Конспект урока по химии. "Азот и его свойства"

Урок по химии в 9 классе.

Тема:   Азот и его свойства.

Цели урока:

          Образовательная: расширить представление учащихся о неметаллах; знать строение, физические и химические свойства азота; уметь давать характеристику элементу и предсказывать его свойства по положению в ПСХЭ Д.И.Менделеева; уметь составлять схему строения азота с указанием числа электронов в электронных слоях; составлять уравнения окислительно – восстановительных реакций с участием азота.

        Развивающая: развивать логическое мышление, познавательный интерес, умение работать с наглядностью (ПСХЭ Д.И.Менделеева, рядом  электроотрицательности неметаллов, учебником, таблицами).

        Воспитывающая: закрепить на новом материале мировоззренческие знания о причинно – следственной связи состава, строения, свойств веществ; совершенствовать умение обучаться самостоятельно и в коллективе, сознательное отношение к изучению химии.

Методы обучения: рассказ, беседа, объяснение, самостоятельная работа учащихся, выступления учащихся, показ слайдов, демонстрация таблиц.

Формы организации обучения: фронтальная, индивидуальная.

Оборудование:  таблица «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева», таблица – корни бобовых, на каждом столе план – характеристика элемента, ряд электроотрицательности неметаллов, учебник.

Учитель: Иванова Галина Александровна

Ход урока

1.Организационный момент.

2. На доске слова:      

Он нужен всем, когда лишь связан,

А вяжется с большим трудом,

Весь мир живых существ обязан

Ему растительным белком.

Распространен во всех трех царствах,

Освобождается в огне,

Он важен красками, лекарством, он нужен миру и войне.

? О каком же химическом элементе идет речь?

   Азот – элемент необыкновенный. Порой кажется, что чем больше мы о нем знаем, тем загадочнее он становиться.

? Под каким номером в ПСХЭ Д.И.Менделеева находится азот?

Противоречивость свойств элемента №7 периодической системы Д.И.Менделеева отразилось даже в его названии. Согласно  А.Л.Лавуазье, слово «азот» означает «безжизненный»; оно произошло от греч. «а-» - приставка означающая отсутствие, «зоэ» - жизнь. Животные погибали в его атмосфере.  Почему? (азот не ядовит, а просто инертен. В его атмосфере гибнут не от отравления, а вследствие отсутствия кислорода).

   Франц. химик Ж.Шапталь предложил назвать элемент №7 гибридным латино- греческим именем «нитрогениум», что означает «селитру рождающий».

   Академик Прянишников считает, что сочетание букв из разных алфавитов в слове «азот» означает «начало всех начал».

?  Почему же азот имеет столь противоположные названия?

    В этом противоречии нам и придется разобраться!

3. Сообщение темы урока и целей.

4. Азот в природе.

           Сообщение ученика («Азот в природе»)

   Азот – жизненно важный элемент. Все основные части клеток тканей организма построены из белковых молекул, в состав которых входит азот. Без белка нет жизни, а без азота нет белка. Азот и жизнь – понятия неотделимые. На самом деле азот заслуживает имя «биогениум», что означает «рождающий  жизнь» или  «начало всех начал».

   Итак, азот находиться в атмосфере, почве, морях.

   Но азотсодержащих соединений в природе недостаточно, надо получать соединения азотхимическим путем, но это не так просто! Почему?

   На этот вопрос мы получим ответ, изучив строение и свойства азота.

5.  Характеристика азота  по положению в ПСХЭ.

План – характеристика на столах, ПСХЭ Д.И Менделеева.

 1учащийся – характеристика азота у доски, остальные в тетрадях (5мин)

            Проверяем

5.1 Строение атома азота (беседа)

?   Сколько электронов содержат атомы азота на внешнем энергетическом  уровне?  Сколько электронов неспаренных?  Сколько не хватает до завершения внешнего энергетического уровня? Обоснуйте.

