Дидактический материал по теме «Химическая связь. Строение вещества»

Диапозитив 1.

Расскажите о строении атома.

При работе с этим диапозитивом следует обратить внимание школьников на понятийный аппарат, принятые обозначения элементарных частиц, электронейтральность атома, заряд ядра и электронной оболочки. Важно также сформировать у учащихся правильные представления о величине атома. Радиус атома водорода составляет примерно одну десятимиллиардную часть метра, а радиус ядра примерно в сто тысяч раз меньше радиуса атома. Представить себе эти величины трудно, практически невозможно. Но если допустить, что ядро атома водорода можно было бы увеличить до размеров булавочной головки, то атом имел бы размеры футбольного поля.

Диапозитив 2.

Что является общим в строении атомов бериллия, магния, кальция? В чем различие?

Атомы в свободном состоянии встречаются в природе очень редко. Обычно они соединяются друг с другом, создавая огромное количество самых разных сочетаний. Химическая связь имеет электрическую природу. В ее образовании наибольшую роль играют внешние электроны. Учащимся предлагаются дополнительные задания: сопоставить различные графические способы изображения электронных слоев атомов, порядок заполнения орбиталей электронной оболочки атомов.

Диапозитив 3.

В чем сходство (различие) атома и иона магния с атомом неона? Ответ поясните.

Диапозитив 4.

Сколько электронов в атоме фосфора? Каково то наибольшее число электронов, которое атом фосфора может отдать или присоединить? (Диапозитив служит для закрепления понятия «степень окисления».)

Диапозитив 5.

Используя схему, расскажите о механизме образования ковалентной неполярной связи. Дополнительные вопросы: что такое общая электронная пара? Сколько таких пар будет в молекуле азота?

Диапозитив 6.

Используя схему, расскажите о механизме образования ковалентной полярной связи.

Диапозитив 7.

Используя схемы, расскажите о механизме образования ионной связи.

Диапозитив 8.

Прочтите формулы веществ. Назовите в каждой из них наиболее электроотрицательный элемент, укажите вид связи.

Диапозитив 9.

Вставьте пропущенные слова (ковалентной, ионной).

Для ... связи характерно наличие обобществленных электронов, а для ... связи – электростатическое притяжение разноименно заряженных частиц.

Диапозитив 10.

Заполните пропуски в таблице.

При комментировании диапозитивов 5–10 следует обратить внимание учащихся на вопросы энергетики. Разрыв старых и образование новых связен на основе квантовомеханических взаимодействий можно объяснить кулоновским взаимодействием и выигрышем энергии (атомы могут соединяться и образовывать устойчивую молекулу только в том случае, если в результате нового распределения электронов будет достигнут выигрыш энергии, то есть внутренняя энергия молекулы, обусловленная взаимодействием ядер и электронов, окажется меньше суммы энергий отдельных изолированных атомов).

При ковалентной связи выигрыш энергии получается за счет перекрывания пронизывающих друг друга электронных орбиталей; при ионной связи наряду с перекрыванием орбиталей большое значение имеет электростатическое взаимное притяжение разноименных зарядов. Основной выигрыш энергии в этом случае достигается кулоновским взаимодействием ионов друг с другом.

Остальные случаи возникающих между структурными частицами связей представляют смешение указанных типов.

Диапозитив 11.

Используя схему, расскажите о видах химической связи.

Диапозитив 12.

Сопоставьте длины связей в молекулах галогенов. Какую закономерность можно обнаружить в ряду F2–I2? В молекуле какого простого вещества длина связи наибольшая; наименьшая?

Диапозитив 13.

Сопоставьте данные об энергии связи в молекулах галогенов, кислорода, азота. Молекула какого вещества наиболее прочна?

Энергия химической связи численно равна работе, которую надо затратить, чтобы разъединить частицы на расстояние, где их взаимодействием можно пренебречь.

Диапозитив 14.

Соотношение различных видов связи.

Диапозитив 15.

Приведите примеры, иллюстрирующие взаимосвязь состава, строения и свойств веществ.

Диапозитив 16.

Энергия и строение электронных уровней.

Внимание учащихся следует обратить на то, что, начиная со значения главного квантового числа, равного 4, наблюдается перекрывание соседних энергетических уровней. Это сказывается на последовательности заполнения подуровней электронами, которые стремятся получить наименьшую потенциальную энергию, то есть приблизиться к ядру. Так, например, подуровень 4s заполняется раньше, чем будет заполнен подуровень 3d, по мере увеличения n – номера периода – различие в энергиях электронов разных подуровней начинает уменьшаться и химические свойства элементов теряют свою характерность, что отметил еще Д. И. Менделеев.

Диапозитив 17.

Почему хлор проявляет степень окисления +7?

Наличие свободных орбиталей (3d) создает различие в свойствах элементов II и III периодов. Так, например, F2 (2s2 2р5) образует только ионы F-1, а хлор (3s2 3р5), имеющий сходное электронное строение внешнего слоя, вступает в соединения, в которых проявляет положительную степень окисления. У хлора при очень малом возбуждении электроны могут занимать свободные орбитали подуровня Зd, а семь непарных электронов – активно участвовать в образовании химической связи, давая соединения Cl2O7, HClO4.

Диапозитив 18.

Схема строения атома титана.

Работа со схемой убеждает в сложном строении атома титана. Можно предложить учащимся составить электронную формулу атома титана, найти на схеме изображения облаков внешнего и предвнешнего слоев.

Диапозитив 19.

Образование диполя.

При образовании ковалентной полярной связи электроны смещаются к более электроотрицательному элементу, и в молекуле, при сохраняющейся электронейтральности, появляются центры положительных и отрицательных зарядов, и она становится диполем.

Диапозитив 20.

Почему молекула СО2 электронейтральна?

Молекула СО2 линейна и неполярна до тех пор, пока ее структура не исказится под действием других молекул, например молекул воды.