Тема: Соединения щелочноземельных металлов Ц е л ь у р о к а: - на основе знаний общих свойств металлов и их соединений (оксидов и гидроксидов), охарактеризовать свойства оксидов и гидроксидов щелочноземельных металлов; обобщать, устанавливать взаимосвязь строения и свойств веществ, логически рассуждать. Эпиграф к уроку Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность. Б. Шоу
I игровая пятиминутка. Определите металл 1. тот металл используют для металлотермии – восстановления редких металлов из их руд. 2. Сульфат данного элемента, известный под названием горькой, или английской, соли, используется в медицине в качестве слабительного средства. 3. Морская соль имеет горький вкус из - за наличия в ней катионов данного металла. 4. Сжигание данного металла сопровождается ослепительной вспышкой, поэтому его раньше применяли при фотографировании. 5. В его атоме на внешнем уровне два электрона, все электроны размещены на трёх энергетических уровнях.
1. Вследствие высокой химической активности этот металл не пригоден для изготовления изделий. 2. В организме взрослого человека содержится более 1 кг данного элемента в виде фосфата. 3. Этот металл был впервые получен Г. Дэви в 1808 г. 4. Соединения этого элемента широко используется, например, в строительстве. Мел, мрамор, известняк - это его карбонат. 5. В его атоме на внешнем уровне два электрона, все электроны размещены на четырёх энергетических уровнях.
Продолжите высказывание 1. Кальций отличается по физическим свойствам от щелочных металлов а) цветом б) плотностью в) твёрдостью г) температурой плавления 2. С кальцием реагирует а) CI 2, P, Si б) C, CI 2,S в) O 2, H 2, Fe 3. Водород можно получить при взаимодействии кальция с а) HCI б) CO2 в) H 2 O г) NaOH д) H 2 SO4 4. У кальция электроны распределены по энергетическим уровням а) 2,8.8,3 б) 2,8,8,1 в) 2,8,8,2 5. Кальций проявляет свойства а) окислительные б) восстановительные в) окислительные и восстановительные
CaCO 3 - карбонат кальция - одно из самых распространенных на Земле соединений. Известны такие содержащие его минералы, как мрамор, мел, известняк. Самый важный из этих минералов - известняк, без которого не обходится ни одно строительство, во - вторых, это сырьё для получения других материалов: цемента, гашеной и негашеной извести, стекла и т. д. В нашей области большие залежи известняка и мела. Поэтому в Белгородской области много заводов по производству цемента и производственного мела.
МРАМОР (от греч. marmaros блестящий камень), кристаллическая зернистая метаморфическая карбонатная порода, продукт перекристаллизации известняка, реже – доломита. Благодаря тесному сцеплению зерен кальцита между собой порода хорошо полируется. В технике и строительстве мрамором называют любую карбонатную породу, удовлетворительно поддающуюся полировке, – известняк, доломит или мрамор. Метаморфизм чистого известняка приводит к образованию мрамора, поскольку единственное возможное изменение кальцита при высоких давлениях и температурах – его перекристаллизация. Окраска мрамора обычно светлая, однако присутствие даже долей процента примесей – силикатов, оксидов железа и графита – приводит к окрашиванию породы в разные цвета и оттенки, включая желтый, коричневый, красный, зеленый и даже черный; бывают и пестрые, разноцветные мраморы.
Известняки ИЗВЕСТНЯК, осадочная горная порода, состоящая главным образом из кальцита, редко из арагонита; часто с примесью доломита, глинистых и песчаных частиц. Известняки нередко содержат остатки известковых скелетов ископаемых организмов. Используется в металлургии (флюсы), строительстве, химической промышленности и др
MgCO 3- карбонат магния, необходим в производстве цемента, стекла, кирпича, а так же в металлургии для перевода пустой породы, т. е. не содержащей соединения металла, в шлак. CaSO 4 - сульфат кальция, встречается в природе в виде минерала гипса CaSO 4* 2H 2 O, представляющего собой кристаллогидрат. Используется в строительстве, медицине для наложения неподвижных гипсовых повязок, для получения слепков. Для этого применяют полуводный гипс 2CaSO 4 - алебастр.
