МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА комбинированного занятия по теме "Неметаллы" (1 курс)

государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Новосибирской области

«Барабинский медицинский колледж»

Цикловая методическая комиссия общих гуманитарных,

 социально-экономических дисциплин

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

комбинированного занятия

Дисциплина: Химия

Раздел 3. Неорганическая химия.

Тема 3.5. Неметаллы

для специальности: 34.02.01 Сестринское дело базовой подготовки

Курс I

2015

- 1 -

Рассмотрена на заседании ЦМК ОГСЭД Протокол № _____ от_____________20____года Председатель ЦМК _____________________ (Ф.И.О.) _____________________ (подпись)

Разработчик:  преподаватель 1 квалификационной категории Дъячук Л.В.

- 2 –

Содержание

Методический лист ……………………………………………………… 4

Формирование требований ФГОС при изучении темы   ………………5                    

Выписка из тематического плана дисциплины «Химия»   …………     6

Схема интегративных связей темы  ……………………………………. 7

Актуальность изучения темы …………………………………………… 8

Примерная хронокарта занятия по теме «Неметаллы» ….. ……… …...9

Блок информации по теме ………………………………………………. 12

План самостоятельной работы студентов ……………………………… 16

Приложение № 1   ………………………………………………………..  17

Приложение № 2  ………………………………………………………...  18

Приложение № 3  ………………………………………………………… 19

Приложение № 4……………………………………………………………20

Приложение № 5……………………………………………………………21

Домашнее задание ………………………………………………………..  23

Перечень оборудования и оснащения …………………………………..  23

Перечень литературы …………………………………………………….  23

Методический лист

Тема 3.5. Неметаллы

Вид занятия: комбинированный урок.

Продолжительность занятия: 90 мин

Уровень усвоения информации: первый (узнавание ранее изученных объектов, свойств) + второй (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

Образовательные цели: определить положение неметаллов в П.С.; изучить их физические и химические свойства, пространственное строение молекул, аллотропию неметаллов; рассмотреть свойства водорода, кислорода, серы, углерода, кремния и образуемых ими простых и сложных веществ; продолжить формирование умений определять валентности и степени окисления неметаллов, окислитель и восстановитель, умений характеризовать общие химические свойства неметаллов, объяснять зависимость свойств химического элемента и образованных им веществ от положения в П.С.; организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы решения задач, оценивать их выполнение и качество при выполнении упражнений.

Воспитательные цели: развивать коммуникативные способности  через посредство работы в группах; создавать содержательные и организационные условия для развития самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитании настойчивости в достижении цели; формировать умение работать в коллективе и команде.

Развивающие цели: продолжить формирование умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать умозаключения и выводы.

-4-

Формирование требований ФГОС при изучении темы

«Неметаллы»

В результате изучения темы обучающийся должен знать:

- положение неметаллов в П.С.;

- физические и химические свойства неметаллов;

- пространственное строение молекул неметаллов, типы кристаллических решёток простых веществ – неметаллов;

- свойства элементов-неметаллов и образуемых ими соединений;

- аллотропные видоизменения неметаллов.

В результате изучения темы обучающийся должен уметь:

- определять тип кристаллической решётки простых веществ неметаллов;

- определять валентности и степени окисления неметаллов;

- характеризовать общие физические и химические свойства соединений неметаллов;

- объяснять зависимость свойств химического элемента и образованных им соединений от положения элемента в П.С.;

- объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения.

Изучение темы 3.5. способствует формированию у обучающихся следующих общих компетенций:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 6.  Работать в коллективе и команде.

