Содержание учебного материала: Общая характеристика элементов VI группы периодической системы Д. И. Менделеева. Общая характеристика халькогенов. Кислород. Аллотропия кислорода. Соединения кислорода с водородом.
Основные понятия: химический элемент, атом, химическая связь, электроотрицательность, валентность,степень окисления, основные типы реакций в неорганической химии;
Основные законы химии: Периодический закон Д.И. Менделеева.
Основные теории химии: Теории строения атома, химической связи, строения неорганических соединений
Методические рекомендации: При изучении темы обратить внимание на перечень элементов, относящихся к халькогенам. Отметить особенности строения последнего энергетического уровня. Выяснить особенности химических свойств халькогенов и их соединений.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Элементы VI-Aгруппы - это кислород, сера, селен, теллур и радиоактивный металл полоний. Кислород и сера – неметаллы. Полоний металл серебристо белого цвета. Кислород, сера, селен, теллур – имеют неметаллический характер, называются «халькогены», т.е. образующие руды. На внешнем уровне атомов этих элементов содержится 6 электронов: ns 2 np 4. В атомах элементов Se, Te и Po электроны внешнего уровня экранируются от ядра десятью d-электронами предвнешнего уровня, что ослабляет их связь с ядром и способствует проявлению металлических свойств этих элементов. С увеличением порядкового номера халькогенов понижается окислительная активность нейтральных атомов и растёт восстановительная активность отрицательных ионов.
Вопросы для самоконтроля:
1. Общая характеристика элементов VI группы периодической системы Д. И. Менделеева. Общая характеристика халькогенов.
2. Кислород. Аллотропия кислорода. Соединения кислорода с водородом.
3. Сера. Характеристика серы, исходя из ее положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, возможные степени окисления, физические свойства, распространение в природе, способы получения, химические свойства.
4. Важнейшие соединения серы. Сероводород. Действие сероводорода на организм. Сульфиды. Качественные реакции на сульфиды
5. Оксиды серы (IV) и (VI). Сернистая кислота. Сульфиты. Качественные реакции сульфиты
6. Серная кислота. Химические свойства разбавленной и концентрированной кислоты, техника безопасности при работе. Сульфаты.
Задания для самостоятельной работы:
1. Осуществите цепочки превращений:
а)S ® FeS ® H2S ® SO2 ® NaHSO3 ® Na2SO3 ® SO2;
б)Zn → ZnS → H2S → S → SO2 → SO3 → H2SO4 → K2SO4;
2. Используя метод полуреакций, составьте уравнения реакций. Определите окислитель и восстановитель:
а) H2O2 + … + H2SO4 → O2 + MnSO4 + … + …
б) FeSO4 + KMnO4 + … → …+ MnSO4 + K2SO4 + H2O
3. Решите задачи:
1)Какова масса кислорода, необходимого для полного сжигания 67,2 л сероводорода до SO2,?
2) Сколько граммов воды необходимо добавить к 400 г 50%-ного раствора серной кислоты для того, чтобы получить 10%-ный раствор?
3) К раствору сульфида калия массой 60 г с массовой долей 4 % добавили 1,6 г этой же соли. Высчитайте массу соли в полученном растворе.
4) Рассчитайте массу серной кислоты, содержащейся в 196 мл 10%-ного раствора серной кислоты (p = 1,07 г/мл)
Подготовьте доклад, реферат или презентацию на тему:
· «Биологическая роль халькогенов».
· «Применение кислорода, серы и их соединений в медицине и народном хозяйстве».
· «Тиосерная кислота. Тиосульфат натрия. Применение в качестве лекарственного средства»
Список рекомендуемой литературы:
1. Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Неорганическая химия. Ростов-н/Д. Феникс, 2005
2. Бабков, А.В. Общая и неорганическая химия [Текст]: учебник / А.В. Бабков, Т.И. Барабанова, В.А. Попков. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 384 с.
Тема 2.3.Главная подгруппа V группы. Азот, соединения азота
Содержание учебного материала: Общая характеристика элементов V группы главной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева. Азот. Фосфор. Строение и реакционные способности, способы получения неорганических соединений.
Основные понятия: химический элемент, атом, химическая связь, электроотрицательность, валентность,степень окисления, основные типы реакций в неорганической химии;
Основные законы химии: Периодический закон Д.И. Менделеева.
Основные теории химии: Теории строения атома, химической связи, строения неорганических соединений
Методические рекомендации: При изучении темы обратить внимание на перечень элементов, относящихся к главной подгруппе V группы. Отметитьособенности строения последнего энергетического уровня. Выяснить особенности химических свойств элементов и их соединений.
