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 № 420
Приложение № 521
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
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
- 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
Доска
Демонстрационные таблицы «Неметаллы»
Мультимедийный проектор.
Мультимедийная презентация «Неметаллы»
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 –
Тема 3.5.
Неметаллы
Фармакология
(соединения неметаллов)
Физика
(кристаллы)
Биология
(химический состав клетки)
15