?   Следовательно, какую степень окисления будет иметь азот?

   (атомы азота могут присоединять три электрона, завершая внешний энергетический уровень, и вследствие этого приобретают ст.ок. -3).

 Какие окислительно - восстановительные свойства будет проявлять азот?

?  С какими элементами в соединениях азот будет иметь ст.ок. -3?

      (металлами и водородом)

    Составьте формулы соединений азота с натрием, магнием, алюминием, водородом. Дайте названия веществам. (1учащийся у доски, остальные в тетрадях)

                                   Проверяем.

 ? Атомы азота могут отдавать свои внешние электроны? Каким элементам?

   (ряд электроотрицательности неметаллов)

?  Какие элементы являются более электроотрицательными чем азот? 

                (фтор и кислород)

?  Какие ст. ок. будет приобретать при этом азот? (+1;+2; +3;+4; +5)

?  Какие окислительно - восстановительные свойства будет проявлять азот?

     Составьте формулы соединений азота с кислородом, если азот проявляет различные ст.ок.? Дайте названия веществам.(акцент на ст.ок. азота)

  6.  Азот – простое вещество.

6.1 ?  Каково строение молекулы азота? 

    Запишите молекулярную, электронную, графическую формулы молекулы      азота. Укажите вид химической связи.

(1учащийся у доски, остальные в тетрадях)

                                   Проверяем.

?  Как образовались эти три связи?  

                 «Электронная формула атома азота».

       

      Образование химических связей есть результат перекрывания орбиталей атомов.                                     

  Как следует из электронного строения внешнего уровня атома азота, его химические связи осуществляются тремя неспаренными  р-электронами каждого атома; р-орбитали имеют форму гантели и направлены вдоль оси пространственных координат. Это р_x -, р_y-, p_z – орбитали.

                 «Образование связей в молекуле азота».

    ? Какой вывод по характеристике азота можно сделать?

   Вывод : молекула азота самая прочная из всех молекул известных простых веществ, и вообще одна из прочнейших молекул.                        

  6.2  Физические свойства.

                     Сообщение ученика.

             6.3  Химические свойства.

   Молекула азота состоит из двух атомов. Тройная связь делает молекулу весьма прочной.

 ? Какой  реакционной способностью будет обладать азот при обычной темпера   туре?

 ?  С какими простыми веществами будет взаимодействовать азот?

        С кислородом, водородом, металлами.

   Каковы условия протекания этих реакций?

?  Запишите уравнения реакций азота с литием, магнием, водородом, кислородом. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.

            Работа с учащимися у доски

 1-й учащийся   Li + N₂ – Li₃N 

2-й учащийся Mg + N₂ – Mg₃N₂

3-й учащийся N₂  + H₂ = NH₃

4-й учащихся N₂ + О₂ =2NO –Q

Остальные  - в тетрадях.(5мин)    Проверяем

?  Дайте характеристику двум последним реакциям по всем изученным вами признакам классификации реакций.

Как сместить химическое равновесие реакции?

        6.4 Круговорот азота в природе.

                Сообщение ученика ( «Круговорот азота в природе»)

   Азот имеет важное значение для ж изни растений и животных, поскольку входит в состав белковых веществ.

?  А где находят применения соединения азота?

6.5 Применение азота и его соединений.

                       Сообщение учащегося.

7.  Закрепление.

   Комментарий стихотворения на доске (фронтальная беседа).

8. Оценки.

            9. Д/з:

Азот в природе.

Азот в природе встречается главным образом в свободном состоянии. В воздухе свободного азота– 78,08% по объему или 75,51 по массе - 4/5, в виде неорганических солей в почве в небольшом количестве – 0,01% - индийская селитра – KNO₃, чилийская селитра – NaNO₃ – натриевая, образующая мощные пласты на побережье Тихого океана в Чили. В виде сложных органических соединений – аминокислот, белков, ДНК, хлорофилла – азот входит в состав всех живых организмов. Без белка нет жизни, а так как азот является обязательной составляющей чистого белка, то понятно какую роль играет этот элемент в живой природе.