Краткое изложение теоретических вопросов:
Главная подгруппа V группы периодической системы Д.И. Менделеева включает пять элементов: типичные p-элементы азот N, фосфор P, а также сходные с ними элементы больших периодов мышьяк As, сурьму Sb, и висмут Bi. Они имеют общее название пниктогены. Атомы этих элементов имеют на внешнем уровне по 5 электронов (конфигурация п s2 п p3).
В соединениях элементы проявляют степень окисления от -3 до +5. Наиболее характерны степени +3 и +5. Для висмута более характерна степень окисления +3.
При переходе от N к Bi радиус атома закономерно возрастает. С увеличением размеров атомов уменьшается энергия ионизации. Это значит, что связь электронов наружного энергетического уровня с ядром у атомов ослабевает, что приводит к ослаблению неметаллических и усилению металлических свойств в ряду от азота к Bi.
Азот и фосфор – типичные неметаллы, т.е. кислотообразователи. У мышьяка сильнее выражены неметаллические свойства. У сурьмы неметаллические и металлические свойства проявляются приближенно в одинаковой степени. Для висмута характерно преобладание металлических свойств.
Закономерно нарастает от N к Bi ионный радиус, но он на много меньше атомного. Это связано с тем, что внешние электроны находятся на значительном расстоянии от ядра по сравнению с предвнешними, и когда атом теряет внешние электроны, переходит в ион, радиус иона соответственно ниже радиуса атома. Плотность закономерно нарастает.
Незакономерность изменения свойств (Tпли Ткип) обусловлена особенностью строения кристаллической решетки. Если азот – это газ, то последний элемент группы находится в твердом агрегатном состоянии.
В кристаллической решетке молекулы белого фосфора связаны межмолекулярными силами (силы Ван дер Ваальса), а так как они очень слабы, то белый фосфор легко распадается на молекулы под влиянием различных воздействий (температуры, растворителя). По этой причине он легко плавится при 44°С в бесцветную жидкость, при 275°С кипит.
Вопросы для самоконтроля:
1. Общая характеристика элементов V группы главной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева.
2. Азот. Характеристика азота, исходя из его положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, степени окисления, физические свойства, распространение в природе, способы получения, химические свойства. Важнейшие соединения азота.
3. Аммиак, его способы получения, физические и химические свойства. Соли
аммония, способы получения, свойства.
4. Оксиды азота. Азотистая кислота. Нитриты.
5. Азотная кислота, способы получения, физические и химические свойства, техника безопасности при работе. Нитраты.
6. Качественные реакции на катион аммония, нитрит- и нитрат-анионы.
Задания для самостоятельной работы:
1. Работая с учебной литературой, подготовьте сообщение по роли и применению азота, фосфора и их соединений.
2. Приведите примеры реакций аммиака и азотной кислоты с металлами, неметаллами, основными оксидами, основаниями, солями, водой.
3. Составьте уравнения реакций оксида фосфора (V) с
а) Na2O б)NaOH в)H2O при нагревании г)H2O без нагревания
Для 2 реакции запишите полное и краткое ионное уравнение.
4. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций ортофосфорной кислоты с:а) Калием; б)оксидом калия; в)гидроксидом калия; г)сульфитом калия
3. Осуществите превращения по схеме:
Сa3(PO4)2 -> P -> PH3 -> P2O5 -> H3PO4 -> Ca3(PO4)2 Назовите вещества
4. Вычислите (в %), какое из фосфорных удобрений: двойной суперфосфат или преципитат богаче фосфором? Химические формулы удобрений найдите в схеме самостоятельно.
5. Красный фосфор — основная модификация, производимая и потребляемая промышленностью. Он применяется в производстве спичек, его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка, при трении спичечной головки в состав который входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение. Происходит реакция
P + KClO3 = KCl + P2O5
Расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса, укажите окислитель, и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
6. Расставьте коэффициенты МЭБ: P + KOH + H2O = PH3 + KH2PO3
7. К 500 мл 32%-й (по массе) HNO3 (ρ = 1,20 г/мл) прибавили 1 л во- ды. Чему равна массовая доля HNO3 в полученном растворе?
Подготовьте доклад, реферат или презентацию на тему:
· «Биологическая роль азота и фосфора. Применение в медицине и народном хозяйстве азота, фосфора и их соединений».
· «Фосфор, аллотропия фосфора, физические и химические свойства».
· «Оксиды фосфора. Фосфористая кислота и ее соли. Фосфорная кислота и ее соли».
Список рекомендуемой литературы:
1. Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Неорганическая химия. Ростов-н/Д. Феникс, 2005
2. Бабков, А.В. Общая и неорганическая химия [Текст]: учебник / А.В. Бабков, Т.И. Барабанова, В.А. Попков. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 384 с.
