Неметалічні елементи та їх сполуки

Опис документу:
Розробка заняття з хімії. Підходить для проведення заняття в коледжі. Дати характеристику неметалiчним елементам за їхнiм положенням у Перiодичнiй системi й будовою атома. Розглянути особливостi будови й властивостi неметалiчних елементiв, алотропнi модифiкації Оксигену, Карбону. Розглянути фізичні й хімічні властивості неметалів.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код Поділитися

НЕМЕТАЛIЧНI ЕЛЕМЕНТИ
ТА
ЇХНI СПОЛУКИ

Мета:

  • дати характеристику неметалiчним елементам за їхнiм положенням у Перiодичнiй системi й будовою атома;

  • розглянути особливостi будови й властивостi неметалiчних елементiв, алотропнi модифiкації Оксигену, Карбону;

  • з’ясувати роль озонового шару для життя живих органiзмiв на Землi.

  • розглянути фізичні й хімічні властивості неметалів;

  • ознайомити зі сполуками неметалічних елементів із Гідрогеном: амоніак, хлоридна кислота;

  • сформувати у студентів вміння складати хімічні рівняння;

  • розглянути практичне значення неметалів.

Обладнання Перiодична система хiмiчних елементiв Д. I. Менделеева, й матерiали: моделi кристалiчних ґраток алмазу й графiту; зразки графiту, вугiлля, сажi; склянка з пiдфарбованою водою, активоване або деревне вугілля, склянка, лiйка, фльтрувальний папiр.
Базовi поняття й терміни: метали й неметали, кристалiчнi гратки, алотропна модифікацiя, озоновий шар.
Тип заняття: лекція-бесіда.
Методи навчання: пояснювально-ілюстративнi, наочнi, репродуктивнi, частково пошуковi, iнтерактивнi.

Структура заняття:
1. Органiзацiйний етап 3хв
II. Перевiрка домашнього завдання 15 хв
III. Актуалiзацiя опорних знань 5 хв
IУ. Вивчення нового матерiалу 45 хв

V.Закріплення і узагальнення 10 хв.

VІ. Домашнє завдання.2 хв.

Хiд заняття:
1. Органiзацiйний етап
Вiтання, створення робочої обстановки.
II. Перевiрка домашнього завдання
Перевiряється наявнiсть у студентів виконаних письмових робiт.
Обговорюються питання, якi викликали утруднення.
III. Актуалiзацiя опорних знань
Для встановлення особистого ставлення студентів до дослiджуваної теми пропоную навести приклади неметалiчних елементiв i їхнiх сполук, з якими вони зустрiчаються в повсякденному життi.

Мозковий штурм

Для встановлення рiвня знань за даною темою проводиться колективна «мозкова атака. Пропонус студентам перелiчити все, що вони знають про неметали. Роблю вiдповiднi записи на дошцi. Потiм студенти формулюють запитання, на якi вони хотiли б одержати вiдповiдi на занятті, i записують iх у зошитах. Кiлька студентів зачитують свої запитання.

Мотивацiя навнання
Людинi для життя потрiбно не так вже й багато: кисень (повiтря), вода, їжа, одяг i житло. Проте людина, освоюючи вавколишнiй свiт, одержуючи новi знания про нього, постiйно змiнює свое життя на краще. Наприклад, створюючи новi речi, вона робить життя зручнiшим; одержуючи новi лiки, позбувасться хвороб; синтезуючи новi барвники й волокна, робить бiльш гарними одяг, житло тощо. Для розв’язання всiх цих i безлiчi iнших завдань необхiднi знання про властивостi речовин i їхнi перетворення, способи керування цими перетвореннями.
Далi повiдомляю тему уроку й прошу студентів сформулювати основну мету вивчення неметалiчних елементiв.

ІV. Вивчення нового матерiалу План 1. Загальна характеристика неметалічних елементів. 2.Прості речовини неметалічних елементів. Алотропія. 3.Фізичні властивості неметалів. 4.Хімічні властивості неметалів. 5.Леткі сполуки неметалічних елементів з гідрогеном.

