Гіпермаркет Знань>>Хімія 10 клас>>Хімія>> Хімія: Лужні, лужноземельні елементи та Магній. Фізичні та хімічні властивості простих речовин, основний характер їх оксидів та гідроксидів.

План-конспект уроку з курсу «Хімія 10 клас» з теми «Лужні метали. Натрій і Калій. Фізичні та хімічні властивості простих речовин»

                                               Тема: Лужні метали. Натрій і Калій. Фізичні та хімічні властивості простих речовин,

                                                          основний характер їх оксидів та гідроксидів, біологічна роль елементів

Мета:
-    освітня: поглибити й розширити знання про метали на прикладі лужних металів Натрію й Калію; вивчити зв'язок між властивостями оксидів та гідроксидів, солей Натрію й Калію, їх одержанням і застосуванням.

-    виховна: сформувати науковий світогляд учнів при вивченні фізичних та хімічних властивостей лужних металів та їхніх сполук, їх застосування; сприяти  екологічному вихованню.

-    розвиваюча:

1) розвивати спостережливість учнів на уроці хімії;
2) розвивати пізнавальний інтерес учнів до предмету;
3) розвивати навички складання рівнянь хімічних реакцій на прикладі хімічних властивостей Натрію, Калію та їхніх сполук;
4) розвивати такі мисленнєві операції : вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки;
5) розвивати такі мисленнєві операції : вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки. розвивати самостійність учнів під час виконання завдань.

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань та вмінь.

Методи:  загальні (ПІ), часткові (СНП), конкретні ( бесіда, розповідь).

Обладнання: періодична система хімічних елементів, таблиця розчинності, ряд активності металів, металічний Натрій, циліндр з дистильованою водою, фенолфталеїн.

Література:

1)    Хімія. 10 клас: Розробки уроків (рівень стандарту) / А.В. Промоскаль . – Х.: Вид-во «Ранок», 2011. – 272 с.
2)    А.Т. Пилипенко, В.Я. Починок, И.П. Середа, Ф.Д. Шевченко. - Справочник по элементарной химии. / Под ред. Академика АН УССР А.Т. Пилипенко. – К.: Наукова думка. – 1985.
3)    Хімія. 10 клас. Стандарт і академічний рівень / І.Ю. Старовойтова,            
 О.В. Люсай. – Х.: Вид. група «Основа», 2010. – 79, [1]с.
4)    Довідкові матеріали з хімії / І.І. Базелюк, Л.П. Величко, Н.В. Титаренко. – Київ; Ірпінь: ВТФ «Перун», 1998. – 224 с.

                                                                                           Хід уроку:

І. Актуалізація опорних знань:

1. Охарактеризуйте положення Натрію й  Калію в Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва.
2. Охарактеризуйте будову атомів  Натрію та  Калію.
3. Які фізичні властивості характерні для металів?
4. Які хімічні властивості характерні для металів?
5. Поясніть сутність процесу корозії.
6. Назвіть способи захисту металів від корозії.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів:

Ми пригадали вже властивості металів. А сьогодні ми з вами поговоримо про більш конкретну групу металів – лужні метали. Добре всім вам відома кухонна сіль  - NaCl, яку ми споживаємо щодня, є джерелом хлоридної кислоти для шлункового соку. Натрій та Калій відіграють важливу роль у нашому організмі. Вони відносяться до макроелементів. Тож сьогодні ми дізнаємося про властивості лужних металів, їхніх сполук, а також про їх біологічну роль.
Отже, записуємо тему  уроку: «Лужні метали. Натрій і Калій. Фізичні та хімічні властивості простих речовин, основний характер їх оксидів та гідроксидів, біологічна роль елементів»

Учні повинні:

- знати: фізичні й хімічні властивості Натрію, Калію  та їхніх сполук.
- вміти: складати рівняння хімічних реакцій на прикладі хімічних властивостей Натрію, Калію  та їхніх сполук.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

Положення в Періодичній системі. Учні характеризують положення Натрію й  Калію у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва.

В атомів елементів ІА групи  на зовнішньому енергетичному рівні перебуває один валентний електрон, розташований на s-підрівні. Ці елементи належать до
s-елементів.

-    Виходячи з електронної будови атомів лужних металів, вкажіть який ступінь окиснення для них характерний.

