Конспект урока по химии "Элементы VA группы"

Конспект урока по химии (МЛХ 5 2 курс)

Тема: «Элементы VА группы»

1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания (самостоятельная работа по теме: «Углерод и кремний, галогены и халькогены»).

3. Изучение нового материала.

2 слайд

-Запишите число и тему нашего урока.

1. Найдите по периодической системе химических элементов V-A группу. Перечислите элементы V-A группы. (N; P; As; Sb; Bi)

2. Как изменяются неметаллические свойства элементов в подгруппе?

(С увеличением порядкового номера неметаллические свойства ослабевают, а металлические усиливаются).

3. Сколько электронов находиться на внешнем электронном уровне атомов этих элементов? (5 электронов).

4. Какую высшую степень окисления проявляют атомы этих элементов в соединениях?  («+5», т. к. на внешнем энергетическом уровне 5 электронов, атомы элементов V-A группы могут отдавать эти электроны и проявлять восстановительные свойства).

5. Назовите низшую степень окисления, характерную для представителей данной группы.  («-3» – низшая степень окисления; атомы элементов V- A группы имеют 5 электронов на последнем энергетическом уровне. Для завершения энергетического уровня они будут принимать 3 электрона и проявлять окислительные свойства).

6. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства у элементов V-A группы? (с увеличением порядкового номера в подгруппе окислительные свойства ослабевают, а восстановительные усиливаются).

7. Назовите общую формулу высшего оксида элементов V-A группы. (R₂O₅).

8. Назовите общую формулу летучего водородного соединения элементов V-A группы. (RH₃).

9. Дайте характеристику положения азота в периодической системе химических элементов. (порядковый номер - 7, II период , V группа).

10. Дайте характеристику положения фосфора в периодической системе Химических элементов. (порядковый номер - 15, III период , V группа).

-Важнейшими представителями элементов V-A группы - азотом и фосфором.

-Эти химические элементы входят в состав компонентов живых клеток: белков, нуклеиновых кислот, АТФ.

3 слайд

-Их соединения повышают плодородие почвы. Простые вещества и соединения этих элементов используются человеком в различных отраслях хозяйственной деятельности.

4 слайд

1 Задание. Исходя из положения азота и фосфора в периодической системе химических элементов составить схемы строения атомов этих элементов.

+7 N 2)5) +15 P 2)8)5)

1s22s22p3 1s22s22p63s23p3

5 слайд

2 задание. Сравните особенности строения атомов азота и фосфора.

(Общее – одинаковое количество электронов на последнем энергетическом уровне (5), одинаковое строение последнего энергетического уровня (ns2np3). )

(Различия: у азота – 2 энергетических уровня, 7 электронов в атоме, а у фосфора – 3 энергетических уровня, 15 электронов)

6 слайд

3 задание. Какие степени окисления будут проявлять данные элементы в случае отдачи 5 электронов с последнего электронного уровня и в случае принятия недостающих 3-х электронов?

(Атомы этих элементов могут присоединять недостающие три электрона, приобретая устойчивое состояние, но такое же состояние они приобретают и при отдаче пяти электронов. Поэтому для азота и фосфора характерны различные степени окисления).

-Низшая отрицательная ст.о. в соединениях с менее электроотрицательными элементами «-3», если атомы принимают 3 электрона, например, N^-3H₃

-Высшая положительная ст.о. в соединениях с более электроотрицательными элементами «+5», если атомы отдают 5 электронов, например, N⁺⁵₂O₅ и P⁺⁵₂O₅

-Химические элементы могут проявлять промежуточные степени окисления: у азота  ст.о: 0 +1 +2 +3 +4.

7 слайд

4 задание: составьте формулы соединений в которых азот будет проявлять с.о: 0 +1 +2 +3 +4.

(Вещества N₂ N₂O NO N₂O₃ NO₂)

-у фосфора ст. о: 0 +3

7 слайд

5 задание: составьте формулы соединений, в которых фосфор будет проявлять с.о: 0 +3

(Вещества Р₄, P₂O₃, PCl₃)

-У какого из элементов сильнее выражены окислительные свойства? (у азота-более электроотрицательный элемент)

-Давайте посмотрим, как в разный года и какими учёными был открыт азот, как простое вещество, и как его называли.  

8-12 слайд

ü В 1772 г шотландский химик, ботаник и врач Даниел Резерфорд - «ядовитый воздух».

ü В 1772 г. английский химик Джозеф Пристли - «дефлогестированный воздух-небесный воздух».

