Die ganze Vielfalt der Natur um uns herum besteht aus Kombinationen einer relativ kleinen Anzahl chemischer Elemente. Was ist also die Eigenschaft eines chemischen Elements und wie unterscheidet es sich von einer einfachen Substanz?
Chemisches Element: Entdeckungsgeschichte
In verschiedenen historischen Epochen wurden dem Begriff „Element“ unterschiedliche Bedeutungen beigemessen. Die antiken griechischen Philosophen betrachteten 4 „Elemente“ als solche „Elemente“ - Hitze, Kälte, Trockenheit und Feuchtigkeit. Paarweise kombiniert, bildeten sie vier "Anfänge" von allem auf der Welt - Feuer, Luft, Wasser und Erde.
Im 17. Jahrhundert wies R. Boyle darauf hin, dass alle Elemente materieller Natur sind und ihre Anzahl recht groß sein kann.
1787 schuf der französische Chemiker A. Lavoisier die „Tabelle der einfachen Körper“. Es enthielt alle Elemente, die bis dahin bekannt waren. Letztere wurden als einfache Körper verstanden, die mit chemischen Methoden nicht in noch einfachere zerlegt werden konnten. Anschließend stellte sich heraus, dass einige komplexe Substanzen in der Tabelle enthalten waren.
Als D. I. Mendeleev das Periodengesetz entdeckte, waren nur 63 chemische Elemente bekannt. Die Entdeckung des Wissenschaftlers führte nicht nur zu einer geordneten Klassifizierung chemischer Elemente, sondern half auch, die Existenz neuer, noch nicht entdeckter Elemente vorherzusagen.
Reis. 1. A. Lavoisier.
Was ist ein chemisches Element?
Eine bestimmte Art von Atom wird als chemisches Element bezeichnet. Derzeit sind 118 chemische Elemente bekannt. Jedes Element wird durch ein Symbol gekennzeichnet, das einen oder zwei Buchstaben seines lateinischen Namens darstellt. Beispielsweise wird das Element Wasserstoff mit dem lateinischen Buchstaben H und der Formel H 2 bezeichnet - dem ersten Buchstaben des lateinischen Namens des Elements Hydrogenium. Alle ausreichend gut untersuchten Elemente haben Symbole und Namen, die in den Haupt- und Nebengruppen des Periodensystems zu finden sind, wo sie alle in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind.
Es gibt viele Arten von Systemen, aber das allgemein akzeptierte ist das Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev, das ein grafischer Ausdruck des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev ist. Üblicherweise werden die Kurz- und Langformen des Periodensystems verwendet.
Reis. 2. Periodensystem der Elemente von D. I. Mendelejew.
Was ist das Hauptmerkmal, durch das ein Atom einem bestimmten Element zugeordnet wird? D. I. Mendeleev und andere Chemiker des 19. Jahrhunderts betrachteten die Masse als das stabilste Merkmal des Atoms als Hauptmerkmal des Atoms, daher sind die Elemente im Periodensystem in aufsteigender Reihenfolge der Atommasse angeordnet (mit wenigen Ausnahmen). .
Nach modernen Vorstellungen ist die Haupteigenschaft eines Atoms, die es mit einem bestimmten Element in Beziehung setzt, die Ladung des Kerns. Ein chemisches Element ist also eine Art von Atomen, die durch einen bestimmten Wert (Wert) des Teils des chemischen Elements gekennzeichnet sind - die positive Ladung des Kerns.
Von allen 118 existierenden chemischen Elementen kommen die meisten (ca. 90) in der Natur vor. Der Rest wird künstlich durch Kernreaktionen gewonnen. Die Elemente 104-107 wurden von Physikern am Joint Institute for Nuclear Research in Dubna synthetisiert. Derzeit wird an der künstlichen Herstellung chemischer Elemente mit höheren Seriennummern gearbeitet.
Alle Elemente werden in Metalle und Nichtmetalle eingeteilt. Mehr als 80 Elemente sind Metalle. Diese Teilung ist jedoch bedingt. Unter bestimmten Bedingungen können einige Metalle nichtmetallische Eigenschaften und einige Nichtmetalle metallische Eigenschaften aufweisen.
Der Gehalt verschiedener Elemente in natürlichen Objekten ist sehr unterschiedlich. 8 chemische Elemente (Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium, Magnesium) machen 99 % der Masse der Erdkruste aus, alle anderen machen weniger als 1 % aus. Die meisten chemischen Elemente sind natürlichen Ursprungs (95), obwohl einige von ihnen ursprünglich künstlich gewonnen wurden (z. B. Promethium).