Усі елементи ІА групи дуже подібні за властивостями. Що пояснюється однотипною будовою не тільки валентної електронної оболонки, але й перед зовнішньою (за винятком Літію). Зі зростанням радіуса атома в групі Li – Na – K -  Rb – Cs – Fr слабшає зв'язок валентного електрона з ядром. Маючи на валентних оболонках один електрон, розташований на великій відстані від ядра, атоми лужних металічних елементів легко віддають електрон. Усі лужні метали мають негативні стандартні окисно-відновні потенціали. Це їх характеризує як дуже сильні відновники.

                                                                    Будова атомів лужних металів.

Атоми лужних металів мають на зовнішньому електронному рівні по одному електрону. Електрон перебуває у віддаленні від ядра, і атоми легко віддають його. У результаті утворюються однозарядні позитивні йони, які мають стійку електронну структуру відповідного інертного газу (Li+ - Не; Na+ - Ne).
Здатність легко віддавати зовнішні електрони  характеризує лужні елементи як найбільш типових представників металічних елементів: металічні властивості в лужних металів виражені дуже сильно.

                                                                Фізичні властивості лужних металів:

Лужні метали - сріблясто-білі речовини, крім цезію, у якого золотаве забарвлення. На свіжому повітрі s-метали у розрізі мають блискучу поверхню, але при контакті з киснем повятря дуже швидко тускніє, тому їх зберігають під шаром гасу. Більшість складних сполук лужних металів безбарвні, оскільки електронна оболонка Ме+ (оболонка інертного газу) є дуже стійкою, а йони не деформані (якщо йони не деформовані, то сполука безбарвна).

Фізичні властивості лужних металів змінюються досить закономірно залежно від положення у періодичній системі елементів, будови атома і структури кристалічної решітки (табл.1).

Таблиця 1 - Фізичні властивості лужних металів

Температури плавлення і кипіння для металів ІА-підгрупи низькі, вони зменшуються по групі згори униз, а густини, навпаки, збільшуються. Це пояснюється так. Валентні електрони надзвичайно тонким шаром розподіляються по позитивно заряджених йонах s-металів, параметри кристалічних комірок зростають (завдяки збільшенню радіусів атомів) із зростанням порядкового номера, що призводить по послабшення хімічних зв’язків. Це й зумовлює зменшення температур плавлення. Однак поряд із зростанням радіусів збільшується й маса атомів. У калію відбувається різке збільшення радіуса порівняно з натрієм (за рахунок появи d-підрівня), тому вплив об’єму переважає над впливом маси, що приводить до зниження густини порівняно з натрієм (табл.1).

Лужні метали дуже м’які, пластичні, легко ріжуться ножем, тому їх неможливо використовувати як конструкційні матеріали, але літій і натрій застосовуються у сплавах з іншими металами.

                                                         Хімічні властивості лужних металів.

У хімічних реакціях атоми лужних металів виявляють сильні відновні властивості, вони легко втрачають валентні електрони, перетворюючись на позитивно заряджені йони - катіони:

                                                                              Mе⁰ - ē ->Mе+.

Лужні метали належать до найбільш хімічно активних елементів. Їх активність зростає в групі зверху вниз.

З киснем тільки літій окиснюється до оксиду, решта лужних металів дає пероксиди (в яких ступінь окисненя Оксигену дорівнює -1) чи супероксиди (в старій номенклатурі - надпероксиди, в яких О^{-1/ 2})

                                     4Li + O₂  -> 2Li₂O;           2 Na + O₂  -> Na₂O₂;            K + O₂  -> KO₂ (або K₂O₄).

Доречно згадати, що оксиди калію та натрію можуть бути одержані тільки при нагріванні суміші пероксиду з надлишком металу при повній відсутності кисню:

                                            Na₂O₂ + 2Na  -> 2Na₂O                               K₂O₂ + 2K  -> 2K₂O

З воднем лужні метали утворюють гідриди:

                                                                     2Li + H₂  -> 2LiH;

з азотом - нітриди; при кімнатній температурі у реакцію вступає літій, решта лужних металів - при нагріванні

                                                                 6Mе + 3N₂  -> 2Mе₃N;

з галогенами – галіти:

                                                   2Mе + Hal₂  -> 2MеHal,  де Hal - F, Cl, Br, I;

з сіркою та її аналогами (Se, Te) у розплавленому стані чи при нагріванні – халькогеніди

                                          2Na + S  -> Na₂S;                                           2K + S  -> K₂S;

Взаємодія з водою:

Учитель демонструє реакцію взаємодії Натрію з водою.

