Урок "Взаємозв’язок між розміщенням елементів у періодичній системі та властивостями хімічних елементів, простих речовин, сполук з Гідрогеном та Оксигеном"

Тема: Взаємозв’язок між розміщенням елементів у періодичній системі та властивостями хімічних елементів, простих речовин, сполук з Гідрогеном та Оксигеном.

Мета:

• Формувати компетентності: ключові – вміння спостерігати, аналізувати, робити висновки; здійснювати самоконтроль і самооцінювання, інформаційні – вміння осмислювати й використовувати інформацію з різних джерел (мовлення вчителя, однокласників, зміст підручника), комунікативні – вміння вільно висловлюватися, оптимально використовувати власні знання й сприйняту на уроці інформацію для результативної комунікації; соціальні – вміння продуктивно співпрацювати з однокласниками, вчителем; предметні – розширити знання про взаємозв'язок між розміщенням хімічних елементів у періодичній системі та будовою їх атомів; показати залежність між положенням хімічного елемента в періодичній системі хімічних елементів і складом та властивостями простих речовин, утворених цими елементами, складом і властивостями сполук цих елементів із Гідрогеном і Оксигеном.

• Розвивати психічні процеси: мовлення, увагу, спостережливість, слухове зосередження на інформації, креативне та логічне мислення, вміння аналізувати та узагальнювати;

• Виховувати: бережливе ставлення до оточуючого середовища, культуру поведінки учнів, повагу до думки іншого.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Методи і методичні прийоми:

• словесні (розповідь, бесіда з учнями, розповідь з елементами бесіди)

• наочні (демонстрація таблиць, схем)

• практичні (робота з підручником та періодичною системою)

Обладнання і матеріали: підручник, хімічні зошити, періодична система хімічних елементів, таблиця електронегативності елементів, схеми.

 

Структура уроку:

 

1.Організаційний момент (1хв.)

2.Актуалізація теоретичних знань (5хв.)

3.Мотивація навчально-пізнавальної діяльності(1хв.)

4.Виклад учителем нового матеріалу (30хв.)

5.Узагальненя та закріплення вивченого матеріалу (4хв.)

6.Підсумки уроку (2хв.)

7.Виставлення оцінок та їх мотивація (1хв.)

8.Інструктаж з домашнього завдання (1хв.)

Хід уроку:

1.Організаційний момент.

 

2.Актуалізація теоретичних знань.

 

1.Що таке період? (це горизонтальний ряд хімічних елементів, розміщених у порядку зростання їх відносних атомних мас, що починається лужним металом і закінчується інертним газом)

2.Які бувають періоди? (малі та великі)

3.Як змінюються властивості у періодах? (зі зростанням відносних атомних мас елементів спостерігається поступове послаблення металічних і наростання неметалічних властивостей)

4.Що таке група? ( це вертикальний стовпчик, в якому один під одним розміщені подібні за властивостями хімічні елементи)

5.Як поділяють групи? (А і Б – головна і побічна)

6.Як змінюються властивості у групах? (у міру зростання відносних атомних мас елементів їхні металічні властивості посилюються, а неметалічні послаблюються)

 

3.Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.

 

Ви вже знаєте основні структурні одиниці періодичної системи та знаєте як змінюються властивості у періодах та групах у періодичній системі. Знаєте вже як змінюються властивості хімічних елементів та утворених ними простих і складних речовин. Знаєте також будову атома та будову електронних оболонок атомів хімічних елементів.

А сьогодні ми розглянемо взаємозв’язок між розміщенням елементів у періодичній системі та такими властивостями хімічних елементів, як атомний радіус, електронегативність, металічні та неметалічні властивості.

 

4.Виклад учителем нового матеріалу.

 

Властивості хімічних елементів та утворених ними простих і складних речовин залежать від електронної будови їх атомів, а саме від кількості електронів на зовнішньому енергетичному рівні та від атомного радіуса.