Es muss zwischen den Begriffen „einfacher Stoff“ und „chemisches Element“ unterschieden werden. Ein einfacher Stoff zeichnet sich durch bestimmte chemische und physikalische Eigenschaften aus. Bei der chemischen Umwandlung verliert ein einfacher Stoff einige seiner Eigenschaften und geht in Form eines Elements in einen neuen Stoff über. Beispielsweise sind Stickstoff und Wasserstoff, die Bestandteil von Ammoniak sind, nicht in Form einfacher Substanzen, sondern in Form von Elementen enthalten.
Einige Elemente werden in Gruppen zusammengefasst, wie z. B. Organogene (Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff), Alkalimetalle (Lithium, Natrium, Kalium usw.), Lanthanide (Lanthan, Cer usw.), Halogene (Fluor, Chlor, Brom). , etc.), inerte Elemente (Helium, Neon, Argon)
Aluminium wurde 1825 vom dänischen Physiker H.K. Örsted.
Jungs beschreiben. die Position dieses Metalls im Periodensystem von Mendelejew :
Auszubildende: Aluminium ist ein Element der dritten Periode und Untergruppe IIIA, Seriennummer 13.
Lehrer: Schauen wir uns den Aufbau eines Atoms an:
Atomkernladung: +13.
Die Anzahl der Protonen und Elektronen in einem nichtionisierten Atom ist immer gleich und gleich der laufenden Nummer im Periodensystem für Aluminium Al- 13, und jetzt finden wir den Wert der Atommasse (26,98) und runden ihn auf, wir erhalten 27. Höchstwahrscheinlich wird sein häufigstes Isotop eine Masse von 27 haben. Daher gibt es 14 Neutronen im Kern dieses Isotops (27–13 = vierzehn). Anzahl der Neutronen in einem nichtionisierten Atom Al= 14., also p13n14e13
Die elektronische Formel des Aluminiumatoms:
13 ABER l 1 S 2 2 S 2 2 P 6 3 S 2 3 P 1
grafische Formel:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Lehrer: Aus der von Ihnen angegebenen Formel sehen wir, dass das Aluminiumatom eine 8-Elektronen-Zwischenschicht hat, die die Anziehung externer Elektronen zum Kern verhindert. Daher sind die Reduktionseigenschaften des Aluminiumatoms viel ausgeprägter als die des Boratoms. In fast allen seinen Verbindungen hat Al eine Oxidationsstufe von +3.
Metall oder Nichtmetall: Ist M (Metallbindung, Metallgitter mit frei beweglichen Elektronen).
Höchste positive Oxidationsstufe: +3 - in Verbindungen, 0 - in einer einfachen Substanz.
Überlegene Oxidformel: Al 2 O 3 farblose, wasserunlösliche Kristalle. Chemische Eigenschaften - amphoteres Oxid. Praktisch unlöslich in Säuren. Es löst sich in heißen Lösungen und Schmelzen von Alkalien auf.
Al 2 Ö 3 +6HCl→2AlCl 3 +3H 2 Ö
Al 2 Ö 3 +2 KOH (Temperatur)→2 KALO 2 (Kaliumaluminat) + H 2 Ö
Formel für höhere Hydroxide: Al (OH) 3 - amphoteres Hydroxid (Manifestation von basischen und sauren Eigenschaften).
Vereinfacht Al ( Oh ) 3 +3 KOH = KALO 2 +3 H 2 Ö
Der reale Prozess wird durch die folgende Gleichung wiedergegeben: Al ( Oh ) 3 + KOH = K [ Al ( Ö H) 4 ]
Al(OH) 3 +3HCl=AlCl 3 +3H 2 Ö
Wasserstoff Wertigkeit : fehlen
Formel für flüchtige Wasserstoffverbindungen : fehlen
Vergleich Al mit Nachbarn in Periode, Untergruppe, Gruppe, Radius, Elektronegativität, Ionisationsenergie .
B Radius eines Atoms (erhöht)
Al Ionisationsenergie (reduziert)
Ga Elektronegativität (reduziert)
M-Eigenschaften (vergrößert)
Radius eines Atoms (erhöht)
Ionisationsenergie (reduziert)
Elektronegativität (verringert)
M-Eigenschaften (vergrößert)
Unterrichtsthema: "Chemische Eigenschaften von Aluminium und seinen Verbindungen."
Unterrichtsart: kombiniert
Aufgaben:
Lehrreich:
1. Zeigen Sie die Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften von Aluminium vom Vorhandensein einer metallischen Bindung darin und die Merkmale der Kristallstruktur.
2. Das Wissen der Schüler zu bilden, dass Aluminium im freien Zustand besondere, charakteristische physikalische und chemische Eigenschaften hat.
Entwicklung:
1. Wecken Sie Interesse am Studium der Naturwissenschaften, indem Sie kurze historische und wissenschaftliche Berichte über die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Aluminium bereitstellen.
2. Fortsetzung der Ausbildung der Forschungsfähigkeiten der Schüler bei der Arbeit mit Literatur und der Durchführung von Laborarbeiten.