-5-

Выписка из тематического плана

дисциплины «Биология»

специальность 060501 Сестринское дело

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа ( проект)			Объём часов	Уровень освоения
Тема 3.5. Неметаллы		Содержание учебного материала	2			1,2
		Положение неметаллов в П. С. Физические и химические свойства неметаллов. Водород. Вода. Аллотропия. Кислород. Озон. Сера и её соединения. Азот и его соединения. Фосфор и его соединения. Углерод и его соединения. Кремний. Пространственное строение молекул неметаллов. Определение типа кристаллической решётки простых веществ-неметаллов. Формирование умения определять валентности и степени окисления неметаллов. Окислители и восстановители. Формирование умения характеризовать общие химические свойства неметаллов. Объяснение зависимости свойств химического элемента и образованных им веществ от положения в П.С. Зависимость свойств простых веществ - неметаллов от их строения и состава.

	Лабораторные работы	-
	Практические занятия	-
	Контрольные работы	-
	Самостоятельная работа обучающихся: решение заданий по образцу	2

- 6 –

Схема интегративных связей темы

- 7 –

           Актуальность изучения темы

Химических элементов-неметаллов всего 16. Совсем немного,  если учесть, что известно 114 элементов, два элемента-неметалла составляют 76% от массы земной коры. Это кислород (49%) и кремний (27%). В атмосфере содержится 0,03 % от массы кислорода в земной коре. Неметаллы составляют 98,5% от массы растений, 97,6% от массы тела человека. Шесть неметаллов – углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера – биогенные элементы, которые образуют важнейшие органические вещества живой клетки: белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. В состав воздуха, которым мы дышим, входят простые и сложные вещества, также образованные элементами-неметаллами. Водород – главный элемент Вселенной. Многие космические объекты более чем наполовину состоят из водорода. На Земле его, включая атмосферу, гидросферу и литосферу, только 0,88%. Но это по массе, а атомная масса водорода очень мала. Поэтому небольшое содержание его только кажущееся, и из каждых 100 атомов на Земле 17 – атомы водорода. Выполнение самостоятельной работы по решению упражнений позволяет продолжить формирование умения организовывать собственную деятельность, выбирая типовые методы и способы выполнения заданий, оценивать качество их выполнения; самостоятельная работа в малых группах позволяет формировать умение работать в коллективе и команде.

- 8 –

Блок информации.

План изложения учебного материала по теме «Неметаллы»

1. Положение элементов неметаллов в П.С.

2. Особенности строения атомов неметаллов.

3. Особенности строения простых веществ-неметаллов

4. Физические свойства неметаллических простых веществ

5. Химические свойства неметаллов.

1. Положение элементов неметаллов в П.С.

Все элементы неметаллы (кроме водорода) занимают в П.С. верхний правый угол, образуя треугольник, вершиной которого является фтор, а основанием диагональ бор-астат. Водород в П.С. имеет двойственное положение, находится в первой и седьмой группах главных подгруппах. с одной стороны, атом водорода. подобно атомам щелочных металлов, имеет на внешнем электронном слое 1 электрон, который он способен отдавать, проявляя степень окисления +1. С другой стороны, атому водорода, как и атомам галогенов, для завершения внешнего электронного слоя недостаёт одного электрона, поэтому он может принимать один электрон, проявляя свойства окислителя и характерную для галогенов степень окисления -1 (в гидридах металлов).

2. Особенности строения атомов неметаллов.

Неметаллы – это химические элементы, для атомов которых характерна способность принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря наличию, как правило на внешнем слое четырёх и более электронов и малому радиусу атомов по сравнению с атомами металлов. Из определения неметаллов следует, что для их атомов характерны высокие значения электроотрицательности. Она изменяется в пределах от 2 до 4. Неметаллы – это элементы главных подгрупп, преимущественно р- элементы, исключение составляет водород – s-элемент.

