Оксиген. Кисень: склад молекули й фізичні властивості.

Дата ___/____/____ Клас _________ Прізвище вчителя __________________________

Урок № 23

Оксиген. Кисень: склад молекули й фізичні властивості

Мета уроку: закріпити вміння учнів розрізняти поняття «елемент» і «проста речовина» на прикладі Оксигену й кисню; ознайомити учнів з історією відкриття кисню, його фізичними властивостями, з поширеністю Оксигену в природі.

Очікувані результати: учні мають уміти характеризувати хімічний елемент Оксиген, виходячи з його положення в Періодичній системі; уміти пояснювати, у чому полягає відмінність між хімічним елементом і простою речовиною; знати історію відкриття кисню, склад його молекули й фізичні властивості; усвідомити, що Оксиген — один із найважливіших елементів у природі.

Базові поняття й терміни: Оксиген, кисень, хімічний елемент, проста речовина.

Обладнання: ____________________________________________________________

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

 1. Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка присутності учнів: кількість за списком _________,
кількість присутніх на уроці ___________, відсутніх ___________.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

 2. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

2.1. Бесіда.

1. Який хімічний символ використовують на позначення Оксигену?

2. Якою є відносна атомна маса Оксигену?

3. Яку валентність має Оксиген у сполуках?

4. Якою є хімічна формула кисню?

5. Якою є відносна молекулярна маса кисню?

2.2. Показ практичного значення вивчення нового матеріалу.

Слово вчителя

Сьогодні ми з вами говоритимемо про речовину, яку можна схарактеризувати так: усемогутня й невидима. На перший погляд може здатися, що її взагалі не існує, однак ця речовина є, і навіть більше — без неї людство просто задихнулося б!

Учитель пропонує учням відгадати, про яку речовину та, відповідно, про який хімічний елемент ітиметься.

2.3. Повідомлення теми уроку.

2.4. Формулювання разом з учнями мети й завдань уроку.

 3. Етап засвоєння нових знань

Слово вчителя

Дихання — це синонім життя, а джерело життя на Землі — кисень. Підкреслюючи важливість кисню для земних процесів,
Є. Я. Берцеліус казав: «Кисень — це речовина, навколо якої обертається земна хімія».

План пояснення нового матеріалу

1. Характеристика Оксигену за положенням у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва. (Бесіда.)

Запитання до учнів:

— Назвіть порядковий номер Оксигену.

— Назвіть номер періоду, у якому знаходиться Оксиген.

— Назвіть номер групи, у якій розміщено Оксиген. Яка це підгрупа — головна чи побічна?

— Який заряд має ядро атома Оксигену?

— Назвіть число протонів, електронів та нейтронів, що їх містить атом Оксигену.

Оксиген — елемент головної підгрупи VI групи, II періоду Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, має порядковий номер 8. Позначається символом O (лат. Oxygenium). Відносна атомна маса (Ar) хімічного елемента Оксигену дорівнює 16.

У сполуках Оксиген зазвичай двовалентний, валентності VI в нього не буває. У вільному стані трапляється у вигляді двох простих речовин — О2 (кисень) і О3 (озон).

2. Поширеність Оксигену в природі. (Розповідь учителя.)

Оксиген — найпоширеніший на Землі елемент. На його частку (у складі різних сполук, переважно силікатів), припадає близько 49 % від маси твердої земної кори. Морські й прісні води містять величезну кількість зв’язаного Оксигену — 85,5 % (за масою), в атмосфері вміст вільного кисню становить 21 % за об’ємом і 23 % за масою. Більше 1500 сполук земної кори містять Оксиген. Оксиген входить до складу багатьох органічних речовин і присутній у всіх живих клітинах. За кількістю атомів у живих клітинах він становить близько 20 %, за масовою часткою — близько 65 %.

Оксиген

3. Історія відкриття кисню. (Повідомлення учнів.)

Матеріал для повідомлень учнів

Кисень має цікаву історію відкриття. Його, можна сказати, відкривали тричі. Такі властивості кисню, як газоподібність, безбарвність, відсутність смаку й запаху, сприяли затримці його відкриття. Учені припускали існування такої речовини. Здавна було відомо, що для горіння необхідне повітря, проте багато століть процес горіння залишався незрозумілим. Лише в XVII в. хіміки Дж. Майов і Р. Бойль незалежно один від одного висловили думку, що в повітрі міститься певна субстанція, яка підтримує горіння, але ця цілком раціональна гіпотеза не отримала поширення й визнання, оскільки уявлення про горіння як процес поєднання горючого тіла з якоюсь складовою повітря, як на той час здавалося, суперечило очевидному факту: під час горіння відбувається розкладання палаючого тіла на елементарні складові. Саме на цій підставі на межі XVII ст. виникла теорія флогістону, яку створили німецькі хіміки Й. Й. Бехер і Г. Е. Шталь.

При цьому цікавим фактом є те, що вперше кисень виділили не хіміки. Це зробив винахідник підводного човна К. Дреббель на початку XVII ст. «Нововиявлений» газ він використовував для дихання в човні, зануреному у воду. Але праці винахідника було засекречено, тож вони не відіграли вагомої ролі в розвитку хімії.