Неметалiчних елементiв у порiвняннi з металiчними елементами вiдносно небагато. Вони розташованi в основному в правому верхньому кутi перiодичної системи, умовно обмеженому дiагоналлю Бор—Астат. Найактивнiшим є флуор.

За електронною будовою зовнішнього енергетичного рівня атомів більшість неметалічних елементів є р-елементами, а Гідроген і Гелій – s-елементами.

Неметалічні елементи — це хімічні елементи, атоми яких мають зовнішній енергетичний рівень близький до завершення (ns2np6), завдяки чому атомам неметалічних елементів властиво притягувати електрони від інших атомів до завершення свого зовнішнього енергетичного рівня.

До цього визначення, однак, не підпадають елементи VIII групи головної підгрупи — інертні гази, атоми яких мають завершений зовнішній енергетичний рівень.

Слід відзначити подвійне положення Гідрогену в Періодичній системі: в головній підгрупі I та VII груп. З одного боку, атом Гідрогену, подібно до елементів лужних металів, має на зовнішньому енергетичному рівні один електрон (1s1). З іншого боку, до завершення єдиного енергетичного рівня (1s2) атому Гідрогену не вистачає одного електрона, подібно до атомів галогенів.

За схожістю хімічних властивостей неметалічні елементи об’єднують у природні групи, які розташовуються в головних підгрупах Періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва. Елементи єдиної групи мають однакову будову зовнішнього електронного рівня.

Відносна електронегативність — це умовна величина, яка характеризує властивість атома у хімічній сполуці відтягувати до себе електрони. (Як правило, величина електронегативності визначається за енергетичними характеристиками процесів іонізації та приєднання електрона до атома даного елемента).

За визначенням, атомам неметалічних елементів властиво притягувати до себе електрони до завершення свого зовнішнього енергетичного рівня. Тому для атомів неметалічних елементів характерні великі значення електронегативності — в середньому від 2 до 4.

Чим менше необхідно електронів до завершення зовнішнього енергетичного рівня атома елемента, тим вища електронегативність цього елемента.

Величину електронегативності можна розглядати, як кількісну характеристику неметалічності елементів.

Подивіться на схемі зміну величини електронегативності неметалічних елементів в групах та періодах, в залежності від будови зовнішнього енергетичного рівня.

Найвища електронегативність у Флуору. В хімічних сполуках атом Флуору завжди відтягує до себе електрон, тому Флуор в своїх сполуках завжди має формальний ступінь окиснення –1.

Оксиген має меншу електронегативність, ніж Флуор. Це означає, що в хімічних сполуках атом Оксигену буде відтягувати до себе електрони всіх елементів, окрім Флуору. Лише в сполуках із Флуором атом Оксигену віддає електрони та набуває позитивного заряду: 1+ в оксиген(I) фториді, O2F2 або 2+ в оксиген(II) фториді OF2.

Електронегативність атомів неметалів завжди вища за електронегативність атомів металів.

У періодах зліва направо неметалічні властивості елементів посилюються, а металічні слабшають. Зі зростанням порядкового номера елемента число електронів на зовнішньому енергетичному рівні збільшується, сила притягання їх до ядра зростає (відповідно до закону Кулона), отже, радіус атома поступово зменшується.

Цим обумовлене посилення в періодах неметалічних властивостей елементів зліва направо із зростанням їх порядкового номера. Наприклад, у другому періоді найменш активним неметалічним елементом є Бор, а найбільш активним — Флуор.

У групах зверху вниз неметалічні властивості елементів слабшають. Це пов’язано зі збільшенням радіуса атома за рахунок збільшення кількості енергетичних рівнів і, відповідно, послабленням притягання електронів зовнішнього рівня до ядра. Так, з-поміж галогенів (p-елементів VII групи) Флуор має найбільш виражені неметалічні властивості, а у Йоду, хоча він і є неметалічним елементом, більше виражені металічні властивості. У VI групі найбільш активний неметалічний елемент — Оксиген, а найменш активний — Телур.