3. Erweitern Sie das Konzept der Amphoterität, indem Sie die elektronische Struktur von Aluminium und die chemischen Eigenschaften seiner Verbindungen aufdecken.
Lehrreich:
1. Erhöhen Sie den Respekt für die Umwelt, indem Sie Informationen über die mögliche Verwendung von Aluminium gestern, heute und morgen bereitstellen.
2. Teamfähigkeit für jeden Schüler zu bilden, mit der Meinung der gesamten Gruppe zu rechnen und die eigene durch Laborarbeit richtig zu verteidigen.
3. Den Schülern die wissenschaftliche Ethik, Ehrlichkeit und den Anstand der Naturwissenschaftler der Vergangenheit näher bringen und Informationen über den Kampf um das Recht liefern, der Entdecker des Aluminiums zu sein.
Eigenschaften einer einfachen Substanz:
Aluminium ist ein Metall, also ( metallische Bindung; Metallgitter, an dessen Knoten sich frei bewegende gemeinsame Elektronen befinden).
ein Element anhand seiner Stellung im Periodensystem charakterisieren können, Kenntnisse über Zusammensetzung und Eigenschaften von Metallverbindungen systematisieren
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"Lektion 1 Eigenschaft des Metallelements"
Zusammenfassung einer Unterrichtsstunde in Chemie
in der 9. Klasse
"Eigenschaften des chemischen Elements Metall basierend auf seiner Position im Periodensystem von D. I. Mendelejew."
Unterrichtsthema: Eigenschaften des chemischen Elements Metall basierend auf seiner Position im Periodensystem von D. I. Mendeleev. (1 Folie)
Unterrichtsziele: Wissen über die Struktur des Periodensystems aktualisieren,
Wissen über die Zusammensetzung und Struktur des Atoms eines Elements zu systematisieren,
ein Element anhand seiner Stellung im Periodensystem charakterisieren können Kenntnisse über die Zusammensetzung und Eigenschaften von Metallverbindungen systematisieren (2 Folie)
Ausrüstung: Tabelle D. I. Mendeleev. Einfache Stoffe - Metalle und Nichtmetalle, Computer, Beamer, Präsentation zum Thema.
ich . Zeit organisieren
Grüße von der Lehrerin. Wir gratulieren den Kindern zum Start ins neue Schuljahr.
P. Wiederholung der wichtigsten theoretischen Themen des Programms der 8. Klasse
Das Hauptthema des Programms der 8. Klasse ist das Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev. Es ist auch die Grundlage für das Studium des Chemiekurses der 9. Klasse.
Ich erinnere Sie daran, dass der Tisch von D. I. Mendeleev ein „Haus“ ist, in dem alle chemischen Elemente leben. Jedes Element hat eine Nummer (Seriennummer), die mit der Wohnungsnummer verglichen werden kann. Die „Wohnung“ befindet sich auf einer bestimmten „Etage“ (d. h. Zeitraum) und in einem bestimmten „Eingang“ (d. h. Gruppe). Jede Gruppe ist wiederum in Untergruppen unterteilt: Haupt- und Nebengruppen. Beispiel: Das Element Magnesium Mg hat die Seriennummer (Nr.) 12 und befindet sich in der dritten Periode, in der Hauptuntergruppe der zweiten Gruppe.
Die Eigenschaften eines chemischen Elements hängen von seiner Position in der Tabelle von D. I. Mendeleev ab. Daher ist es sehr wichtig zu lernen, wie man die Eigenschaften chemischer Elemente anhand ihrer Position im Periodensystem charakterisiert.
III. Planen Sie die Eigenschaften eines chemischen Elements basierend auf seiner Position im Periodensystem von D. I. Mendeleev
Charakterisierungsalgorithmus: (3-5 Folien)
1. Die Position des Elements im PS
c) Gruppe
e) relative Atommasse.
a) die Anzahl der Protonen (p +), Neutronen (n 0), Elektronen (e -)
b) Kernladung
e) die elektronische Formel des Atoms
f) grafische Formel des Atoms
g) Elementfamilie.
Die letzten drei Punkte sind für gut vorbereitete Klassen.
3. Eigenschaften des Atoms
Schreiben Sie in Form von Schemata-Gleichungen. Vergleiche mit benachbarten Atomen.
4. Mögliche Oxidationsgrade.
5. Formel des höheren Oxids, sein Charakter.
6. Formel des höheren Hydroxids, sein Charakter.
7. Formel einer flüchtigen Wasserstoffverbindung, ihre Natur.
Notiz: Bei Betrachtung der Punkte 5 und 7 werden alle Formeln höherer Oxide und flüchtiger Wasserstoffverbindungen am Ende der Tabelle von D. I. Mendeleev platziert, die eigentlich ein „legaler Spickzettel“ ist.