Відкрили ж кисень практично одночасно й незалежно один від одного видатні хіміки XVIII ст.— швед К. В. Шеєле й англієць Дж. Прістлі. К. В. Шеєле виділив кисень дещо раніше, проте його трактат «Про повітря й вогонь» опублікували пізніше, ніж повідомлення про відкриття Дж. Прістлі. Однак «фурору» це відкриття не зробило: просто було відкрито ще один газ. Та й самі науковці впродовж усього свого життя залишилися відданими теорії флогістону, яка наприкінці XVIII ст. стала гальмом для розвитку науки.

Головною ж фігурою у відкритті кисню є славетний французький хімік А. Л. Лавуазьє. Він дізнався про кисень безпосередньо від Дж. Прістлі. До зустрічі з Дж. Прістлі А. Л. Лавуазьє не знав, що в процесах горіння бере участь не все повітря, а тільки одна його складова. Дослідник протягом двох років займався вивченням процесів горіння. Він проводив прискіпливі кількісні вимірювання, здійснюючи досліди з меркурій(II) оксидом. Для цього учений використовував запаяну реторту. А. Л. Лавуазьє поміщав у реторту ртуть, запаював її й нагрів, спостерігаючи утворення червоного меркурій оксиду, зменшення об’єму повітря й збільшення маси ртуті, яка прореагувала. В іншій реторті за більш високої температури вчений розкладав отримані в попередньому досліді 2,7 г меркурій оксиду, у результаті отримуючи 2,5 г ртуті та 8 кубічних дюймів газу, про який говорив Дж. Прістлі. У першому досліді, у якому частина ртуті перетворилася на оксид, саме на 8 кубічних дюймів зменшився об’єм повітря, а те, що залишилося, стало «азотом» — неживим газом, який не підтримує ні дихання, ні горіння. Газ, виділений у результаті розкладання оксиду, проявляв властивості, відмінні від притаманних азоту, тож А. Л. Лавуазьє назвав його «життєвим газом». Учений вивчив і з’ясував суть процесу горіння. Так теорії флогістону було завдано остаточного удару, і потреба в ній відпала. А. Л. Лавуазьє й надалі займався дослідженням властивостей кисню, назвавши його Оксигеном.

4. Фізичні властивості кисню. (Робота учнів із підручником, заповнення таблиці.)

Кисень — це газ без кольору, запаху й смаку, погано розчинний у воді (5 об’ємів кисню в 100 об’ємах води за 0 °С), трохи важчий за повітря (1 л повітря за температури 0 °С і нормального тиску важить 1,29 г, а 1 л кисню — 1,43 г). Рідкий кисень — рухома рідина блакитного кольору, яка кипить за температури –183 °С. Твердий кисень — це сині кристали, які плавляться за температури –218,9 °С.

Часто можна почути, що блакитний колір денного неба пов’язаний із забарвленням кисню. Проте це не зовсім відповідає дійсності. Колір кисню робить свій внесок у забарвлення неба, проте його синій колір пов’язаний передусім із явищем розсіювання сонячного світла в повітрі.

Кисень є парамагнітною речовиною, тобто в рідкому та твердому станах його можна притягнути магнітом.

Атоми Оксигену можуть утворювати ще одну просту речовину — озон. Молекула озону має формулу О3. Озон — це токсичний газ із різким запахом. Він міститься у верхніх шарах атмосфери й захищає Землю від ультрафіолетового проміння. Атмосферний озон утворюється з атмосферного кисню під час грози й обумовлює свіжість повітря після неї. Також озон утворюється під час роботи ксероксів і принтерів. Дуже невеликий вміст озону (7 ∙ 10^–6 %) надає повітрю свіжості й позитивно впливає на організм людини. Але якщо вміст озону в атмосфері підвищиться до 10^–4 %, людина відчуватиме головний біль та інші ознаки хімічного отруєння.

Учні під керівництвом учителя заповнюють таблицю.

 4. Узагальнення й систематизація знань

4.1. Експрес-опитування.

1. Повітря — це:

А чиста речовина;

Б суміш газів.

2. Газ кисень — це:

А проста речовина;

Б складна речовина.

3. Газ О2 складається:

А з двох йонів Оксигену;

Б двох атомів Оксигену.

4. Оксиген — це елемент:

А другого періоду;

Б шостого періоду.

5. Найпоширеніша сполука Оксигену — це:

А кисень;

Б вода.

4.2. Завдання на закріплення матеріалу.

1. Обчисліть масову частку Оксигену у воді.

2. За температури –219 °С кисень замерзає, перетворюючись на кристали синього кольору. Про яке явище — хімічне чи фізичне — ідеться? Яка будова утворених кристалів — молекулярна чи немолекулярна? (Ідеться про фізичне явище, кристали мають молекулярну будову.)

 5. Домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

5.1. Завдання для всього класу.

Підручник _____________________________________________

Збірник завдань ________________________________________

5.2. Індивідуальне завдання.

 6. Підбиття підсумків уроку

Прийом «Закінчи речення»

— Сьогодні на уроці…

— Тепер я знаю…

— Мені на уроці…