Конспект урока на тему "Фосфор, его положение в ПСХЭ, строение атома и свойства"

Тема: Фосфор, его положение в ПСХЭ, строение атома и свойства.

Цель:

·         изучить особенности строения атома фосфора, его аллотропные видоизменения

·         проследить зависимость свойств различных видов фосфора от строения их кристаллических решеток

·         изучить получение и химические свойства фосфора

·         развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда.

·         развивать умение сравнивать

                                      Ход урока

I. Мотивация учащихся

 Отрывок из романа А.Конан-Дойла “Собака Баскервилей”.                  Демонстрация слайда №2

“...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. Фосфор, – сказал я”.

Из какого произведения этот отрывок? Вот в какой неприятной истории оказался замешан элемент №15. Но могло ли быть такое в действительности, имеет ли фосфор такие свойства, прав ли был А.Конан-Дойл? Выясним сегодня на уроке.

 Тема урока: Фосфор: строение и свойства. (слайд 3)

Знать: положение  Р в ПСХЭ, строение атома, физ. и  хим. свойства, распространение в природе, получение и применение.

Уметь: составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства фосфора. (слайд 4)

II   Изучение нового материала.

1.    История  открытие фосфора - сообщение (слайд 5)

Фосфор открывали несколько раз. Причем всякий раз получали его из … мочи. Есть упоминания о том, что первооткрывателем фосфора был арабский алхимик Альхильд Бехиль (XII век), перегонявший мочу с глиной, известью и углем. Но все же годом открытия фосфора считается 1669-й.

Гамбургский алхимик-любитель Хеннинг Бранд, разорившийся купец, хотел с помощью алхимии поправить свои дела и в поисках “философского камня” и проводил опыты с разными веществами. Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм, выпарил, затем перегнал до образования твердого остатка, при нагревании которого образовалось вещество, ярко светившееся в темноте. Бранд назвал его фосфором, что в переводе с греческого означает “светоносец”. Способ получения фосфора держался в секрете. В третий раз фосфор открыл Р.Бойль в 1680 году.

2.В промышленности фосфор получают из фосфоритов и апатитов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния (IV) Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO     t = 1600ᵒ С (слайд 6)

- С фосфором и его соединениями связано немало легенд и суеверий.

Сообщение:       “Светящийся монах”

Из воспоминаний академика С.И. Вольфковича: “Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором – ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом элементом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду и даже ботинки, что когда ночью я шел из университета по темным, не освещенным тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из-под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры. За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне “новоявленного” представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района Моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о “светящемся монахе”...

3.Фосфор как химический элемент.(слайд7)

- Каково положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева?

- Составьте схему строения атома фосфора, сделайте вывод о проявлении свойств.

- В чем сходство и отличие в строении атома азота и фосфора?

- Почему фосфор может образовывать 5 ковалентных связей, а азот нет?

 - Определите возможные степени окисления фосфора в соединениях.(слайд 8)

4.Аллотропные видоизменения фосфора

- Необычное светящееся вещество, полученное Брандом, - белый фосфор. Кроме белого, есть еще красный фосфор и черный фосфор. Как называется явление существования нескольких простых веществ, образованных одним химическим элементом?

- стихотворение об аллотропных видоизменениях (слайд 9)

- Чтобы сравнить физические свойства аллотропных видоизменений фосфора просмотрим опыты. - Демонстрационные опыты: горение белого фосфора, горение белого и красного фосфора, горение белого фосфора под водой. (слайд 10. 11. 12) решётка, полупроводник.

 Самостоятельная работа учащихся с таблицей) (слайд 13)

О каких свойствах белого и красного фосфора не было сказано?

Таблица “Физические свойства белого и красного фосфора”

Характеристика вещества	Свойства фосфора
	белого	красного
Физическое состояние	Кристаллическое вещество	Порошкообразное вещество
Твердость	Небольшая - можно резать ножом (под водой)	-
Цвет	Бесцветный с желтоватым оттенком	Темно-красный
Запах	Чесночный	Без запаха
Плотность (в г/см3)	1,8	2,3
Растворимость в воде	Не растворяется	Не растворяется
Растворимость в сероуглероде	Хорошо растворяется	Не растворяется
Температура плавления	44°С	При сильном нагревании превращается в пары белого фосфора
Температура воспламенения	40°С. В измельченном состоянии воспламеняется при обычной температуре.	Около 260°С
Свечение	В темноте светится	Не светится

Чем объясняются различия в свойствах? (слайд 14. 15)

 - Какой тип кристаллической решетки у белого фосфора? Красного фосфора?