1.Атомний радіус

Атомний радіус – це відстань від центу ядра до сферичної поверхні електронної оболонки, на якій ймовірність перебування електронів найбільша.

Атомний радіус є величиною, яка показує розмір електронної оболонки атома. Це дуже важлива величина, від якої залежать властивості атомів хімічних елементів.

У головних підгрупах зі збільшенням заряду ядра атома відбувається збільшення числа електронних рівнів, тому атомний радіус зі збільшенням порядкового номера в головних підгрупах збільшується.

У періодах відбувається збільшення заряду ядра атома хімічного елемента, що призводить до підсилення притягання зовнішніх електронів до ядра. Крім того, зі збільшенням заряду ядра збільшується число електронів на зовнішньому рівні, проте число електронних рівнів не збільшується. Зазначені закономірності призводять до зжаття електронної оболонки навколо ядра. Тому атомний радіус зі збільшенням порядкового номеру в періодах зменшується.

Наприклад, розташуємо у порядку зменшення атомних радіусів такі хімічні елементи: Оксиген, Карбон, Літій, Флуор, Нітроген. Наведені хімічні елементи знаходяться в другому періоді. У періоді атомні радіуси зі збільшенням порядкового номеру зменшуються. Отже, зазначені хімічні елементи треба записати в порядку зростання їх порядкових номерів: Літій, Карбон, Нітроген, Оксиген, Флуор.

2.Електронегативність

Ви вже знаєте, що на початку періоду розташовуються типові метали. Назвіть їх (Літій, Натрій, Калій, Берилій, Магній, Кальцій)

У металів на зовнішньому енергетичному рівні – один-два електрони. Поступово в періоді зліва направо зі збільшенням порядкового номера металічні властивості слабшають і зрештою зникають, поступаючись місцем неметалічним.

Метали можуть легко віддавати електрони, що знаходяться на зовнішньому рівні. Ця властивість також поступово слабшає, елементи втрачають здатність витісняти з кислот і з води водень, утворювати основні оксиди й основи. І навпаки, з'являється здатність утворювати кислотні оксиди й кислоти, леткі водневі сполуки та інші характерні для неметалів властивості.

У кінці періодів розміщуються типові неметали. Назвіть їх (Нітроген, Оксиген, Флуор, Фосфор, Сульфур та інші)

У неметалів на зовнішньому рівні знаходяться переважно чотири-сім електронів. Цей перехід від металів до неметалів зі зростанням порядкового номера елемента в періоді відбувається поступово. При цьому в деяких елементів у середині періоду зберігаються ознаки металів і одночасно з'являються властивості неметалів. Сполуки цих елементів проявляють амфотерні властивості: Бор, Алюміній, Скандій, Титан (від Бору до Астату).

У чому ж причина такої послідовної зміни властивостей у періоді? У зміні будови атома.

Хімічні властивості елементів визначаються поводженням електронів зовнішнього енергетичного рівня.

Якщо на зовнішньому рівні атома мало електронів (один-три), то він у процесі утворення хімічних сполук може легко віддавати електрони, тобто проявляє металічні властивості. Якщо ж на зовнішньому рівні багато електронів (чотири-сім), атом легко приймає ще електрони до завершення цього енергетичного рівня, тобто проявляє неметалічні властивості. Максимальна кількість електронів на зовнішньому рівні – вісім. Такий енергетичний рівень мають інертні елементи. Назвіть їх (Неон, Аргон, Криптон, Ксенон).

Здатність атомів віддавати та приєднувати електрони кількісно визначається електронегативністю атомів

Електронегативність – це здатність атома в сполуках притягувати до себе валентні електрони, тобто ті електрони, за допомогою яких утворюються хімічні зв’язки між атомами.

Електронегативність залежить від здатності атомного ядра притягувати електрони зовнішнього енергетичного рівня. Чим це притягання є сильнішим, тим електронегативність більша. Сила притягання електронів зовнішнього енергетичного рівня тим більша, чим менший атомний радіус.