MgSO 4 - сульфат магния, известный под названием горькая, или английская, соль, используемый в медицине в качестве слабительного средства. Содержится в морской воде и придает ей горький вкус Ca 3 (PO 4) 2 - фосфат кальция, входит в состав фосфоритов (горная порода) и апатитов (минерал), а также в состав костей и зубов. В организме взрослого человека содержатся более 1 кг кальция в виде соединения Ca 3 (PO 4) 2.
Кодированный диктант 1. Оксиды проявляют основные свойства, кроме бериллия. (1) 2. Все оксиды главной подгруппы II группы активны в реакции с водой. (0) 3. Оксиды кальция в технике называют негашёной известью. (1) 4. Для обнаружения углекислого газа используют раствор гидроксида кальция – известковую воду. (1) 5. Карбонат бария – основная часть минералов: мела, мрамора, известняка.(0) Учащиеся проводят взаимопроверку работ.
Элемен т Ar Количе ство электронов на послед нем уровне СО Атомн ый радиус Металл ически е свойства Восста новите льные свойства Be9 2s2 +2)) Mg243s2+2))) Ca404s2+2)))) Sr885s2+2))))) Ba1376s2+2)))))) Ra7s2+2))))))) Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы
Краткая электронная запись - 2s22s2 2s22s2 2p62p6 2p62p6 3s23s2 3s23s2 3p63p6 3p63p6 4s24s2 3d03d0
Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы Одинаковое строение внешнего электронного слоя Элементы проявляют СО +2 Атомы элементов являются сильными восстановителями, т.к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами. Атомы элементов являются сильными восстановителями, т.к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами. С увеличением элементов увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, следовательно возрастает легкость отдачи электронов. Восстановительные свойства увеличиваются в группе сверху вниз.
2Me 0 +O 2 2Me +2 O -2 Me 0 +H 2 Me +2 H 2 Me 0 +Cl 0 2 Me +2 Cl 2 Me 0 +S 0 Me +2 S -2 Me 0 +2HCl Me +2 Cl 2 + H 2 Me 0 +2HOH Me +2 (OH) 2 +Н 2 Химические свойства элементов II группы главной подгруппы Химические свойства элементов II группы главной подгруппы
Соединения щелочноземельных металлов Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей. Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.
15
Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: а) заряд ядра: Mg * Ca, Na *Mg, Ca * К; б) число электронных слоев: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * К; Ca * К; в) число электронов на внешнем уровне: Mg * Ca, Na *Mg, Ca * К; г) радиус атома: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * K; д) восстановительные свойства: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * K. Ca * K. Проверка знаний
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
БЕРИЛИЙ, МАГНИЙ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Что узнаем… 18.04.17 Положение металлов в Периодической системе Изменение свойств в группе История названия Нахождение в природе Физические свойства Химические свойства Закрепление Литература
18.04.17 Бериллий, магний и щелочноземельные металлы находятся в IIA- группе Максимальная степень окисления +2 Строение внешнего энергетического уровня ns 2 Валентность - I I
18.04.17 Ra Ba Sr Ca М g Ве Изменение свойств группе В ряду металлов: Радиус атома увеличивается Увеличиваются восстановительные свойства (способность отдавать электроны) Уменьшается прочность химической связи металл – металл
18.04.17 «Если не знать имен - умрет и познание вещей» Карл Линней
ОТКРЫТИЕ МЕТАЛЛОВ Магний и кальций были впервые получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1808 г. Магний из белой магнезии. По названию минерала дали название элементу. Название элемента кальций происходит от лат. Слова кальс, что означает «известь, мягкий камень». 18.04.17 Гемфри Дэви (1778 – 1829)
Магниевая горная порода – магнезит. Нахождение в природе Как активные металлы, они встречаются в природе только в виде соединений Кальциевые горные породы – известняк, мрамор, мел.