Є також елементи, які не проявляють ні хімічних властивостей металів, ні хімічних властивостей неметалів. Це — інертні гази, які мають завершений зовнішній енергетичний рівень і за звичайних умов не утворюють хімічних сполук з іншими елементами.

 Зміна властивостей елементів із збільшенням їхньої атомної ваги

 

Число енергетичних рівнів

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні

Радіус атома

Електронегативність

Зміна властивостей

У періодах зліва направо

Не змінюється

Збільшується

Зменшується

Збільшується

Посилюються неметалічні властивості

У головних підгрупах 
зверху вниз

Збільшується

Не змінюється

Збільшується

Зменшується

Слабшають неметалічні властивості

Окисно-відновні властивості неметалічних елементів та їх характерні ступені окиснення

Неметалічні елементи в реакціях один з одним можуть виступати як окисники чи як відновники. Це залежить від їх електронегативності:елемент, у якого електронегативність більша, «забирає» електрони, тобто є окисником; елемент із меншою електронегативністю «віддає» електрони, тобто є відновником.

Кожний неметалічний елемент проявляє окисні властивості в реакціях з металічними елементами і з тими неметалічними елементами, які мають нижчі значення електронегативності.

Окисні властивості — це властивості, які характеризують здатність атома елемента притягувати електрони і при цьому відновлюватися.

Відновні властивості — це властивості, які характеризують здатність атома елемента віддавати електрони і при цьому окиснюватися.

Кількість електронів, яку атом елемента може прийняти чи віддати в процесі окисно-відновної реакції, обумовлюють можливі ступені окиснення елемента.

Ступінь окиснення — умовний електричний заряд атома елемента у хімічній сполуці за умови, що всі зв’язки, які утворює цей атом в сполуці, мають йонний характер.

  • Елемент у найвищому своєму ступені окиснення виявляє тільки окисні властивості — тобто може тільки «забирати» електрони.

  • Елемент у найнижчому своєму ступені окиснення виявляє тільки відновні властивості — тобто може тільки «віддавати» електрони.

  • Елемент, який має проміжну ступінь окиснення, виявляє як відновні, так і окисні властивості в залежності від властивостей атомів інших елементів, з якими він взаємодіє.

На зовнішньому енергетичному рівні атома Гідрогену знаходиться один єдиний електрон, який він може віддати більш електронегативному атому, виявляючи при цьому свої відновні властивості. При сполученні з атомом менш електронегативного елемента, атом Гідрогену притягне до себе лише один електрон, який необхідний йому до завершення енергетичного рівня, виявляючи при цьому свої окисні властивості. Тому можливі ступені окиснення Гідрогену: –1, 0 та +1.

Ступінь окиснення всіх елементів в їх простих сполуках дорівнює нулю.

Варто звернути увагу на те, що у елементів 3-го періоду (зокрема, у Si, P, S) на 3-му енергетичному рівні є d-підрівень, і тому електрони зовнішнього рівня при одержанні додаткової енергії можуть переходити в збуджений стан і розпаровуватися. Тоді кількість неспарених електронів на зовнішньому енергетичному рівні збільшується, відповідно у елемента з’являються додаткові ступені окиснення, але вищий (максимальний) ступінь окиснення елементів головних підгруп не може перевищувати номер групи.

Сульфур — елемент 6-ї групи головної підгрупи. На зовнішньому енергетичному рівні атома Сульфуру в основному стані знаходиться два неспарених електрона, за рахунок яких атом Сульфуру утворює два ковалентні зв’язки з атомами інших елементів. В збудженому стані електрони зовнішнього рівня атома Сульфуру розпаровуються, завдяки чому атом Сульфуру може утворювати чотири або шість ковалентних зв’язків з атомами інших елементів. (-2 ,+4, +6)

Будова простих речовин неметалів. Алотропія

Прості речовини неметалів — речовини, утворені атомами однакових неметалічних елементів, сполучених між собою ковалентними неполярними зв’язками.