Da die Jungs zu Beginn bei der Charakterisierung der Elemente auf gewisse Schwierigkeiten stoßen können, ist es für sie nützlich, "legale Spickzettel" - Tabellen zu verwenden. 1 usw. Wenn dann Erfahrung und Wissen gesammelt werden, werden diese Assistenten nicht mehr benötigt.
Übung: Beschreiben Sie das chemische Element Natrium basierend auf seiner Position in D.I. Mendelejew. (Folie 6)
Die ganze Klasse arbeitet, die Schüler machen abwechselnd Notizen an der Tafel.
Musterantwort. (Folie 7)
N / A – Natrium
1) 11, 3 Periode, klein, 1 Gruppe, A
2) 11 R + , 12n 0 , 11 e -
+ 11 2-8-1
1s 2 2s 2 2p 6 3 Sek 1 3p 0 3d 0 -s- Element
3) N / A 0 – 1 e → N / A +
Reduktionsmittel
R a: LiMg
nach Gruppe nach Zeitraum
Ich sv-va:Li N / A K N / A mg
nach Gruppe nach Zeitraum
4) N / A : 0, +1
5) N / A 2 Ö - basisches Oxid
6) NaOH - Base, Alkali.
7) Bildet sich nicht
IV
Jedes chemische Element bildet eine einfache Substanz mit einer bestimmten Struktur und Eigenschaften. Ein einfacher Stoff wird durch folgende Parameter charakterisiert: (Folie 8)
1) Kommunikationsart.
2) Art des Kristallgitters.
3) Physikalische Eigenschaften.
4) Chemische Eigenschaften (Schema).
Antwortbeispiel : (Folie 9)
Metallbindung [ N / A 0 – 1 e → N / A + ]
- Metallkristallgitter
- Massives, weiches Metall (mit Messer geschnitten), weiß, glänzend, thermisch und elektrisch leitfähig.
Metall zeigen. Beachten Sie, dass es aufgrund der hohen chemischen Aktivität unter einer Kerosinschicht gelagert wird.
- N / A 0 – 1 e → N / A + → interagiert mit oxidierenden Stoffen
Reduktionsmittel
Nichtmetalle + Metalloxide (weniger aktiv)
Säuren + Salze
Übung : Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf, die die Eigenschaften einer einfachen Substanz Natrium charakterisieren. Betrachten Sie die Gleichungen vom Standpunkt der Redoxprozesse. (Folie 10)
Fünf Schüler arbeiten freiwillig an der Tafel.
1) 2 Na + Cl 2 → 2 NaCl
Cl 2 0 + 2e → 2Cl - │1 Oxidationsmittel - Reduktion
2) 2 Na + 2 HCl → 2 NaCl + H 2
Na 0 - 1e → Na + │2 Reduktionsmittel - Oxidation
3) 2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2
Na 0 - 1e → Na + │2 Reduktionsmittel - Oxidation
2H + + 2e → H 2 0 │1 Oxidationsmittel - Reduktion
4) 2 Na + MgO → Na 2 O + Mg
Na 0 - 1e → Na + │2 Reduktionsmittel - Oxidation
Mg 2+ + 2e → Mg 0 │1 Oxidationsmittel - Reduktion
5) 2 Na + CuCl 2 (Schmelze) → 2 NaCl + Cu
Na 0 - 1e → Na + │2 Reduktionsmittel - Oxidation
Cu 2+ + 2e → Cu 0 │1 Oxidationsmittel - Reduktion
v
Jedes chemische Element ist durch die Bildung komplexer Substanzen verschiedener Klassen gekennzeichnet - Oxide, Basen, Säuren, Salze. Die Hauptparameter der Eigenschaften eines komplexen Stoffes sind: (Folie 11)
Verbindungsformel.
Kommunikationstyp.
Die Art der Verbindung.
Chemische Eigenschaften der Verbindung (Schema).
Beispielantwort:
ich . Oxid (Folie 12)
Na2O
Ionenverbindung
Chemische Eigenschaften:
basisches Oxid + Säure → Salz und Wasser
basisches Oxid + saures Oxid → Salz
basisches Oxid + H 2 O → Alkali
(lösliches Oxid)
II. Hydroxid (Folie 13)
1) NaOH
2) Ionenbindung
3) Base, Alkali.
4) Chemische Eigenschaften:
Base (beliebig) + Säure = Salz + Wasser
Lauge + Salz = neue Base + neues Salz
Alkali + Nichtmetalloxid \u003d Salz + Wasser
Selbstständige Arbeit.
Übung: Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf, die die Eigenschaften des Oxids und des Hydroxids charakterisieren. Betrachten Sie die Gleichungen vom Standpunkt der Redoxprozesse und des Ionenaustauschs. (Folie 14)
Beispielantworten.