18.04.17 Щелочные металлы легкие, мягкие и легкоплавкие, серебристы, стронций имеет золотистый оттенок. Стронций - ковкий Физические свойства Бериллий - светло-серый, твердый, хрупкий Магний - относительно мягкий, пластичный, ковкий Кальций - твердый и пластичный
18.04.17 Химические свойства 1. Металлы взаимодействуют почти со всеми неметаллами: 2Ме 0 + О 2 0 =2Ме +2 О -2 (оксид) Ме 0 + Н 2 0 = Ме +2 Н 2 -1 (гидрид) Ме 0 + Cl 2 0 = M е + 2 Cl 2 -1 (хлорид) Ме 0 + S 0 = M е + 2 S -2 (сульфид) 3Ме 0 + N 2 0 = M е 3 + 2 N 2 - 3 (нитрид)
18.04.17 Химические свойства 2. Бериллий с водой не реагирует, магний реагирует медленно, остальные металлы реагируют с водой, образуя щелочи и восстанавливая воду до водорода: Ме 0 + 2Н 2 О = Ме +2 (ОН) 2 + Н 2 3. Магний реагирует с кислотами. Ме 0 + 2Н Cl = Ме +2 Cl 2 + Н 2 4. Магний и кальций реагирует с оксидами. 2 М g 0 + Ti О 2 = 2 М g +2 О + Ti
Проверь себя (работа с таблицей Д.И. Менделеева) Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: а) заряд ядра: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; б) число электронных слоев: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; в) число электронов на внешнем уровне: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; г) радиус атома: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * K ; д) восстановительные свойства: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * K . 18.04.17
18.04.17 Дополните схемы взаимодействия щелочных металлов с неметаллами общими формулами и названиями продуктов реакции. Запишите конкретные уравнения реакций, расставив коэффициенты в них методом электронного баланса. а) М+ Н 2 в) М+ С1 2 Пример: ___________________ Пример: б) М+ S г) М+ N 2 Пример: _______________________________ Пример: ___________________________ Допишите уравнения реакций. Как изменяется скорость реакций, расположенных в указанной стрелкой последовательности? а) Ca + H 2 O → ………………………. б) Sr + H 2 O →………………………. в) Ba + Н 2 О→……………………….. Объясните, от какого фактора зависит скорость реакции взаимодействия щелочных металлов с водой ……………………….. Назовите продукты реакций. Опишите, как доказать их образование. ……………………… ............................................ Проверь себя
Тип урока: изучение нового материала.
Вид урока: комбинированный урок
Задачи урока:
Обучающие: формирование знаний учащихся о щелочноземельных элементах как типичных металлах, понятия о взаимосвязи строения атомов со свойствами (физическими и химическими).
Развивающие: развитие умений исследовательской деятельности, умения добывать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.
Воспитывающие: воспитание устойчивого интереса к предмету, воспитание таких нравственных качеств как аккуратность, дисциплина, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.
Методы: проблемные, поисковые, лабораторная работа, самостоятельная работа учащихся.
Оснащение: компьютер, таблица по технике безопасности, диск “Виртуальная лаборатория по химии”, презентация .
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Вводное слово учителя.
Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы познакомились с элементами I группы главной подгруппы – щелочными металлами. Сегодня приступаем к изучению металлов II группы главной подгруппы - щелочноземельных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.
3. Актуализация знаний.
Беседа.
Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеева?
Ученик:
В периодической системе щелочные металлы расположены в I группе главной подгруппе, на внешнем уровне 1 электрон, который щелочные металлы легко отдают, поэтому во всех соединениях они проявляют степень окисления +1. С увеличением размеров атомов от лития к францию энергия ионизации атомов уменьшается и, как правило, возрастает их химическая активность.