При взаємодії з водою утворюються луги і водень:

                                         2K + 2H₂O  -> 2KOH + H₂.                           2Na + 2H₂O  -> 2NaOH + H₂.

Взаємодія з кислотами (розведена сірчана H₂SO₄, галогеноводневі HF, HCl, HBr, HI, фосфорна H₃PO₄  та інші слабкі кислоти), в яких окисником завжди є йон Гідрогену Н+ (чи, точніше, гідроксоній-катіон Н₃О+) супроводжується виділенням водню та утворенням солі і проходить за загальною схемою:

                                     2Mе + 2HАn  ->2MеAn + H₂.                        2Na + 2HCl  ->2NaCl + H₂.

Взаємодія з окиснювальними кислотами (азотна HNO₃, концентрована сірчана H₂SO₄ та ін), окиснювальна здатність яких зумовлюється не наявністю йона Гідрогену, а властивостями недисоційованих молекул самих кислот чи їх кислотних залишків - аніонів. Особливість дії цих кислот полягає в тому, що вони окиснюють метал без виділення водню:

8Na + 10HNO_{3 (розв)}  ->8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O,
3Na + 4HNO_{3 (п.розв.)}  -> 3NaNO₃ + NO + 2H₂O,
8 Na + 5H₂SO_{4 (конц)}  -> 4Na₂SO₄ + H₂S + 4H₂O.

Оксиди Натрію й Калію, їх властивості.

Взаємодія

1) з водою:

Na₂O + H₂O = 2NaOH                                         K₂O + H₂O = 2KOH

2) з кислотами:

Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O                               K₂O + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O

3) з кислотними оксидами:

Na₂O + CO₂ = Na₂ CO₃                                          K₂O + SiO₂ = K₂ SiO₃

Луги – добре розчинні у воді.

                                                 Гідроксиди Натрію й Калію, їх властивості.

1)    Взаємодія з кислотними оксидами:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O                2KOH + SO₂ = K₂SO₃ + H₂O

2)    Взаємодія з кислотами:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O                       2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O

3)    Взаємодія із солями:

2NaOH + CuSO₄ = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

2KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂

                                                           Поширення в природі:

Натрій і Калій – дуже поширені в природі. Вміст кожного із них в земній корі становить 2,5%. У вільному стані не зустрічаються через високу активність.

Натрій входить до складу багатьох мінералів (NaCl – кам’яна сіль , NaNO₃ – чилійська селітра, Na₂SO₄ * 10H₂O – глауберова сіль, Na₂CO₃ – сода). Калій входить до складу сильвініту – KCl * NaCl, карналіту - KCl * MgCl₂ * 6 H₂O та інші. Також присутній у золі деяких рослин у вигляді карбонату Калію (поташу). Калій входить до складу майже всіх рослин.

Застосування: Натрій і Калій використовують для отримання амідів та пероксидів, а сплави Натрію та Калію – в якості теплоносія у ядерних реакторах. Також Натрій використовують в органічному синтезі.

Біологічна роль. Натрій і Калій – життєво необхідні елементи, які беруть участь в обміні речовин. За вмістом в організмі людини Натрій (0,08%) і Калій (0,23%) належать до мікроелементів, а решта лужних металів – до мікроелементів. Натрій і Калій є антагоністами (при збільшенні кількості Натрію в організмі підсилюється виведення Калію нирками, тобто настає гіпокаліємія).

ІV. Узагальнення та систематизація знань.

1.    Напишіть рівняння хімічних реакцій, щоб здійснити ланцюжок перетворень:

1)  K → KOH →  K₂CO₃ → KCl

2) Na →  Na₂O →  NaOH →  Na₂CO₃ → Na.

V. Домашнє завдання:

Чит. §27-28 .


Надіслано Шевченко В.В, вчителем хімії та біології

_{Матеріали з хімії онлайн, завдання та відповіді по класам, плани конспектів уроків з хімії скачати}