Natriumoxid:
l) Na 2 O + 2HC 1 \u003d 2NaCl + H 2 O (Austauschreaktion)
2) Na 2 O + SO 2 = Na 2 SO 3 (Verbindungsreaktion)
3) Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH (Verbindungsreaktion)
Natriumhydroxid:
1) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O (Austauschreaktion)
2Na + + 2OH - + 2H + + SO 4 2- \u003d 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O
OH - + H + \u003d H 2 O
2) 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O (Austauschreaktion)
2Na + + 2OH- + CO 2 \u003d 2Na + + CO 3 2- + H 2 O
3) 2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu (OH) 2 (Austauschreaktion)
2Na + + 2 OH - + Cu 2+ + SO 4 2- \u003d 2Na + + SO 4 2- + Cu (OH) 2
2OH - + Cu 2+ \u003d Cu (OH) 2
Erinnern Sie sich an die Bedingungen für den Ablauf von Austauschreaktionen bis zum Ende (Bildung eines Niederschlags, Gases oder schwachen Elektrolyten).
Für Natrium ist, wie für alle Metalle, die Bildung einer genetischen Reihe charakteristisch: (Folie 15)
Metall → basisches Oxid → Base (Alkali) → Salz
Na → Na 2 O → NaOH → NaCl (Na 2 SO 4, NaNO 3, Na 3 PO 4)
(Folie 16)
§ 1, ex. 1 (b), 3; Schreiben Sie Reaktionsgleichungen für die genetische Reihe Na
Präsentationsinhalte anzeigen
"Charakteristik des Elements Metall"
Lektion: „Charakterisierung des chemischen Elements Metall anhand seiner Stellung im Periodensystem D. I. Mendelejew» Chemieunterricht, Klasse 9
- Wissen über die Struktur des Periodensystems aktualisieren,
- Wissen über die Zusammensetzung und Struktur des Atoms eines Elements zu systematisieren,
- ein Element anhand seiner Position im Periodensystem charakterisieren können,
- Wissen über die Zusammensetzung und Eigenschaften von Metallverbindungen systematisieren
Algorithmus
Elementeigenschaften
- Die Position des Elements in der PS
a) die Seriennummer des chemischen Elements
b) Zeitraum (groß oder klein).
c) Gruppe
d) Untergruppe (Haupt- oder Nebengruppe)
e) relative Atommasse
a) die Anzahl der Protonen (p+), Neutronen (n 0), Elektronen (e -)
b) Kernladung
c) die Anzahl der Energieniveaus in einem Atom
d) die Anzahl der Elektronen in den Niveaus
e) die elektronische Formel des Atoms
f) grafische Formel des Atoms
g) Elementfamilie.
- Atomeigenschaften
a) die Fähigkeit, Elektronen abzugeben (Reduktionsmittel)
b) die Fähigkeit, Elektronen aufzunehmen (Oxidationsmittel).
- Mögliche Oxidationsstufen.
- Die Formel des höheren Oxyds, sein Charakter.
- Die Formel des höheren Hydroxids, sein Charakter.
- Die Formel einer flüchtigen Wasserstoffverbindung, ihre Natur.
Übung: Beschreiben Sie das chemische Element Natrium basierend auf seiner Position in D.I. Mendelejew.
Mg nach der Gruppe nach der Periode Me St-va: Li Na K Na Mg nach der Gruppe nach der Periode Na: 0, +1 Na 2 O - basisches Oxid NaOH - Base, Alkali. Bildet nicht" width="640" - N / A – Natrium
- 11, 3 Periode, klein, 1 Gruppe, A
- 11 R +, 12n 0 , 11 e -
- +11 2-8-1
- 1s 2 2s 2 2p 6 3 Sek 1 3p 0 3d 0 -s- Element
- N / A 0 – 1 e → N / A +
- Reduktionsmittel
- Ra:Li NaMg
- nach Gruppe nach Zeitraum
- Ich sv-va: Li N / A K N / A mg
- nach Gruppe nach Zeitraum
- N / A : 0, +1
- N / A 2 Ö - basisches Oxid
- NaOH - Base, Alkali.
- Bildet sich nicht
- Kommunikationstyp
- Kristallgittertyp
- Physikalische Eigenschaften
- Chemische Eigenschaften (Schema)
Antwortbeispiel
- Metallbindung [ Na 0 - 1 e → Na + ]
- Kristallgitter aus Metall
- Massives, weiches Metall (mit Messer geschnitten), weiß, glänzend, thermisch und elektrisch leitfähig.
- Na - Reduktionsmittel → interagiert mit oxidierenden Stoffen
Nichtmetalle + Säuren
Wasser + Salz
Metalloxide (weniger aktiv)
Übung : Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf, die die Eigenschaften einer einfachen Substanz Natrium charakterisieren.
Betrachten Sie die Gleichungen vom Standpunkt der Redoxprozesse.
- Verbindungsformel.
- Kommunikationstyp.
- Die Art der Verbindung.
- Chemische Eigenschaften der Verbindung (Schema)
Beispielantwort: Natriumoxid
- Na2O
- Ionenverbindung
- Salzbildendes, basisches Oxid.