Учитель:
Физические свойства щелочных металлов?
Ученик:
Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, лёгкие, мягкие и легкоплавкие. Их твёрдость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.
Учитель:
Знания Химических свойств щелочных металлов проверим в виде небольшой проверочной работы по вариантам:
- I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
- I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
- I I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
Учитель: Тема нашего урока “Щелочноземельные металлы”
Задачи урока: Дать общую характеристику щелочноземельным металлам.
Рассмотреть их электронное строение, сравнить физические и химические свойства.
Узнать о важнейших соединениях этих металлов.
Определить области применения этих соединений.
Наш план урока написан на доске, будем работать соответственно плана, просмотрим презентацию .
- Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.
- Строение атома щелочных металлов.
- Физические свойства.
- Химические свойства.
- Применение щелочноземельных металлов.
Беседа.
Учитель:
Исходя, из полученных ранее знаний ответим на следующие вопросы: Для ответа воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева.
1. Перечислите щелочноземельные металлы
Ученик:
Это магний, кальций, стронций, барий, радий.
Учитель:
2. Почему данные металлы назвали щелочноземельными?
Ученик:
Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и железа, носившими ранее общее название "земли"
Учитель:
3. Расположение щелочноземельные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.
Ученик:
II группа главная подгруппа. У металлов II группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне содержится по 2 электрона, находящихся на меньшем удалении от ядра, чем у щелочных металлов. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же менее, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств также наблюдается при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях проявляют степень окисления +2.
Учитель: Физические свойства щелочноземельных металлов?
Ученик:
Металлы II группы главной подгруппы - это серебристо-белые вещества, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Плотность их возрастает от Be к Ba, а температура плавления, наоборот, уменьшается. Они значительно тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.
Проблема: В каком виде щелочноземельные металлы встречаются в природе?
Почему в природе щелочноземельные металлы в основном существуют в виде соединений?
Ответ: В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне)
Физкультминутка – отдых глазам.
Учитель:
Зная общие физические свойства, активность металлов, предположите химические свойства щелочноземельных металлов. С какими веществами взаимодействуют щелочные металлы?
Ученик:
Щелочноземельные металлы взаимодействуют как с простыми веществами, и сложными. Активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами (с галогенами, водородом, образуя гидриды). Из сложных веществ с водой – образуя растворимые в воде основания – щелочи и с кислотами.
Учитель:
А теперь на опытах убедимся, в правильности наших предположениях о химических свойствах щелочноземельных металлов.
4. Лабораторная работа по виртуальной лаборатории.
Цель: провести реакции, подтверждающие химические свойства щелочноземельных металлов.
Повторяем правила техники безопасности для работы со щелочноземельными металлами.
- работать в вытяжном шкафу
- на подносе
- сухими руками
- брать в малых количествах
Работаем с текстом, который читаем по виртуальной лаборатории.
Опыт № 1.Взаимодействие кальция с водой.
Опыт № 2. Горение магния, кальция, стронция, бария
Записать уравнения реакции и наблюдения в тетрадь.
5. Подведение итогов урока, выставление оценок.
5. Рефлексия.
Что запомнилось на уроке, что понравилось.
6. Домашнее задание.
§ 12 упр.1(б) упр.4
Литература.
- Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия 9.- Москва.: Просвещение, 2001
- Габриелян О.С. Химия 9.-Москва.:Дрофа, 2008
- Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя. Химия 9.-Москва.:Дрофа 2002
- Габриелян О.С. Контрольные и проверочные работы. Химия 9.-Москва.:Дрофа, 2005.
- Коллекция Виртуальной лаборатории. Учебное электронное издание
Щелочноземельные металлы
Составитель: учитель МОКУ «Китаевская СОШ»
Трубинова Е.Л.
