Урок по теме "Элементы II-А группы ПСХЭ Д.И. Менделеева"
план-конспект урока по химии (9 класс)

УРОК ХИМИИ

9 класс

ТЕМА: «Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Кальций и магний»

Разработал:

учитель химии Зенюков А.В.

Металлы отверзают недро земное к плодородию; металлы служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего; металлы облегчают купечество удобною к сему монетою… И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может.

М.В. Ломоносов

Тема урока: Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Кальций и магний

Цели и задачи урока: формировать общее представление об элементах главной подгруппы II группы на основании сравнительной характеристики строения их атомов. На химии элементов этой группы повторить основные закономерности изменения свойств элементов в группах Периодической Системы, металлическую связь и металлическую кристаллическую решетку, физические и химические свойства металлов, свойства основных оксидов и щелочей и т.д.

Продолжить формировать навыки учащихся работать в группе, умения применять прием разделения труда и оказывать взаимопомощь

Расширять кругозор учащихся, развивать ассоциативное мышление

Оборудование и реактивы: образцы металлов кальция и магния, оксида и гидроксида кальция; карбонат магния, растворы соляной и серной кислот, гидроксида натрия, спиртовой раствор фенолфталеина, кристаллизатор с водой, асбестированная сетка или ложечка для сжигания веществ, штативы с пробирками для выполнения учащимися лабораторной работы

Мультимедийный комплект (компьютер, колонки, экран, проектор), презентация по теме.

Ход урока

1. Вступительное слово учителя:

Здравствуйте, ребята! Сегодня на уроке мы продолжаем наше с вами путешествие по таблице Менделеева. Ранее мы уже познакомились с обитателями её I группы главной подгруппы. Перечислите их, пожалуйста (литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций). Напомните, какое общее, групповое название имеют эти элементы и почему? (щелочные металлы, их основные гидроксиды хорошо растворяются в воде и называются щелочами)

Теперь же переходим к следующей, II группе и её главной подгруппе. Скажите, какие элементы мы должны будем изучить? (бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий). А как вы думаете, что именно предстоит нам узнать об этих элементах? Если затрудняетесь, вспомните, о чем мы говорили, когда изучали щелочные металлы! (строение и свойства атомов, физические и химические свойства простых веществ, свойства и применение важнейших соединений)

Да, действительно, и этого плана мы будем придерживаться и впредь (демонстрация плана работы на классной доске) при характеристике элементов и других групп.

2. Строение и свойства атомов элементов IIA группы

Свойства химических элементов, как мы уже знаем, зависят от строения внешних электронных слоев их атомов. В своих тетрадях запишите 1-й пункт нашего плана работы и опишите электронное строение атомов элементов II группы главной подгруппы таблицы Менделеева. Проверим, что у вас получилось? (демонстрация на экране)

Определите, в чем сходство и в чем отличие строения атомов этих элементов?

а) число внешних электронов – одинаково и равно 2;

б) число электронных слоёв в атоме – увеличивается от Be к Сa и далее к Ra;

в) атомный радиус – увеличивается от Be к Сa и далее к Ra.

Какие выводы о свойствах атомов данных элементов можно сделать?

- т.к. на внешнем электронном слое атомов этих элементов всего 2 электрона, то они могут быть легко отданы в химических реакциях. Следовательно, элементы II A группы являются металлами-сильными восстановителями и в соединениях проявляют постоянную степень окисления +2

- в подгруппе от Be к Ra увеличиваются радиусы атомов, т.к. растет число электронных слоёв. Это означает, что внешние электроны будут отдаваться все легче и восстановительные свойства элементов в подгруппе сверху вниз будут усиливаться.

3. Физические и химические свойства простых веществ

а) физические свойства

Итак, простые вещества для этих элементов являются металлами. Какая же химическая связь для них будет характерна? (металлическая).

Запишите в общем виде схему возникновения металлической химической связи для элементов изучаемой подгруппы. Проверим, что у вас получилось? (демонстрация на экране)

Me0 – 2e– ↔ Me2+

   Атом                  Ион

А какая у металлов кристаллическая решётка? (также металлическая).

Зная о зависимости свойств веществ от строения их кристаллической решетки, давайте предположим, какие же физические свойства будут характерны для изучаемых металлов?

- ковкие и пластичные вещества, хорошо проводящие тепло и электричество, обладающие металлическим блеском.

А теперь с помощью розданных вам на парты таблиц сравните твердость, температуры плавления и плотность металлов I A группы и II A группы. Какие отличия вы заметили? А черты сходства?

- металлы II A группы обладают более высокими температурами плавления, твердостью и плотностью, чем щелочные металлы. С другой стороны – это тоже легкие (плотность ниже 5 г/см3) и легкоплавкие вещества (температура плавления ниже 1000оС, искл. – Be).

Запишите найденные отличия в тетрадь.