Отже, зміна електронегативності в періодах та головних підгрупах буде протилежна зміні атомних радіусів. Тому, в головних підгрупах електронегативність зі збільшенням порядкового номеру зменшується. У періодах зі збільшенням порядкового номеру електронегативність збільшується.

Наприклад, розташуємо такі хімічні елементи у порядку збільшення електронегативностей: Бром, Флуор, Йод, Хлор. Наведені хімічні елементи знаходяться в головній підгрупі сьомої групи. У головних підгрупах електронегативність зі збільшенням порядкового номеру зменшується. Отже, зазначені хімічні елементи треба записати в порядку зменшення їх порядкових номерів: Йод, Бром, Хлор, Флуор.

3.Металічні та неметалічні властивості

Металічні властивості – це властивості атомів хімічних елементів віддавати електрони. Хімічні елементи, які виявляють металічні властивості, як правило, мають на зовнішньому рівні від одного до трьох електронів.

Неметалічні властивості – це властивості атомів хімічних елементів приймати електрони. Хімічні елементи, які виявляють неметалічні властивості, як правило, мають на зовнішньому рівні від чотирьох до восьми електронів.

Металічні властивості тим більші та, відповідно, неметалічні властивості тим менші, чим легше віддається електрон із зовнішнього енергетичного рівня. Віддати електрон із зовнішнього енергетичного рівня тим легше, чим більший атомний радіус завдяки тому, що сила притягання ядра та електронів зменшується зі зростанням відстані між ними. Отже, зміна металічних властивостей хімічних елементів буде аналогічна зміні їх атомних радіусів. Тому в головних підгрупах металічні властивості зі збільшенням порядкового номеру збільшуються, а в періодах зі збільшенням порядкового номера металічні властивості зменшуються. Неметалічні властивості, навпаки, в головних підгрупах зі збільшенням порядкового номера зменшуються, а в періодах зі збільшенням порядкового номера збільшуються.

Наприклад, розташуємо хімічні елементи Al, S, Mg, Cl, Na  в порядку збільшення неметалічних властивостей. Наведені хімічні елементи знаходяться у третьому періоді. У періодах неметалічні властивості зі збільшенням порядкового номера збільшуються. Отже, зазначені хімічні елементи треба записати в порядку збільшення їх порядкових номерів: Na, Mg, Al, S, Cl.

4.Сполуки з Оксигеном

Розглянемо взаємозв’язок між положенням хімічних елементів у перiодичній системі та властивостями оксидів і відповідних гідроксидів, які утворюють ці хімічні елементи, на прикладі елементів третього періоду. До третього періоду належать хімічні елементи: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.

Ці елементи утворюють вищі оксиди наступного складу (інертний хімічний елемент Аргон оксид не утворює): Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇.

Натрій оксид і магній оксид виявляють властивості основних оксидів, алюміній оксид є амфотерним оксидом, усі інші оксиди (силіцій (IV) оксид, фосфор (V) оксид, сульфур (VI) оксид, хлор (VII) оксид) виявляють властивості кислотних оксидів. Крім того, в ряді Na₂O – MgO основні властивості послаблюються, а в ряді SiO₂ – P₂O₅ – SO₃ – Cl₂O₇ кислотні властивості посилюються.

Так само можна проаналізувати характер зміни в періоді властивостей гідроксидів, які відповідають вищим оксидам: NaOH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄,  HClO₄.

Натрій гідроксид і магній гідроксид виявляють властивості основ, алюміній гідроксид є амфотерним гідроксидом, усі інші гідроксиди виявляють властивості кислот: силікатна кислота, ортофосфатна кислота, сульфатна кислота, хлоратна кислота. Крім того, в ряді NaOH – Mg(OH)₂ основні властивості послаблюються, а в ряді H₂SiO₃ – H₃PO₄ – H₂SO₄ – HClO₄ кислотні властивості посилюються.

