача для группы Cl .

Назвать элемент по таким данным: находится в V группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 108.

а) Азот; б)Фосфор; в)Мышьяк.

Дано: Решение:

R2O5

Mr(R2O5)=108

Mr(R2O5)=102, Ar(O)=16

2x+16*5=108

2x=108-80

2x=28

x=214

R-?

Данная Аг соответствует элементу N.

Ответ: Азот

Домашнее задание (1 мин) §59, дать характеристику двум элементам: металлу и неметаллу по плану.

Оценивание (2 мин) Спикеры на оценочных листах проставляют баллы и оценки, знакомят членов группы с их оценками за урок.

Рефлексия (3 мин)

По результатам своей работы на уроке, вам необходимо установить степень достижения учебной цели и приобретение уверенности в своих знаниях.

Предлагаю проанализировать то, чему вы научились на уроке. Выполните тест.

Ф.И. учащегося___________________________________

Тест (для самоанализа полученных знаний и приобретенных умений)

а) план характеристики элемента по положению в периодический системе

б) логическая последовательность характеристики элемента по положению в периодической системе

2) Я умею определять для элемента:

а) число элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов) в атоме

б) число энергетических уровней

в) электронную формулу

г) число электронов на внешнем уровне у атома

д) валентность элемента

е) высшую степень окисления элемента

ж) металлом или неметаллом является описываемый элемент

з) формулу высшего оксида и водородного соединения

3) Я умею сравнивать свойства элемента со свойствами соседних по периодической системе элементов

Подведение итогов.

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:

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:

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. ).

Характер простого вещества(металл, неметалл ).

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

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

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

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

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.

В периодах

Атомы

Заряд ядра

увеличивается

увеличивается

Число заполняемых энергетических уровней

Увеличивается

Li +3

Na +11

Не изменяется и равно номеру периода

Li Be B C

Число электронов на внешнем энергетическом уровне

Не изменяется и равно номеру группы

Н 1s 1

Li 1s 2 2s 1

Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Увеличивается

Li 1s 2 2s 1

Be 1s 2 2s 2

B 1s 2 2s 2 2p 1

C 1s 2 2s 2 2p 2

Радиус атома

Увеличивается

Li +3

Na +11

Уменьшается

Восстановительные свойства

Усиливаются

Ослабевают

Окислительные свойства

Ослабевают

Усиливаются

Высшая степень окисления

Постоянная и равна № группы

Увеличивается от +1 до +7

Низшая степень окисления

Не изменяется и равна № группы

Увеличивается от -4 до -1

Простые вещества

Металлические свойства

Усиливаются

Ослабевают

Неметаллические свойства

Ослабевают

Усиливаются

Соединения элементов

Характер химических свойств высшего оксида и высшего гидроксида

Усиление основных свойств и ослабевание кислотных свойств

Основный Амфотерный Кислотный

Усиление кислотных свойств и ослабевание основных

Щелочь нерастворимое основание Амфотерный гидроксид

Кислота

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(H 2 SO 4 ).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.

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 + .

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

металлы – восстановители;

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

взаимодействие с водой, образование щелочи;

взаимодействие с кислотами, образование солей;

взаимодействие со щелочами.

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?

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.

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

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

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

Характеристика неметалла(на примере серы)

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 16 S 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.

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

Высший оксид серы имеет формулу SO 3 . Это кислотный оксид, проявляющий все основные свойства кислотных оксидов(Напомните ).

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

Сера образует летучее соединение – сероводород H 2 S.

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 MgSO 4

Неметалл кислотный оксид кислота соль

S SO 3 H 2 SO 4 MgSO 4

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:

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

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

На какие свойства химических элементов влияют данные изменения.

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

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

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

Составьте генетический ряд кальция и фосфора.

Домашнее задание

§ 1, упражнения

Решить задачу.

При взаимодействии 800 мг 30%-ного раствора едкого натра с избытком раствора медного купороса (сульфата меди ( II )) было получено 196 мг осадка. Каков его выход в % от теоретически возможного?

