химия 11 класс

Оксиды и гидроксиды металлов - ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА - ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ХИМИИ 11 класс - поурочные разработки - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока - химия

Цели урока: научить составлять формулы оксидов и гидроксидов металлов, сравнивать их свойства, учитывая положение в ПСХЭ Д. И. Менделеева, степени окисления и радиусы ионов; закрепить знания особенностей свойств оксидов и гидроксидов, образованных металлами побочных подгрупп; дать представление о длинно-периодной периодической системе и появлении укороченной.

Основные понятия: оксиды, гидроксиды, амфотерность оксида, амфотерность гидроксида.

Оборудование: AlCl₃, NH₃, Н₂O, КОН.

Ход урока

I. Обсуждение вопросов домашнего задания

№ 5 § 18.

При определении положения металла в ряду напряжений учитывается не только энергия отрыва электронов от отдельных атомов, но и энергия, затраченная на разрушение кристаллической решетки, а также энергия, выделяющаяся при гидратации ионов.

Пример: литий более активен в водных растворах, чем натрий (в ПСХЭ натрий по положению более активный, чем металл). Дело в том, что энергия гидратации ионов Li⁺ значительно больше, чем энергия гидратации ионов Na⁺, поэтому первый процесс является энергетически более выгодным.

№ 6 § 18

Наиболее активным является К, т. к. в ряду напряжений металлов он расположен левее всех предложенных металлов. Он является более сильным восстановителем.

№ 8 § 18

Полностью растворяется в разбавленной серной кислоте хромель (Ni, Сr, Со, Fe). Все металлы в ряду напряжений металлов расположены левее водорода и вытесняют его из разбавленных кислот.

II. Тест

Ответы на вопросы теста

III. Самостоятельная работа

Ответы на вопросы самостоятельной работы

IV. Изучение нового материала

План изложения

1. Оксиды, образованные металлами, особенности их свойств в зависимости от С.О. элемента и радиуса иона; изменение свойств оксидов элементов в периодах и в группах, главных подгруппах.

2. Гидроксиды, образованные оксидами металлов; изменение характера гидроксида в зависимости от С.О. элемента и радиуса его иона.

3. Характер оксидов и гидроксидов, образованных металлами побочных подгрупп. ПСХЭ длиннопериодная и укороченная.

Все металлы образуют солеобразующие оксиды. Однако одни оксиды проявляют свойства основных оксидов, а другие проявляют кислотно-основные, то есть амфотерные свойства. От чего это зависит? Следует знать следующее — металл, проявляющий С.О. +1, +2 образует оксиды основного характера, т. к. это типичные металлы, которые расположены в I и II группах, главных подгруппах.

Пример: 1 группа, главная подгруппа представлена элементами Li, Na, К, Rb, Cs, Fe. К концу группы главной подгруппы у элементов возрастает атомный радиус. При отдаче электрона с внешнего уровня образуются катионы. С.О. у всех элементов к концу группы не изменяется, а вот характер оксидов — основной, будет усиливаться,

Усиливается основной характер

Возрастает радиус нового элемента

Если рассмотреть изменение свойств оксидов элементов по периоду на примере элементов III периода, то следует отметить, что в атомах этих элементов количество энергетических уровней одинаково, однако изменяется С.О. К концу периода она возрастает, что вызывает уменьшение радиуса иона. Вследствие чего характер оксида изменяется от основного через амфотерный к кислотному.

С.О. возрастает

Радиус иона уменьшается, характер оксида изменяется от основного к амфотерному

Оксидам металлов соответствуют гидроксиды. Если С.О. металлов +1, +2, +3, +4, то они образуют оксиды:  и гидроксиды: 

Характер гидроксида зависит также от С.О. элемента и радиуса иона. Чем больше С.О., тем меньше радиус иона, характер гидроксида в большей степени кислотно-основной, то есть проявляет амфотерность:

в периодах:

Пример: III период.