Отже, в ряду елементів певного періоду послаблюються властивості основних оксидів та відповідних їм гідроксидів, а кислотні властивості в тому самому напрямку посилюються. Перехід від основних до кислотних оксидів, та, відповідно, від основ до кислот здійснюється в періоді через амфотерний оксид або гідроксид. Така закономірність є справедливою для другого та третього періодів періодичної системи. Для елементів великих періодів спостерігаються складніші закономірності.

5.Сполуки з Гідрогеном

У періодичній системі хімічних елементів є вся інформація про сполуки елементів із Гідрогеном (робота з таблицею «Сполуки елементів 3-го періоду із Гідрогеном»).

Неметалічні елементи утворюють із Гідрогеном бінарні сполуки, вони ще мають назву леткі водневі сполуки. Більшість таких сполук утворюються при взаємодії неметалів з воднем. Загальні формули летких водневих сполук неметалічних елементів наведені в короткому варіанті періодичній системі.

Елементи перших трьох груп – метали, вони летких сполук з Гідрогеном не утворюють, вони утворюють тверді гідриди, які за властивостями та будовою нагадують солі. А сполуки типових неметалічних елементів з Гідрогеном складаються з молекул, це переважно газуваті речовини.

 

5.Узагальненя та закріплення вивченого матеріалу.

 

Фронтальна бесіда з учнями:

 

1.Що таке атомний радіус? (це відстань від центу ядра до сферичної поверхні електронної оболонки, на якій ймовірність перебування електронів найбільша)

2.Як змінюється атомний радіус:

 а) у групах (у головних підгрупах зі збільшенням заряду ядра атома відбувається збільшення числа електронних рівнів, тому атомний радіус зі збільшенням порядкового номера в головних підгрупах збільшується)

 б) у періодах (у періодах зі збільшенням заряду ядра збільшується число електронів на зовнішньому рівні, це призводять до зжаття електронної оболонки навколо ядра, тому атомний радіус зі збільшенням порядкового номеру в періодах зменшується)

3.Що таке електронегативність елементів? (це здатність атома в сполуках притягувати до себе валентні електрони, тобто ті електрони, за допомогою яких утворюються хімічні зв’язки між атомами)

4.Як змінюється електронегативність елементів:

а) у групах (в головних підгрупах електронегативність зі збільшенням порядкового номеру зменшується)

б) у періодах (у періодах зі збільшенням порядкового номеру електронегативність збільшується)

5.Що ви знаєте про металічні та неметалічні властивості елементів та утворених ними сполук? (Металічні властивості – це властивості атомів хімічних елементів віддавати електрони, на зовнішньому рівні мають від одного до трьох електронів. Неметалічні властивості – це властивості атомів хімічних елементів приймати електрони, мають на зовнішньому рівні від чотирьох до восьми електронів) (У періодах властивості основних оксидів та відповідних їм гідроксидів елементів послаблюються, а кислотні посилюються. Цей перехід здійснюється через амфотерні елементи)

 

6.Підсумки уроку.

 

Таким чином, ми розглянули взаємозв’язок між розміщенням елементів у періодичній системі та такими властивостями хімічних елементів, як атомний радіус, електронегативність, металічні та неметалічні властивості.

Також ми детально розібрали атомний радіус елементів та як змінюються атомні радіуси елементів у періодах та групах; розібрали електронегативність та від чого залежить електронегативність елементів у групах та періодах. Розібрали також детально металічні та неметалічні властивості елементів та утворених ними простих і складних речовин.

 

7.Виставлення оцінок та їх мотивація.

 

8.Інструктаж з домашнього завдання.

 

1.Вивчити §36, підготуватися до самостійної роботи.

2.Відповісти на запитання в кінці параграфу.

3.У зошиті дати відповіді на завдання № 3-4, ст. 94-95.