   У атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность присоединять электроны. Эту закономерность характеризует значение  электроотрицательности, которая закономерно изменяется в периодах и группах:

В периоде	В главной подгруппе
- заряд ядра увеличивается	- заряд ядра увеличивается
- радиус атома уменьшается	- радиус атома увеличивается
- число электронов на внешнем слое увеличивается	- число электронов на внешнем слое не меняется
- электроотрицательность увеличивается	- электроотрицательность уменьшается
- окислительные свойства усиливаются	- окислительные свойства ослабевают
- неметаллические свойства усиливаются	- неметаллические свойства ослабевают

- 12 -

Фтор – самый сильный окислитель, он не проявляет восстановительный свойства. Другие неметаллы могут проявлять восстановительные свойства, но значительно слабее, чем металлы.

3. Особенности строения простых веществ-неметаллов.

        В простых веществах атомы неметаллов связаны ковалентной неполярной связью. При этом образуются одинарные (например, в молекуле водорода), двойные (в молекулах серы), тройные (в молекуле азота) ковалентные связи.

     Простые вещества неметаллы могут иметь:

Молекулярное строение.

При обычных условиях большинство таких веществ представляют собой газы (H2, N2, O2, F2, Cl2, O3) или твёрдые вещества (I2, P4, S8)  и лишь единственный бром (Br2)  является жидкостью. Все эти вещества молекулярного строения, поэтому летучи, в твёрдом состоянии они легкоплавки из-за слабого межмолекулярного взаимодействия, удерживающего их молекулы в кристалле, и способны к возгонке.

Атомное строение.

Эти вещества образованы длинными цепями атомов (Cn, Bn, Sin, Sen, Ten). Из-за большой прочности ковалентных связей они, как правило, имеют высокую твёрдость, и любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в их кристаллах совершаются с большой затратой энергии. Многие такие вещества имеют высокие температуры плавления и кипения, а летучесть их мала.

    Многие элементы неметаллы образуют несколько простых веществ – аллотропных модификаций. Это свойство атомов называют аллотропией. Аллотропия может быть связана с различным составом молекул (О2, О3)  и с разным строением кристаллов. Аллотропными модификациями углерода является графит, алмаз, карбин, фуллерен. Аллотропия характерна для кремния, фосфора, мышьяка, серы, селена, теллура. Так что простых веществ- неметаллов гораздо больше, чем химических элементов неметаллов.

    Простые вещества – неметаллы имеют разнообразную окраску:

фосфор и селен – красные; бор – коричневый, кислород (жидкий) – голубой; кремний и металлический мышьяк – серые; иод – фиолетово-чёрный; бром – бурая жидкость; хлор – жёлто-зелёный; фтор – бледно-зелёный; сера – жёлтая.

4. Физические свойства неметаллических простых веществ

   Несмотря на большие различия в физических свойствах неметаллов, нужно отметить их общие черты. Все газообразные вещества, жидкий бром, а также типичные ковалентные кристаллы – диэлектрики, так как все внешние электроны их атомов использованы для образования химических связей, кристаллы непластичны, и любая деформация вызывает разрушение ковалентных связей. Большинство неметаллов не имеет металлического блеска.

- 13 –

5. Химические свойства неметаллов.

Для атомов металлов и для образованных ими простых веществ характерны как окислительные, так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства простых веществ-неметаллов

1. Окислительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии с металлами:

2Na + S = Na2S

3 Mg + N2 = Mg3N2

Fe + S = FeS

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

2. Большинство неметаллов проявляют окислительные свойства при взаимодействии с водородом. В результате образуются летучие водородные соединения:

H2 + S = H2S

H2 + Cl2 = 2HCl

3H2 + N2 ↔ 2NH3

3. Любой неметалл выступает в роли окислителя в реакциях с теми неметаллами, которые имеют более низкое значение электроотрицательности:

2P + 5S = P2S5

Электроотрицательность серы больше, чем у фосфора, поэтому она здесь проявляет окислительные свойства

S + 3F2 = SF6

H2 + F2 = 2HF

Si + 2F2 = SiF4

Электроотрицательность фтора больше, чем у всех остальных химических элементов, поэтому он проявляет свойства окислителя.