- Chemische Eigenschaften:
Basisches Oxid + Säure → Salz und Wasser
Basisches Oxid + saures Oxid → Salz
Basisches Oxid + H 2 O → Alkali
(lösliches Oxid)
Natriumhydroxid
- Ionenverbindung
- Base, Alkali.
- Chemische Eigenschaften:
Alkali + Säure \u003d Salz + Wasser
Alkali + Salz = neue Base + neues Salz
Alkali + Nichtmetalloxid \u003d Salz + Wasser
Selbstständige Arbeit
Übung: Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf, die die Eigenschaften des Oxids und des Hydroxids charakterisieren.
Betrachten Sie die Gleichungen vom Standpunkt der Redoxprozesse und des Ionenaustauschs.
Genetische Reihe von Natrium
Metall → Basisches Oxid →
→ Base (Alkali) → Salz
N / A → N / A 2 Ö → NaOH → NaCl ( N / A 2 ALSO 4 , NaNO 3 , N / A 3 PO 4 )
- ex. 1 (b), 3
- Schreiben Sie Reaktionsgleichungen für die genetische Reihe Na.
Wie literarische Helden werden chemischen Elementen - "Helden" chemischer Prozesse - Eigenschaften verliehen. Nur wenn für das erste ein literarisches Werk als Hauptquelle verwendet wird, dann für das zweite - das Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev. Sowohl im ersten als auch im zweiten Fall ist jedoch ein Plan erforderlich.
Bei der Charakterisierung des chemischen Elements halten wir uns an den folgenden Plan.
- Die Position des Elements im Periodensystem von D. I. Mendeleev und die Struktur seiner Atome.
- Die Natur einer einfachen Substanz (Metall, Nichtmetall).
- Vergleich der Eigenschaften eines einfachen Stoffes mit den Eigenschaften einfacher Stoffe, die aus in einer Untergruppe benachbarten Elementen bestehen.
- Vergleich der Eigenschaften eines einfachen Stoffes mit den Eigenschaften einfacher Stoffe, die durch in einer Periode benachbarte Elemente gebildet werden.
- Die Zusammensetzung des höheren Oxids, seine Natur (basisch, sauer, amphoter).
- Die Zusammensetzung des höheren Hydroxids, seine Natur (sauerstoffhaltige Säure, Base, amphoteres Hydroxid).
- Zusammensetzung einer flüchtigen Wasserstoffverbindung (für Nichtmetalle).
Im obigen Plan sind Ihnen die folgenden chemischen Konzepte unbekannt: Übergangsmetalle, amphotere Oxide und Hydroxide. Ihre Bedeutung wird im nächsten Absatz offenbart. Betrachten Sie in der Zwischenzeit die Eigenschaften von Metall und Nichtmetall.
In diesem Fall orientieren wir uns an den Hauptmustern der Änderungen der Eigenschaften von Atomen, einfachen Substanzen und Verbindungen, die Ihnen bereits aus dem Kurs der 8. Klasse bekannt sind, gebildet durch die chemischen Elemente der Hauptuntergruppen (A-Gruppen) und Perioden von das Periodensystem von D. I. Mendeleev (Tabelle 1).
Tabelle 1
Muster von Änderungen in den Eigenschaften von Atomen, einfachen Substanzen und Verbindungen, die durch chemische Elemente gebildet werden, innerhalb der wichtigsten Untergruppen und Perioden des Periodensystems von D. I. Mendeleev
|
Existenzformen eines chemischen Elements und ihre Eigenschaften |
Eigentumsänderungen |
||
|
in Hauptuntergruppen ↓ |
in Perioden → |
||
|
Kernladung |
nimmt zu |
nimmt zu |
|
|
Anzahl der gefüllten Energieniveaus |
nimmt zu |
Ändert sich nicht und ist gleich der Periodennummer |
|
|
Anzahl der Elektronen in der äußeren Ebene |
Ändert sich nicht und ist gleich der Gruppennummer |
Machen Sie Vergrößerungen |
|
|
Atomradius |
nimmt zu |
Sinkt |
|
|
Wiederherstellen |
Werden stärker |
Schwächen |
|
|
Oxidativ |
Schwächen |
Werden stärker |
|
|
Höchste Oxidationsstufe |
Konstant und gleich der Gruppennummer (N) |
Y steigt von +1 auf +7 (+8) |
|
|
Niedrigste Oxidationsstufe |
Ändert sich nicht und ist gleich (8-N) |
Steigt von -4 auf -1 |
|
|
Einfach |
Metall |
Werden stärker |
Schwächen |
|
Nichtmetallische Eigenschaften |
Schwächen |
Werden stärker |
|
|
Verbinden- |
Charakter |
Gewinnen |
Haupt -> Stärkung der sauren Eigenschaften und Schwächung der basischen Alkali -> Unlösliche Base -> |
Eigenschaften des Metalls am Beispiel von Magnesium.