Зная формулировка периодического закона и используя периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, можно дать характеристику любому химическому элементу и его соединениям. Такую характеристику химического элемента удобно складывать по плану.

I. Символ химического элемента и его название.

II. Положение химического элемента в периодической системе элементов Д.И. Менделеева:

1. порядковый номер;
2. номер периода;
3. номер группы;
4. подгруппа (главная или побочная).

III. Строение атома химического элемента:

1. заряд ядра атома;
2. относительная атомная масса химического элемента;
3. число протонов;
4. число электронов;
5. число нейтронов;
6. число электронных уровней в атоме.

IV. Электронная и электронно-графическая формулы атома, его валентные электроны.

V. Тип химического элемента (металл или неметалл, s-, p-, d-или f-элемент).

VI. Формулы высшего оксида и гидроксида химического элемента, характеристика их свойств (основные, кислотные или амфотерные).

VII. Сравнение металлических или неметаллических свойств химического элемента со свойствами элементов-соседей по периоду и подгруппой.

VIII. Максимальная и минимальная степень окисления атома.

Например, предоставим характеристику химического элемента с порядковым номером 15 и его соединениям по положению в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и строению атома.

I. Находим в таблице Д. И. Менделеева клетку с номером химического элемента, записываем его символ и название.

Химический элемент номер 15 — Фосфор. Его символ Р.

II. Охарактеризуем положение элемента в таблице Д. И. Менделеева (номер периода, группы, тип подгруппы).

Фосфор находится в главной подгруппе V группы, в 3-м периоде.

III. Предоставим общую характеристику состава атома химического элемента (заряд ядра, атомная масса, число протонов, нейтронов, электронов и электронных уровней).

Заряд ядра атома фосфора равен +15. Относительная атомная масса фосфора равна 31. Ядро атома содержит 15 протонов и 16 нейтронов (31 — 15 = 16). Атом фосфора имеет три энергетических уровня, на которых находятся 15 электронов.

IV. Составляем электронной и электронно-графическую формулы атома, отмечаем его валентные электроны.

Электронная формула атома фосфора: 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .

Электронно-графическая формула внешнего уровня атома фосфора: на третьем энергетическом уровне на 3s-подуровня находятся два электрона (в одной клетке записываются две стрелки, имеющие противоположное направление), на три р-подуровне находятся три электрона (в каждой из трех клеток записываются по одной стрелке, имеющие одинаковое направление).

Валентными электронами являются электроны внешнего уровня, т.е. 3s2 3p3 электроны.

V. Определяем тип химического элемента (металл или неметалл, s-, p-, d-или f-элемент).

Фосфор — неметалл. Поскольку в последнее подуровнем в атоме фосфора, который заполняется электронами, является p-подуровень, Фосфор относится к семейству p-элементов.

VI. Составляем формулы высшего оксида и гидроксида фосфора и характеризуем их свойства (основные, кислотные или амфотерные).

Высший оксид фосфора P 2 O 5 , проявляет свойства кислотного оксида. Гидроксид, соответствующий высшему оксиду, H 3 PO 4 , проявляет свойства кислоты. Подтвердим указанные свойства уравнениями видповиних химических реакций:

P 2 O 5 + 3 Na 2 O = 2Na 3 PO 4

H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O

VII. Сравним неметаллические свойства фосфора со свойствами элементов-соседей по периоду и подгруппой.

Соседом фосфора по подгруппе являются азот. Соседями фосфора за периодом является кремний и Сера. Неметаллические свойства атомов химических элементов главных подгрупп с ростом порядкового номера растут в периодах и снижаются в группах. Поэтому неметаллические свойства фосфора более выражены, чем у кремния и менее выражены, чем у азота и серы.

VIII. Определяем максимальную и минимальную степень окисления атома фосфора.

Максимальный положительный степень окисления для химических элементов главных подгрупп равен номеру группы. Фосфор находится в главной подгруппе пятой группы, поэтому максимальная степень окисления фосфора +5.

Минимальная степень окисления для неметаллов в большинстве случаев равен разнице между номером группы и числом восемь. Так, минимальная степень окисления фосфора -3.