                                  Физические свойства

N₂ – бесцветный газ, без запаха и вкуса, легче воздуха. Растворимость в воде меньше, чем у кислорода. Поэтому в воздухе, растворенном в воде, содержание  кислорода по отношению к азоту больше, чем атмосфере.

  Под давлением при снижении температуры воздух превращается в жидкость, при испарении жидкого воздуха азот улетучивается первым при температуре -196⁰С, затем кислород при t=-183⁰C.

Круговорот азота.

В природе постоянно происходит круговорот азота. Растения потребляют азот только в виде нитратов из почвы. С растительной пищей азот поступает в организм животных и людей. Затем с продуктами жизнедеятельности, гниения азот снова попадает в почву. Благодаря жизнедеятельности некоторых микроорганизмов азот частично переходит в атмосферу. Атмосфера возвращает азот земле двумя способами: призвав на помощь молнии и бактерии. Ежегодно вспыхивают 3,5млрд молний. При этом азот окисляется кислородом до оксида азота (II)

Который под действием кислорода воздуха превращается в оксид азот (IV)

Последний взаимодействует с водой (также в присутствии кислорода воздуха), и получается азотная кислота:

Эта кислота, попадая в почву, реагирует с находящимися в ней соединениями натрия, кальция, калия и образует соли – селитры, необходимые для минерального питания растений.

   В 10раз больше азота поставляют в почву азотфиксирующие бактерии, живущие в симбиозе с растениями, в клубеньках на корнях бобовых растений, их так и называют клубеньковыми. Эти бактерии связывают свободный атмосферный азот т.е. превращают его в соединения, которые усваивают растения, образуя белки своего организма.

План характеристики ХЭ по положению в ПСХЭ Д.И.Менделеева.

   Найдите химический элемент в таблице Д.И.Менделеева и ответьте на вопросы:

1.      Каков химический знак?

2.      В какой группе, подгруппе периодической системе находиться?

3.      В каком периоде?

4.      Какой атомный номер и какая относительная атомная масса?

5.      Какой заряд ядра, сколько протонов и нейтронов в ядре атома?

6.      Сколько электронов в атоме? Какова его электронная формула (распределение электронов по атомным орбиталям)?

7.      Какая низшая (в соединении с водородом и металлами) и высшая (в соединениях с кислородом) валентность атома.

8.      Молекула вещества.

Применение азота

   В больших количествах азот употребляется для получения аммиака и производства азотной кислоты. Широко используется для создания инертной среды – наполнения электрических ламп накаливания и свободного пространства в ртутных термометрах,  при перекачки горючих жидкостей. Им азотируют поверхность стальных изделий, т.е. насыщают их поверхность азотом при высокой температуре. В результате образуются соединения, которые придают стали большую твердость.

  Соединения азота находят применение в производстве минеральных удобрений, взрывчатых  веществ. В медицине чистый азот применяют в качестве инертной среды при лечении туберкулеза легких, а жидкий азот – при лечении заболеваний позвоночника, суставов.

  Человеку необходимо употреблять в сутки 12 -17 гр. азота в составе белковой пищи.

Таблица для игры «Определение химического элемента азота»

Название	Химический элемент	Химическое соединение	Смесь
Воздух	В	Г	А
Медь	З	Е	В
Нитрат калия	Ж	О	М
Порошок железа и серы	Л	А	Т

Азот

7 N Азот Nitrogen (He)2s22p3		Атомный номер 7 Атомная масса 14,007 Плотность, кг/м³ 1,251 Температура плавления, °С -210 Температура кипения, °С -195,8 Теплоемкость, кДж/(кг·°С) 1,034 Электроотрицательность 3,0 Ковалентный радиус, Å 0,74 1-й ионизац. потенциал, эв 14,53