1. Magnesium hat im Periodensystem eine Seriennummer Z - 12 und eine Massennummer A - 24. Dementsprechend beträgt die Ladung des Kerns seines Atoms +12 (die Anzahl der Protonen). Daher ist die Anzahl der Neutronen im Kern N = A - Z = 12. Da das Atom elektrisch neutral ist, beträgt die Anzahl der im Magnesiumatom enthaltenen Elektronen ebenfalls 12.
Das Element Magnesium befindet sich in der 3. Periode des Periodensystems, was bedeutet, dass sich alle Elektronen des Atoms auf drei Energieniveaus befinden. Der Aufbau der Elektronenhülle des Magnesiumatoms lässt sich anhand des folgenden Schemas wiedergeben:
Anhand der Struktur des Atoms kann man auch den Oxidationsgrad von Magnesium in seinen Verbindungen vorhersagen. Bei chemischen Reaktionen gibt das Magnesiumatom zwei externe Elektronen ab, die reduzierende Eigenschaften aufweisen, daher erhält es eine Oxidationsstufe von +2.
Die Reduktionseigenschaften von Magnesium sind ausgeprägter als die von Beryllium, aber schwächer als die von Calcium (Elemente der Gruppe IIA), was mit einer Vergrößerung der Atomradien beim Übergang von Be zu Mg und Ca verbunden ist. Dementsprechend entfernen sich in der Reihe Be - Mg - Ca die beiden äußeren Elektronen immer weiter vom Kern, ihre Bindung zum Kern wird schwächer, und sie verlassen das Atom immer leichter, das gleichzeitig in die M übergeht 2+-Ion (M ist ein Metall).
2. Für Magnesium - eine einfache Substanz - sind ein metallisches Kristallgitter und eine metallische chemische Bindung charakteristisch, und damit alle für Metalle typischen Eigenschaften (merken Sie sich welche).
3. Die metallischen Eigenschaften von Magnesium sind ausgeprägter als die von Beryllium, aber schwächer als die von Calcium (erklären Sie warum, da die metallischen Eigenschaften hauptsächlich durch die Fähigkeit von Atomen bestimmt werden, Elektronen abzugeben).
4. Die metallischen Eigenschaften von Magnesium sind weniger ausgeprägt als die von Natrium, aber stärker als die von Aluminium (Nachbarelemente der 3. Periode) (begründen Sie warum).
5. Magnesiumoxid MgO ist ein basisches Oxid und weist alle typischen Eigenschaften basischer Oxide auf (merken Sie sich welche).
6. Als Magnesiumhydroxid entspricht die Base Mg (OH) 2, die alle charakteristischen Eigenschaften von Basen aufweist (merken Sie sich welche).
7. Magnesium bildet keine flüchtige Wasserstoffverbindung.
Eigenschaften eines Nichtmetalls am Beispiel von Schwefel.
1. Schwefel ist ein Element der VIA-Gruppe und der 3. Periode, Z = 16, A = 32. Dementsprechend enthält das Schwefelatom 16 Protonen und 16 Neutronen im Kern und 16 Elektronen in der Elektronenhülle. Die Struktur seiner Elektronenhülle kann anhand des folgenden Diagramms wiedergegeben werden:
Schwefelatome weisen sowohl oxidierende Eigenschaften auf (sie nehmen zwei fehlende Elektronen auf, um die äußere Ebene zu vervollständigen, während sie beispielsweise in Verbindungen mit Metallen oder weniger elektronegativen nichtmetallischen Elementen - Wasserstoff, Kohlenstoff usw. - einen Oxidationszustand von -2 erreichen), und reduzierende Eigenschaften (geben 2, 4 oder alle 6 Außenelektronen an elektronegativere Elemente wie Sauerstoff, Halogene, während sie die Oxidationsstufen +2, +4, +6 annehmen).
Schwefel ist ein weniger starkes Oxidationsmittel als Sauerstoff, aber stärker als Selen, was mit einer Vergrößerung der Atomradien von Sauerstoff zu Selen einhergeht. Aus dem gleichen Grund werden die reduzierenden Eigenschaften von Elementen in der Hauptuntergruppe der Gruppe VI (VIA-Gruppe) beim Übergang von Sauerstoff zu Selen verstärkt. (Erklären Sie diese Änderungen der oxidierenden und reduzierenden Eigenschaften.)
2. Schwefel ist eine einfache Substanz, ein typisches Nichtmetall. Schwefel ist durch das Phänomen der Allotropie gekennzeichnet. Verschiedene einfache Substanzen, die durch das chemische Element Schwefel gebildet werden, haben unterschiedliche Eigenschaften, da ihre Kristallstruktur unterschiedlich ist. Beispielsweise besteht das molekulare Kristallgitter beim rhombischen Schwefel aus zyklischen Molekülen der Zusammensetzung S 8, und beim plastischen Schwefel sind die Moleküle lange offene Atomketten:
3. Die nichtmetallischen Eigenschaften von Schwefel sind weniger ausgeprägt als die von Sauerstoff, aber stärker als die von Selen.