ü В 1773 г. шведский химик-аптекарь Карл Шееле - «испорченный воздух».

ü В 1774 г. английский химик Генри Кавендиш - «удушливый воздух».

ü В 1776 г. французский химик Антуан Лавуазье - «безжизненный воздух».

-Почему же азот называют «безжизненным»? (В атмосфере азота можно погибнуть не от отравления, а вследствие отсутствия кислорода).

-Латинское название азота означает в переводе на русский язык «нитрогениум» - рождающий селитру.

-Рассмотрим строение молекулы азота.

N₂ - ковалентная неполярная связь, тройная молекулярная кристаллическая решётка.

ü Энергия связи - 945 кДж/моль.

ü Нахождение азота (элемента) в природе.

ü Атмосфера N₂ -78%

ü Чилийская селитра – NaNO₃

ü Индийская селитра – KNO₃

ü Органические вещества – аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, витамины, гормоны.

ü В организме человека – 3% по массе.

Получение азота.

ü В промышленности азот получают разделением сжиженного воздуха (tкип азота = -196 0С, tкип кислорода = - 183 0С).

ü В лаборатории получают разложением нитрита аммония.

ü NH₄NO₂=N₂+2H₂O (реакция экзотермическая, поэтому сосуд постепенно охлаждают).

ü Пропускание аммиака над оксидом меди (II)

ü 3CuO+2NH₃= N₂+3Cu+3H₂O

Физические свойства азота. (Видеоролик для студентов).

ü При нормальных условиях газ, легче воздуха, плохо растворим в воде, tкип= -196 0С, t пл.= - 210⁰С.

ü В жидком состоянии (темп. кипения -195,8 °C) - бесцветная, подвижная, как вода, жидкость. Плотность жидкого азота 808 кг/м³. При контакте с воздухом поглощает из него кислород.

ü При -209,86 °C азот переходит в твёрдое состояние в виде снегоподобной массы или больших белоснежных кристаллов. При контакте с воздухом поглощает из него кислород, при этом плавится, образуя раствор кислорода в азоте.

Химические свойства азота

С простыми веществами.

1. С металлами

3Mg + N₂ = Mg₃N₂ нитрид магния

2. С водородом

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ аммиак

3. С кислородом (электрический разряд, температура более 2000⁰С

N₂ + О₂ = 2NО оксид азота (II)

Со сложными веществами

Не реагирует со сложными веществами, кроме гидридов активных металлов.

N₂+Li₃H=Li₃N+NH₃ (t)

Применение азота

ü Азот применяется при производстве минеральных удобрений, для синтеза аммиака, создания инертной атмосферы в лампах, используется в медицине. Жидкий азот применяется для глубокого охлаждения и вымораживания.

ü Аммиак используется для получения азотной кислоты, азотсодержащих солей, мочевины и соды. Применяется в холодильных установках; жидкий аммиак и его растворы служат жидкими удобрениями; используется в медицине.

ü Оксид одновалентного азота используется для создания аэрозолей, применяется как анестезирующее средство при наркозах.

ü Жидкий диоксид азота применяется как неводный растворитель и как окислитель в двигателях космических кораблей.

ü Нитрит натрия широко применяется в органическом синтезе и как добавка к колбасным изделиям, придающая им цвет натурального мяса.

ü Азотная кислота применяется для приготовления минеральных удобрений, взрывчатых веществ, красителей, пластмасс, искусственных волокон; концентрированная азотная кислота применяется в ракетной технике в качестве окислителя топлива.

4. Закрепление изученного материала

1. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства у элементов  V-A группы с увеличением порядкового номера?  (Окислительные ослабевают, восстановительные – усиливаются).

2. Что означает с греческого название азота? - «Нитрогениум» - рождающий селитру.

3. Как  влияет  тройная  связь между атомами азота на  химические свойства молекулы азота? - Малоактивен при обычных условиях.

4. Почему  максимальная валентность азота равна четырем,   а степень окисления  +5? - У атома азота на внешнем электронном уровне 3 неспаренных р- электрона и пара s- электронов - валентность четыре, общее число электронов внешнем энергетическом уровне 5- степень окисления  +5.

5. Азот имеет положительную степень окисления с

а) магний

б)  кислород

в)  водород

6. Почему при обычных условиях атмосферные азот и кислород не взаимодействуют друг с другом? – азот малоактивен при обычных условиях.

6. Домашнее задание