Молекула белого фосфора состоит из четырех атомов, построенных в форме тетраэдра. Красный фосфор имеет атомную кристаллическую решетку с довольно сложным строением. Существует еще чёрный фосфор - полимерное вещество с металлическим блеском, похожее на графит, без запаха, жирное на ощупь. Не растворим в воде и в органических растворителях. Атомная кристаллическая решётка, полупроводник.

При нагревании без доступа воздуха белый фосфор постепенно превращается в красный; а при высоком давлении белый превращается в черный.

- Какова температура воспламенения белого фосфора? Прав ли был А.Конан-Дойл в описании собаки Баскервилей?

Белый фосфор самовозгорается на воздухе. Кроме того, процесс окисления катализируется органическими веществами, в частности, шерстью. Поэтому собака Баскервилей не могла быть раскрашена белым фосфором.

 5. Химические свойства фосфора(слайд 16)

- Фосфор часто называют многоликим элементом. Не только из-за аллотропных видоизменений, но и благодаря химическим свойствам. Этот элемент может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

- Составьте уравнение реакции горения фосфора, объясните окислительно-восстановительный процесс.

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

- С какими веществами фосфор проявляет себя как окислитель?

Составьте уравнение реакции взаимодействия с магнием, назовите продукт.

3Mg + 2P = Mg₃P₂

- В смеси с бертолетовой солью от удара взрывается, воспламеняется.

5KClO₃ + 6P = 3P₂O₅ + 5KCl

Такая реакция происходит, когда мы зажигаем спички. В головке спичек содержится бертолетова соль, в намазке шкурки – красный фосфор.

6.Нахождение в природе (слайд 17.18) природные соединения фосфора фосфориты (Са₃(РО₄)₂) и апатиты г. Каратау. Значительные запасы фосфора содержатся в бурых железняках Аятского и Лисаковского месторождений.    Фосфорные заводы:в Жанатасе,  Шимкенте, Таразе.

В 1867 г. от ожогов скончалась итальянская эрцгерцогиня Матильда, которая случайно наступила на спичку, – ее платье было мгновенно охвачено пламенем. В те времена спички были весьма опасны: мало того, что зажигались они очень легко, а порой и неожиданно, в них содержался сильно ядовитый белый фосфор.

5.Биологическое значение фосфора и его соединений

Прокоментировать высказывание  Ферсмана  « Фосфор – это элемент жизни и мысли» (слайд 19)

Стр 69 – запомни.

6. Применение (слайд20, 21)

Главные его потребители – производство спичек, металлургия, химические производства. В недавнем прошлом на военных предприятиях его использовали для приготовления дымовых и зажигательных составов.

Войска США использовали зажигательные фосфорные бомбы во время военной операции вблизи иракского города Эль-Фаллуджа в 2004 году.

По словам представителя Пентагона, белый фосфор использовали как огневое средство против боевиков и для освещения поля боя. В то же время один из итальянских телеканалов сообщал, что среди жертв фосфорных бомб были женщины и дети.

III. Закрепление изученного

Тест по теме.

- Почему в отличие от азота фосфор в свободном виде не встречается?

- Почему азот не образует аллотропных видоизменений, а фосфор образует?

- Как можно отделить белый фосфор от красного?

- Как доказать, что белый и красный фосфор – аллотропные видоизменения одного и того же эемента?

- Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфора с: а) фтором; б) алюминием. Назовите  вещества. Какую роль играет фосфор: окислителя или восстановителя?

Решение задачи:

- Сколько граммов оксида фосфора (V) получится при сжигании 1,24 г фосфора

 Домашнее задание: (слайд 22)

1. Изучить текст учебника по теме “Фосфор”.§ 21(ж) cтр 75 № 6, §18 (кр.)№ 6.

2. Индивидуальные задания. Подготовить сообщения: 1) об истории спичек; 2) о биологической роли фосфора и его соединений.

Слайд 23

Итог