Проверим некоторые наши предположения о свойствах наших металлов, обратите внимание на экран – вот как они выглядят (демонстрация фотографий образцов металлов на экране).

б) химические свойства

Мы уже отметили, что металлы IIA группы, исходя из строения их атомов, проявляют только восстановительные свойства, усиливающиеся от Be к Ra. Кроме того, мы выяснили, что строение атомов этих металлов сходно со щелочными металлами. А это означает, что следует ожидать сходства не только физических, но и химических свойств металлов этих двух групп. Предположите, какие же химические свойства будут характерны для металлов IIA группы?

1. Они легко окисляются кислородом. Схему реакции запишем на примере магния, учтите, что в отличие от большинства щелочных металлов здесь образуются оксиды, а не пероксиды; проверьте себя:

Магний на воздухе сгорает с ослепительной вспышкой, поэтому раньше эта реакция применялась при фотографировании объектов в темных помещениях (демонстрация горения магния). Сейчас для этого используют электрическую вспышку.

Бериллий Be и магний Mg образуют на своей поверхности плотную оксидную плёнку и на воздухе далее не разрушаются. Кальций и остальные металлы этой группы такой плёнки не образуют, разрушаются. Как же их сохранить? (Их нужно хранить под слоем керосина или в запаянных ампулах, как и щелочные металлы)

2. С чем еще будут реагировать металлы IIA группы? (с галогенами, серой, азотом, водородом). Запишите схемы реакций на примере кальция, дайте названия продуктам реакций:

Однако с водородом реакция идет лишь при высокой температуре – в отличие от щелочных металлов.

3. Возможна реакция с водой, но за исключением бериллия (слишком плотная и малоактивная оксидная пленка на его поверхности). Предположите продукты этой реакции (по аналогии со щелочными металлами должны получиться растворимый гидроксид металла - щелочь и газ водород). Пронаблюдайте опыт «Взаимодействие кальция с водой» и проверьте своё предположение, подтвердилось ли оно? Что об этом свидетельствует? (Да, подтвердилось: наблюдали выделение газа и окрашивание раствора фенолфталеина в малиновый цвет, что говорит об образовании в ходе реакции щёлочи)

А в чем же отличие взаимодействия с водой кальция и натрия? (кальций реагирует с водой гораздо спокойнее, чем натрий, образующийся гидроксид малорастворим)

Какой вывод можно сделать, сравнивая т.о. металлические свойства натрия и кальция? (металлические свойства кальция выражены слабее)

Взаимодействие Sr, Ba и Ra с водой также приводит к образованию щелочей, поэтому эти 4 металла назвали щелочноземельными (по аналогии со щелочными металлами). Земли – это старое название оксидов металлов. У щелочноземельных металлов они тоже активно реагируют с водой, образуя щелочи (демонстрация на экране реакции взаимодействия оксида кальция с водой). Почему же бериллий и магний не относят к щелочноземельным металлам? Обратите внимание на таблицу растворимости (гидроксиды этих металлов нерастворимы в воде и не являются щелочами)

Тем не менее, запишем уравнение реакции магния с водой. Проверим себя по экрану.

4. Подобно алюминию, кальций и магний способны восстанавливать менее активные металлы из их оксидов. Эти процессы называются соответственно кальциетермия и магниетермия. Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты. Проверьте себя по экрану

(2) Mg + TiO2 → (2 MgO + Ti)

(5) Ca + V2O5 → (5 CaO + 2 V)

Переходим к следующему пункту нашего плана

4. Свойства и применение важнейших соединений

На этом этапе нашего урока мы проведем небольшую лабораторную работу по изучению свойств соединений магния. А заодно и закрепим наши представления о генетической связи веществ на примере этих соединений. У каждого из вас на столе находятся: штатив с чистыми пробирками, химический стакан с карбонатом магния, растворы соляной и серной кислот, гидроксида натрия.

Прочитайте задание на экране:

В тетради для практических и лабораторных работ запишите дату и тему лабораторной работы. В течение полминуты подумайте, как, имея предложенные реактивы, можно осуществить предложенные превращения.

а) к небольшому количеству карбоната магния добавим несколько мл раствора соляной кислоты до растворения карбоната;

б) к полученному раствору прильем немного раствора гидроксида натрия до выпадения осадка гидроксида магния;

в) к получившемуся осадку добавим немного раствора серной кислоты до растворения осадка

Помните, что кислоты и щелочи – едкие вещества, работайте внимательно и аккуратно. По окончании работы приведите рабочее место в порядок. Результаты работы оформите в виде таблицы (см. на экран):

Проверьте себя по экрану:

Домашнее задание: § 12, на с.56-57 упр. 4 и 5, для претендующих на отметку «пять» предлагается задача:

- Металл со степенью окисления +2 массой 8 г прореагировал с водой с образованием 4,48 л водорода (н.у.). Определите относительную атомную массу металла и назовите его.

Желающие могут подготовить рефераты на тему «Области применения соединений элементов IIA группы»