4. Die nichtmetallischen Eigenschaften des Schwefels sind ausgeprägter als die des Phosphors, aber schwächer als die des Chlors (Nachbarelemente in der 3. Periode).
5. Höheres Schwefeloxid hat die Formel SO 2 . Es ist ein Säureoxid. Es weist alle typischen Eigenschaften von Säureoxiden (was?) auf.
6. Höheres Schwefelhydroxid - Ihnen bekannte Schwefelsäure H 2 SO 4, deren Lösung alle typischen Eigenschaften von Säuren aufweist (was?).
7. Schwefel bildet eine flüchtige Wasserstoffverbindung - Schwefelwasserstoff H 2 S.
Ähnliche Eigenschaften können für die meisten Metallelemente und Nichtmetallelemente der Hauptuntergruppen angegeben werden. Auf ihrer Grundlage ist es möglich, die genetische Reihe von Metall und Nichtmetall zusammenzustellen.
Metallgenetische Serie:
Genetische Reihe von Nichtmetallen:
Neue Wörter und Konzepte
- Planen Sie die Eigenschaften eines chemischen Elements.
- Eigenschaften des Metallelements.
- Eigenschaften eines nichtmetallischen Elements.
- Genetische Reihe von Metall und Nichtmetall.
Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten
- Beschreiben Sie die Elemente: a) Phosphor; b) Kalium.
- Schreiben Sie die chemischen Reaktionsgleichungen auf, die die Eigenschaften charakterisieren: a) MgO und SO 3 ; b) Mg(OH) 2 und H 2 SO 4. Auch Reaktionsgleichungen mit Elektrolyten schreiben in ionischer Form.
- Beschreiben Sie Magnesium - eine einfache Substanz. Welche Art von Verbindung wird darin beobachtet? Was sind die physikalischen Eigenschaften von Magnesiummetall? Schreiben Sie die Reaktionen von Magnesium mit folgenden Stoffen auf: a) Sauerstoff; b) ChlorCl 2; c) grau; d) Stickstoff N2; e) Salzsäure. Betrachten Sie sie vom Standpunkt der Oxidations-Reduktions-Prozesse.
- Was ist Allotropie? Welche Art von chemischer Bindung wird in den Molekülen der Zusammensetzung realisiert: a) S 8 ; b) H2S? Was sind die physikalischen Eigenschaften der stabilsten Modifikation von Schwefel - rhombischer Schwefel? Schreiben Sie die Reaktionen von Schwefel mit folgenden Stoffen auf: a) Natrium; b) Kalzium; c) Aluminium; d) Sauerstoff; e) Wasserstoff; e) Fluor F2. Betrachten Sie sie vom Standpunkt der Oxidations-Reduktions-Prozesse.
- Vergleichen Sie die Eigenschaften einer einfachen Siliziumsubstanz mit den Eigenschaften einfacher Substanzen, die aus chemischen Elementen bestehen - Nachbarn von Silizium in einer Periode.
- Das höchste Oxid, dessen chemisches Element die ausgeprägtesten sauren Eigenschaften hat: a) Stickstoff oder Phosphor; b) Phosphor oder Schwefel?
- Berechnen Sie das Luftvolumen (angenommen, der Volumenanteil des Sauerstoffs beträgt 0,2), das erforderlich wäre, um eine 120-mg-Magnesiumprobe mit 2 % nicht brennbaren Verunreinigungen zu verbrennen.
- Berechnen Sie das Volumen an Schwefeloxid (IV) (n.c.), das durch Verbrennen von 1,6 kg Schwefel erhalten werden kann, wenn die Produktausbeute 80 % der theoretisch möglichen beträgt.
Indikation. Berechnen Sie zunächst mithilfe der Reaktionsgleichung das Volumen an Schwefeloxid (IV) - dies ist das theoretische Volumen V theor, und ermitteln Sie dann das praktische Volumen V praktisch, basierend auf der bekannten Produktausbeute W:
W = V Praxis: V Theorie, also V Praxis = W V Theorie.
In ähnlicher Weise können Sie die Masse des Reaktionsprodukts mithilfe der Formel ermitteln:
W = m Praxis: m Theorie, also m Praxis = W m Theorie.
- Kann man argumentieren, dass das höhere Schwefeloxid SO 3 der schwefligen Säure H 2 SO 3 entspricht? Wieso den?
- Bestimmen Sie mit der Elektronenbilanzmethode die Koeffizienten in den Schemata chemischer Reaktionen:
a) Mg + CO 2 -> MgO + C;
b) S + KClO 3 -> KCl + SO 2.