Фтор – самый сильный окислитель из неметаллов, проявляет в реакциях только окислительные свойства.

4. Окислительные свойства неметаллы проявляют и в реакциях с некоторыми сложными веществами:

CH4 +2O2 → CO2 +2H2O

(кислород – окислитель)

Не только кислород, но и другие неметаллы также могут быть окислителями в реакциях со сложными веществами – неорганическими и органическими:

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

- 14 -

(хлор – окислитель)

2KI + Cl2 = 2KCl + I2

Хлор, как более сильный окислитель, вытесняет иод в свободном виде из иодида калия.

Восстановительные свойства простых веществ-неметаллов

1. По отношению к фтору все неметаллы проявляют восстановительные свойства.

2. Неметаллы, кроме фтора, служат восстановителями при взаимодействии с кислородом:

S + O2 → SO2

N2 + O2 ↔ 2NO

4P + 5O2 → 2P2O5

C +O2 → CO2

В результате реакций образуются оксиды неметаллов.

3. Многие неметаллы могут выступать в роли восстановителя в реакциях со сложными веществами – окислителями:

H2 + CuO → Cu + H2O

6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

(фосфор – восстановитель)

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

(кислота – окислитель)

Вывод: большинство неметаллов могут выступать в химических реакциях как в роли окислителя, так и в роли восстановителя.

- 15 -

План самостоятельной работы студентов

Тема 3. 5. Неметаллы

№	Название этапа	Описание этапа	Цель	Время
1.	Выявление уровня усвоения знаний по теме «Металлы»	Выполнение тестовых заданий для контроля исходного уровня знаний. Приложение № 1	Выявление степени усвоения материала по предыдущей теме	10
2.	Выполнение заданий на закрепление знаний.  Контроль текущих теоретических и практических знаний	1. Ответы на вопросы по теме «Неметаллы» (работа в группах). Приложение № 2 2. Выявление отличительных признаков металлов и неметаллов, формулирование выводов. Приложение № 3 3. Тренировочное тестирование по изученной теме. Приложение № 4	Систематизация, закрепление изученного материала, формирование умений анализировать,  сравнивать и обобщать, формирование умения работать в группе.	25
3.	Отчет	Студенты отчитываются о проделанной работе	Выработка умения оценивать конечный результат выполнения заданий.	5
4.	Конечный контроль	Выполнение  задания для конечного контроля. Приложение № 5	Выяснение степени достижения цели занятия		10

- 16 –

Приложение № 1.

Тест по теме «Металлы».

Вариант №1

1. Металлическая медь может реагировать с:

1) водородом

2) углекислым газом

3) кислородом

4) водой

Уравнение реакции:

2. Закончите уравнения и напишите названия продуктов реакции:

1) K + H2 →

2) Mn + S →

3) Li + H2O →

4) Ca + Br2 →

3. Запишите уравнения осуществимых реакций:

1) Zn + HCl →

2) Mn + H2SO4 →

3) Au + HCl →

4) Fe + H2SO4 (разб.) →

Вариант №2

1. Закончите уравнения и напишите названия продуктов реакции:

1) Fe + S →

2) Al + O2 →

3) Na + O2 →

4) Ca + Cl2 →

2. Вытеснять водород при комнатной температуре из воды способен металл:

1) медь

2) железо

3) натрий

4) цинк

Уравнение реакции:

3.Запишите уравнения осуществимых реакций:

1) Zn + Cu(NO3)2 →

2) Cu + ZnSO4 →

3) Pb + FeSO4 →

4) Al + NaOH →

- 17 -

Эталоны ответов:

Вариант 1.

1. – 3   2Cu + O2 = 2CuO

2.

1) 2K + H2 → 2КH (гидрид калия)

2) Mn + S → MnS (сульфид марганца (II))

3) 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2 (гидроксид лития, водород)

4) Ca + Br2 → CaBr2 (бромид кальция)

3.

