Тема 3

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА. СТРОЕНИЕ АТОМА

УРОК 41

Тема. Понятие о щелочные металлы, инертные элементы, галогены

Цели урока: расширить знания учащихся о химические элементы и их свойства на примере естественных семейств химических элементов (щелочные металлы, инертные элементы, галогены); раскрыть зависимость свойств внутри групп щелочных металлов и галогенов от порядкового номера элемента.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний.

Формы работы: рассказ учителя, работа с учебными таблицами, демонстрационный эксперимент.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, таблица растворимости, ряд активности металлов; для демонстрации: кристаллизатор, фильтровальная бумага, дистиллированная вода, нож; растворы: фенолфталеин, металлический натрий, кальций, магний, запаянная ампула с бромом, ампула с кристаллическим йодом.

ХОД УРОКА

I. Организация класса

II. Проверка домашнего задания, мотивация учебной деятельности

Рассматриваем ребусы с названиями химических элементов, которые подготовили ученики, и на доске разделяем их на три группы: щелочные металлы, галогены, инертные элементы.

Сейчас на доске представлен один из способов классификации химических элементов по принадлежности к естественных семейств химических элементов. Насколько похожи эти элементы с физическими и химическими свойствами внутри семьи? Чем отличаются друг от друга? Какая связь существует между элементами разных групп? Попробуем ответить на эти вопросы на сегодняшнем уроке.

III. Обобщение и систематизация знаний

1. Щелочные металлы

— Назовите химические элементы, образующие группу щелочных металлов.

Li, Na, К, Rb, Cs, Fr

Учащиеся получают для работы таблицу со свойствами щелочных металлов.

— В какой группе периодической системы они расположены?

Щелочные металлы — это химические элементы с резко выраженными металлическими свойствами.

Английский химик Г. Дэви при электролизе щелочи КОН открыл новый элемент, который он назвал потассіум, поскольку англичане называли КОН едким поташом. Дэви бросил калий в воду и ожидал, что металл должен немедленно опуститься на дно. Но калий повел себя иначе. С громким шипением этот металл забегал по поверхности воды. Затем раздался оглушительный взрыв, и над потассіумом вспыхнуло лиловое пламя. Так он и носился по воде, пока не превратился в едкую щелочь.

О цезий и рубидий, открыты другими учеными, писали, что это легкие серебристые металлы, которые так же, как литий и калий, загорались на воздухе, бегали по воде с пламенем и треском, даже более неистово, чем калий и натрий. Все щелочные металлы хранят под слоем керосина. Соли Рубидия и Цезия не отличаются от обычной поваренной соли. едкий цезиевый луг и едкий рубидиевый луг были скользкими на ощупь и мыльными, подобно едкого натра и едкого кали.

Свойства щелочных металлов

Которой является типичная валентность для всех щелочных металлов?

Li, Na, К, Rb, Cs, Fr — валентность I.

Физические свойства: очень мягкие металлы, легко режутся ножом, металлический блеск, хорошая электро — и теплопроводность, небольшая плотность (легче воды).

В ряду Li, Na, К, Rb, Cs, Fr tкип ° tплавл ° уменьшаются (с увеличением атомной массы), плотность увеличивается, активность повышается (относительно кислорода и воды).

Li, Na, К загораются на воздухе только при нагревании, а металлы с большей атомной массой без нагрева:

4Li + O2 2LiO2

С водой литий реагирует медленно, натрий значительно быстрее, а калий так быстро и выделяет столько тепла, что водород, выделяясь, загорается.

Демонстрация 13. Взаимодействие натрия, кальция, магния с водой

В первый подготовленный заранее кристаллизатор с дистиллированной водой аккуратно добавляем пинцетом маленький кусочек магния. Что наблюдаем? Видимых изменений нет.

Во второй кристаллизатор кладем кусочек кальция. Что наблюдаем? Кусочек кальция медленно растворяется в воде.

В третий кристаллизатор — кусочек натрия. Что наблюдаем? Натрий быстро растворяется в воде и сгорает желтоватым пламенем.

Теперь во все три кристаллизаторы добавляем по две-три капли фенолфталеина. О чем свидетельствует изменение окраски раствора? Среда в кристалізаторі щелочную. Запишем на доске уравнения реакций:

2. Галогены

Галогены — типичные неметаллы в периодической системе расположены в VII группе главной подгруппы. их название происходит от слов галос — «соль» и ген — «то, что рождает».