- Обобщить и системати-зировать знания о щелочноземельных металлах
- Уметь характеризовать элементы по положению в периодической таблице
- Знать физические и хими-ческие свойства
- Знать применение соеди-нений щелочноземельных металлов
Положение в периодической системе. Строение атома
Щелочноземельные металлы в периодической системе находятся в главной подгруппе II группы.
Являются сильными восстановителями, отдают 2 ē , во всех соединениях проявляют степень окисления +2.
Mg +12 2 ē , 8 ē , 2 ē
Ca +20 2 ē , 8 ē , 8 ē , 2 ē
Sr +38 2 ē , 8 ē , 18 ē , 8 ē , 2 ē
Ba +56 2 ē , 8 ē , 18 ē , 18 ē , 8 ē , 2 ē
Физические свойства
цвет пламени ρ t плавления
1,74г/ см 3 651 С 0
1,54г/ см 3 851 С 0
2,63г/ см 3 770 С 0
3,76г/ см 3 710 С 0
Химические свойства
2Me 0 +O 2 → 2Me +2 O -2
Me 0 +H 2 → Me +2 H 2
Me 0 +Cl 0 2 → Me +2 Cl 2
Me 0 +S 0 → Me +2 S -2
Me 0 +2HCl → Me +2 Cl 2 + H 2
Me 0 +2HOH → Me +2 (OH) 2 + Н 2
Соединения щелочноземельных металлов
Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.
BaSO 4
Благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяется в рентгенодиагностике – баритовая каша.
Ca 3 (PO 4 ) 2
Входит в состав фосфоритов и апатитов, а также в состав костей и зубов. В организме взрослого человека содержится 1 кг Са в виде фосфата кальция.
CaCO 3
Карбонат кальция – одно из самых распространённых на Земле соедине - ний. Его содержат горные породы – мел, мрамор, известняк.
Встречается в природе в виде минерала гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Используется в строитель - стве, в медицине для наложения гипсовых повя - зок, для получения слепков.
CaSO 4 ∙ 2H 2 O
Встречается в природе в виде минерала гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Используется в строительстве, в медицине для наложения гипсовых повязок, для получения слепков.
MgCO 3
Широко применяется в производстве стекла, цемента, кирпича, а также в металлургии для перевода пустой породы в шлак.
Са(ОН) 2
Гидроксид кальция или гашёная известь с песком и водой называется известковым раствором и широко используется в строительстве. При нагревании разлагается на оксид и воду.
Проверка знаний
Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *:
а) заряд ядра: Mg * Ca , Na * Mg , Ca * К;
б) число электронных слоев: Mg * Ca , Na * Mg ,
Ca * К;
в) число электронов на внешнем уровне:
Mg * Ca , Na * Mg , Ca * К;
г) радиус атома: Mg * Ca , Na * Mg , Ca * K ;
д) восстановительные свойства: Mg * Ca ,
Na * Mg , Ca * K .
Проверь себя (самостоятельная работа)
Дополните схемы взаимодействия щелочноземельных металлов с неметаллами общими формулами и названиями продуктов реакции.
Запишите конкретные уравнения реакции, расставив коэффициенты в них методом электронного баланса:
а) М + S б) М + N 2
в) М + Н 2 г) М + С1 2
Пример: ___________________ Пример: _____________________
Допишите уравнения реакций:
а) Са + H 2 O → ……………………….
б) Mg + НС l →……………………….
в) Ва + О 2 →………………………..
Осуществить превращения по схеме:
Ме → МеО → Ме(ОН) 2 → МеSО 4
Домашнее задание:
§ 12. упр. № 5, 8
Написать уравнения реакций с помощью которых можно осуществить два любых превращения из составленных учащимися на уроке.
Используемая литература
- Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия 9.- Москва.: Просвещение, 2001
- Габриелян О.С. Химия 9.-Москва.:Дрофа,
- Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя. Химия 9.-Москва.:Дрофа 2002
- Коллекция Виртуальной лаборатории. Учебное электронное издание