1) Zn + 2HCl → ZnCl2 + Н2

2) Mn + H2SO4 → Mn SO4 + Н2

3) Au + HCl →  реакция не протекает

4) Fe + H2SO4 (разб.) → Fe SO4 + Н2

Вариант 2.

1.

1) Fe + S → Fe S (сульфид железа (II))

2) 4Al + 3O2 → 2Al2О3 (оксид алюминия)

3) 4Na + O2 → 2Na2О (оксид натрия)

4) Ca + Cl2 → Ca Cl2 (хлорид кальция)

2. – 3  2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

3.

1) Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu

2) Cu + ZnSO4 →реакция не протекает

3) Pb + FeSO4 → реакция не протекает

4) 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Приложение № 2.

Вопросы по теме «Неметаллы»

1) Какой из неметаллов имеет самый маленький радиус атома? (фтор)

2) У кого из атомов неметаллов валентные электроны прочнее всего связаны с ядром? (фтор)

3) Как изменяется характер  химических свойств простых веществ-неметаллов в группе? (окислительные свойства ослабевают)

- в периоде? (окислительные свойства усиливаются)

4) Какое из простых веществ проявляет свойства только окислителя? ( фтор)

5) К каким электронным семействам относят элементы-неметаллы? (р –элементы; водород – s-элемент)

6) Какие элементы неметаллы являются биогенными (углерод, азот, водород, кислород)

7) В приведённых ниже схемах реакций укажите окислитель и восстановитель:

H2O + F → HF + O2

- 18 –

(фтор – окислитель; кислород – восстановитель)

SO2 + H2 → H2S + H2O

(водород – восстановитель; сера – окислитель)

H2SO4 + C → SO2 + CO2 + H2O

(углерод – восстановитель; сера – окислитель)

8) Укажите, какой элемент окисляется и какой восстанавливается в реакциях между простыми веществами:

S + O2 = SO2 (кислород – окислитель; сера – восстановитель)

N2 + 3H2 = 2NH3 (азот– окислитель; водород– восстановитель)

2Al + 3I2 = 2AlI3 (алюминий – восстановитель; иод – окислитель)

Cl2 + H2 = 2HCl (хлор – окислитель; водород – восстановитель)

4 группы: 1 группа выполняет задания 1,7

                 2 – 2,3

                 3 – 8

                 4 – 4,5,6

Приложение № 3

Сравнительная характеристика металлов и неметаллов

Признаки сравнения	Металлы	Неметаллы
1. Положение в П.С.	Под диагональю бор –астат	Над диагональю бор –астат
2. Строение атома	Большой атомный радиус, число электронов на последнем слое – от 1до3	Маленький атомный радиус, число электронов на последнем слое – от 4 до 7
3. Физические свойства	Электропроводность, теплопроводность, блеск, ковкость, пластичность, по агрегатному состоянию, в основном, твёрдые	Диэлектрики, не имеют металлического блеска, хрупкие, по агрегатному состоянию – газы, жидкости и летучие твёрдые вещества.
4. Кристаллические решётки	Металлическая	Молекулярная, атомная
5. Химические свойства	В основном восстановители	Проявляют окислительные и восстановительные свойства

- 19 -

Приложение № 4.

Тест по теме «Неметаллы»

Вариант 1.

1. С возрастанием порядкового номера элемента в главных подгруппах П.С. свойства неметаллов изменяются следующим образом:

1) заряд ядра………….

2) число электронов на внешнем слое………..

3) электроотрицательность……………..

4) окислительные свойства…………………

5) неметаллические свойства………………….

2. Атомы химических элементов расположены в порядке уменьшения их атомного радиуса:

1) Ge, Sn, C, Si

2) C, N, O, F

3) Te, Se, S, O

4) S, Cl, P, Si

3. Немолекулярное строение имеют:

1) P4      2) O3       3) B        4)I2

Вариант 2.