Назовите их.

F, Cl, Br, I, At

Учащиеся получают для работы таблицу со свойствами галогенов.

Свойства галогенов

Фтора — газ светло-зеленого цвета, очень ядовит. Многие ученые, которые работают с ним, пострадали от этого. Наиболее активный неметал (в флуорі даже вода горит), реагирует с водородом за значительного охлаждения в темноте.

Хлор — тяжелый газ зеленого цвета с резким запахом, ядовит, при обычных условиях реагирует с водородом очень медленно, а при температуре или на свету — со взрывом:

Н2 + Сl2 2НСl

Бром — тяжелая темно-коричневая жидкость, очень активный неметал, но менее активный, чем хлор. С водородом реагирует исключительно за нагрева.

Иод — темно-фиолетовые кристаллы, активный неметал, наименее активный в ряду галогенов, реакция с водородом даже при нагрев обратима.

Фтора, Хлор, Бром, Иод — представители семейства сходных по свойствам элементов, которые называют галогенами. Типичная валентность — И.

В ряду: F, Cl, Br, I, At tкип ° tплавл ° увеличиваются, активность уменьшается (наиболее активный — Фтора).

Запишем несколько уравнений, характеризующих химические свойства галогенов.

3. Инертные элементы

Инертные элементы — это элементы главной подгруппы VIII группы периодической системы. Назовите их.

Не, Ne, Аr, Кr, Хе, Rn

Рассказ учителя

В 1868 году француз Жансе и англичанин Лок’єр во время изучения солнечных протуберанцев открыли спектр нового химического элемента, который не принадлежал ни одному из известных на земном шаре. «Небесный» элемент назвали Гелием. Через 25 лет Рэлей обнаружил в обычном воздухе примесей, который не вступал в химические реакции. Этот элемент назвали Аргон («ленивый»).

Вскоре Гелий был обнаружен в минералах, содержащих Уран и Торий. Гелий оказался самым легким после водорода газом.

В 1897 году англичанин Рамзай предсказал существование еще одного газообразного вещества, что должна была находиться между Гелием и Аргоном. Это оказался открытый в 1898 году Неон. А затем в короткий срок Рамзай и его сотрудник Траверс обнаружили в земной атмосфере еще два элемента — Криптон («скрытый») и Ксенон («скрытый»).

В состав воздуха, кроме кислорода и азота, входят еще пять газообразных простых веществ: гелий Не, неон Me, аргон-Аr, криптон Кr, ксенон Хе. Долгое время не удавалось получить соединения этих элементов. их назвали инертными газами.

Химические соединения Не и Ne не известны, поэтому их называют инертными, в то время как Кr и Хе образуют химические соединения. Аr, Кr и Хе образуют также клатраты.

С каждым годом расширяется сфера применения инертных газов. Легкость и негорючесть гелия используют для заполнения им воздушных шаров и дирижаблей. В инертной среде аргона осуществляют электросварки металлов легко окисляются. Неоном, аргоном, криптоном и ксеноном заполняют электрические лампочки. Смесь гелия с кислородом применяют для дыхания при подводных работ. Если сквозь разреженные инертные газы пропускать электрический ток, то они излучают свет различной окраски. Например, аргон дает синее свечение, неон — красное, поэтому их используют для световых реклам и в маяках.

IV. Подведение итогов урока

Что нового вы узнали сегодня на уроке?

Какие естественные семейства химических элементов вы изучили?

Чем отличаются эти три семьи?

Учитель обобщает ответы учащихся, отмечает, что такая классификация химических элементов не является универсальной. Попытки классификации химических элементов продолжались много лет вплоть до открытия периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым в 1869 году.

Следующий урок мы проведем в форме семинара. Для этого сегодня объединимся в пять групп, каждая из которых подготовит к семинару информацию по одной из тем:

1) «Правило триад» немецкого химика И. В. Деберейнера.

2) «Винтовой график» французского геолога А. Е. Шанкуртуа.

3) «Волновой график» немецкого химика Ю. Л. Мейера.

4) Классификация элементов американского химика Дж. Ньюлендса.

5) Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

V. Домашнее задание

Под руководством учителя подготовить сообщение по теме.