Гидроксиды: 

Ослабление свойства основания, усиление кислотного свойства

Возрастает С.О.: уменьшается радиус иона; щелочь, основание, амфотерное основание.

в группах, главных подгруппах:

Пример: I группа, главная подгруппа.

С.О. не изменяется

Возрастает радиус иона, усиливаются свойства гидроксидов как оснований

Переходные элементы, расположенные в малых периодах — это Ве (II период), Аl (III период), образуют оксиды BeO, Аl₂O₃ и гидроксиды Ве(ОН)₂ и Аl(ОН)₃ — проявляющие амфотерные кислотно-основные свойства. Что это означает?

Эксперимент

Al(OH)₃: а) получение, б) кислотно-основные свойства.

Основные свойства: взаимодействие с кислотами, оксидами и гидроксидами.

 (эксперимент)

Кислотные свойства: взаимодействие с щелочами и оксидов, и гидроксидов.

и если раствор щелочи, то образуется комплекс

 (эксперимент)

Итак, с увеличением С.О. металла происходит уменьшение радиуса иона металла, свойства оксидов и гидроксидов металлов изменяются от основного к кислотно-основному, а далее проявляют кислотный характер.

У элементов побочных подгрупп изменение С.О. можно рассмотреть на примере одного металла.

Пример: металл хром может проявлять С.О. +2, +3, +6.

 — основной оксид, гидроксид Сr(ОН)₂ — основание;

 — амфотерный оксид, гидроксид Сr(ОН)₃ — амфотерное основание;

 — кислотный оксид, гидроксид Н₂СrO₄, Н₂Сr₂O₇ — кислота.

Нам известно, что С.О. максимальная определяется по номеру группы. Элемент хром расположен в VI группе, побочной подгруппе. Элемент сера также расположен в VI группе, только главной подгруппе. В высшей степени окисления они образуют кислотные оксиды  которым соответствуют кислоты Н₂СrO₄ и H₂SO₄. Знание такого сходства многих элементов позволило Д. И. Менделееву построить укороченную таблицу химических элементов, где в отличие от длиннопериодной кроме групп появились подгруппы главная и побочная. Все элементы одной группы проявляют максимальную валентность, С.О. соответственно равна номеру группы.

Вернемся к примеру с хромом.

 — оксиды

 — гидроксиды

1) Что происходит со С.О.?

Ответ: С.О. возрастает.

2) Как вы думаете, а радиус иона как изменяется?

Ответ: радиус иона хрома с увеличением С.О. уменьшается.

3) Как эти изменения сказываются на свойствах соединения?

Ответ: происходит изменение свойств оксидов и гидроксидов от основного, через амфотерный к кислотным.

V. Обобщения и выводы

1. Всем типичным металлам соответствуют оксиды основного характера, а их гидроксиды — основания;

2. Переходные металлы d-элементы образуют несколько оксидов и гидроксидов. В зависимости от изменения С.О. и радиуса иона в данных соединениях свойства изменяются. При увеличении С.О. радиус иона уменьшается, ослабевают основные свойства, нарастают кислотно-основные, а затем кислотные как у оксидов, так и у гидроксидов.

3. В одной группе ПСХЭ Д.И. Менделеева, но в разных подгруппах расположены элементы, у которых валентность максимальная. С.О. соответственно равна номеру группы.

VI. Домашнее задание

§ 18, с. 206-207. № 4, 10 с. 223.

VII. Закрепление

Задание: Составить формулу оксида и гидроксида хрома (III). Уравнениями реакций подтвердить их амфотерность.

Ответ: Сr₂O₃ — оксид хрома (II).

 — основной оксид взаимодействия с кислотой.

 — кислотный оксид взаимодействия с щелочью.

 — гидроксил хрома (III).

 — осадок исчезает.

Гидроксид хрома — основание, взаимодействует с кислотой.

 — осадок исчезает.

Гидроксид хрома проявляет кислотные свойства, т. к. взаимодействует с растворами щелочи.