1. С увеличением порядкового номера элемента в периодах П.С. свойства неметаллов изменяются следующим образом:

1) заряд ядра ………………….

2) число электронов на внешнем слое………..

3) электроотрицательность……………..

4) окислительные свойства…………………

5) неметаллические свойства………………….

2. Примеры сходства химических свойств водорода и щелочных металлов

3. Укажите, какую кристаллическую решётку (ионную, молекулярную, атомную, металлическую) имеют:

1) алмаз

2) графит

Эталоны ответов:

Вариант 1.

1.

1)увеличивается

2) не меняется

3) уменьшается

- 20 –

4) ослабевают

5) уменьшаются

2. – 2

3. -  3

Вариант 2

1.

1) увеличивается

2) увеличивается

3) увеличивается

4) усиливаются

5) усиливаются

2. В реакциях с неметаллами водород является восстановителем, проявляет степень окисления +1

3. 1) у алмаза атомная кристаллическая решётка

    2) у графита атомная кристаллическая решётка, слоистая структура.

Приложение № 5.

Контрольное задание по теме «Неметаллы»

Вариант 1.

1. Какие элементы неметаллы входят в 5 группу химических элементов П.С.? Напишите формулы высших оксидов и водородных соединений этих неметаллов. Какой из этих элементов образует простое вещество, у которого неметаллические свойства выражены наиболее сильно? Почему?

2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:

Li2S ← S → SO2 → SO3 → H2SO4

             ↓

          H2S

Вариант 2.

1. Какие элементы неметаллы входят в 6 группу химических элементов П.С.?

Напишите формулы высших оксидов и водородных соединений этих неметаллов.  Какой из этих элементов образует простое вещество, у которого неметаллические свойства выражены наиболее слабо? Почему?

- 21 –

2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:

NH3 ← N2 → NO → NO2 → HNO3

              ↓

            Mg3N2

Эталоны ответов:

Вариант 1.

1) N, P, As

N2O5, P2O5, As2O5

NH3, PH3, AsH3

У азота (N2) неметаллические свойства выражены наиболее сильно, так как радиус атома азота меньше чем у других элементов-неметаллов этой группы и окислительные способности выражены также сильно.

2) S + 2Li = Li2S

    S + H2 = H2S

    S + O2 = SO2

    2SO2 + O2 =2SO3

    SO3 + H2O = H2SO4

Вариант 2.

1) O, S, Se, Te

SO3, SeO3, TeO3

H2O, H2S, H2Se, H2Te

У теллура неметаллические свойства выражены наиболее слабо, так как радиус атома у теллура самый большой в подгруппе.

2) N2 + 3H2 = 2NH3

    N2 + 3Mg = Mg3N2

    N2 + O2 = 2NO

  2NO + O2 = 2NO2

   4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

- 22 –

Домашнее задание

№	Источник информации	Цель		Вопросы самоконтроля
1.	Ерохин Ю. М. Химия: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. – М.: «Академия»,2010.		Определить объем информации для самостоятельной работы, обратить внимание на значимые моменты.		1.Положение неметаллов в П.С., изменение свойств элементов- неметаллов и их соединений в группе и периоде. 2. Особенности физических свойств простых веществ-неметаллов. 3. Особенности химических свойств простых веществ – неметаллов

Перечень оборудования и оснащения

1.     Доска

2.     Демонстрационные таблицы «Неметаллы»

3.     Мультимедийный проектор.

4.     Мультимедийная презентация «Неметаллы»

5.     Тестовые задания.

Литература

Основные источники:

1. Ерохин Ю. М. Химия: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. – М.: «Академия»,2010. – 395 с.

2. Ерохин Ю.М. Сборник задач и упражнений по химии (с дидактическим материалам): учебное пособие для студентов средних профессиональных учебных заведений. – М.: «Академия», 2007. – 304 с.

                       Дополнительная литература для студентов:

Электронный учебник. А.В. Мануйлов. Основы химии.

- 23 –