Один і той самий хімічний елемент може утворювати декілька простих речовин, які розрізняються за складом та будовою молекул.

Алотропія — явище існування одного і того самого елемента в різних модифікаціях простої речовини.

Алотропні модифікації Оксигену

Елемент Оксиген утворює дві прості речовини — дві алотропні модифікації — кисень та озон.

Алотропні модифікації Карбону

Елемент Карбон характеризується алотропією форми: алмаз, графіт, карбін. Усі алотропні модифікації Карбону розрізняються між собою за зовнішнім виглядом і за властивостями. До того ж існує розмаїття речовин, які відносять до однієї алотропної модифікації. Наприклад, атомна кристалічна структура вугілля (деревинне, тваринне), сажі, фуллеренів та нанотрубок не відрізняється від структури графіту. Тому ці речовини не відносять до окремих алотропних модифікацій Карбону.

Прості речовини та хімічні елементи

Хімічний елемент — певний вид атомів з однаковим зарядом ядра і, відповідно, з однаковим атомним номером.

Прості речовини утворюються при сполученні між собою атомів одного і того самого хімічного елемента.

Назви простих речовин неметалів не завжди збігаються з назвами неметалічних елементів. До того ж, атоми хімічних елементів можуть утворювати декілька простих речовин — алотропних модифікацій.

Гідроген – водень, нітроген – азот, силіцій – кремній, оксиген – кисень, озон, сульфур – сірка ромбічна…, карбон – графіт, алмаз, карбін.

Фізичні властивості неметалів:

Відсутня ковкість, нема блиску, не проводять електричний струм (тільки графіт, чорний фосфор), колір різноманітний:жовтий(сірка), жовтувато-зелений(хлор),червоно-бурий (бром), фіолетовий (пари йоду). Агрегатний стан: гази ( водень кисень, хлор, фтор, озон, азот); тверді(фосфор, кремній, карбон, бор, йод), рідина (бром).

Озон. Що це?

Поблизу електричних машин відчувається своєрідний запах при виникненні іскор. Такий самий запах відчувається і після грозових електричних розрядів. Цей запах належить газу озону, що в перекладі означає «пахучий».

Природний озон, який утворюється у стратосфері, захищає поверхню Землі від ультрафіолетового випромінювання.

Озоновий шар — це частина стратосфери на висоті від 12 до 50 км, у якій під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця кисень О2 іонізується, отримуючи третій атом Оксигену, внаслідок чого утворюється молекула озону О3.

Хімічні властивості неметалів:

1.З металами. 2. З воднем. 3. З киснем

Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном: амоніак, хлоридна кислота.

Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном не утворюють лише інертні гази. Скласти формулу сполуки неметалічного елемента досить легко ( щоб визначити значення валентності елемента в сполуці, треба від числа 8 відняти № групи, в якій міститься елемент). Скласти сполуки VIрупи.

V.Закріплення і узагальнення 10 хв

Завдання для узагальнення

1. Користуючись підручником та конспектом , складіть таблицю «Хімічні властивості неметалів»

Хімічні властивості неметалів

Приклад рівняння реакції

Завдання для закріплення:

  1. Напишіть рівняння реакції взаємодії:

  2. а) фтору із хлором; б) силіцію з киснем; в) вугілля з алюмінієм ; г) хлору з залізом.

  3. Позначте ступені окиснення атомів, укажіть перехід електронів, а також окисник і відновник.

VІ.Домашнє завдання 2 хв. П.П.Попель, Л.С.Крикля Хімія» Параграф 1-4; №5,15,16, 20,35,45,46,47 застосування неметалів, амоніаку, НСІ.

8

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Всі сертифікати за наші курси та вебінари можуть бути зараховані у підвищення кваліфікації.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.

Приклад завдання з олімпіади Українська мова. Спробуйте!
До ЗНО з ХІМІЇ залишилося:
0
3
міс.
2
9
дн.
0
6
год.
Готуйся до ЗНО разом із «Всеосвітою»!