Генетическая связь между. Генетическая связь между классами неорганических веществ. Что мы узнали

Урок по химии в 8-м классе по теме: "Генетическая связь между основными классами неорганических соединений"

Девиз урока:

« Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому постоянный контроль опытом необходим».

Майкл Фарадей.

ЦЕЛЬ . На конкретных примерах доказать существование генетической связи между основными классами неорганических веществ.

Задачи:

Обучающие : систематизировать знания учащихся о составе и свойствах основных классов неорганических веществ.

Развивающие : развивать умения ставить проблемы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; развивать предметные компетентности и способность к адекватному само- и взаимоконтролю.

Воспитательные : продолжить формирование научного мировоззрения обучающихся; воспитывать наблюдательность, внимание, инициативу.

Методы: проблемный, исследовательский, словесный.

Формы работы : групповая, индивидуальная работа,самопрверка, взаимопроверка результатов самостоятельной работы в группе, выставление отметок.

Оборудование : мультимедиапроектор, экран, презентация, штатив с пробирками, компетентностно-ориентированные задания.

Реактивы : натрий, вода, фенолфталеин, соляная кислота, оксид кальция, сульфат меди, гидроксид натрия.

Ход урока .

I.ОРГАНИЗАЦИОННО - МОТИВАЦИОННЫЙ ЭТАП

1.1 Оргмомент.

1.2 Актуализация знаний

Проводится эвристическая беседа с классом по пройденному материалу.

Какие вещества нас окружают в повседневной жизни? (Простые и сложные)

Какие простые вещества вам известны? (металлы и неметаллы)

Какие сложные вещества? (оксиды, основания, кислоты, соли) Что такое оксид? Какие бывают оксиды? Приведите примеры. Что такое кислота? Какие бывают кислоты? Приведите примеры. Что такое основание? Какие бывают основания? Примеры. Что такое соль? Каких солей мы знаем?

Постановка проблемы. Материальный мир, в котором мы живем и крохотной частичкой которого мы являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Все в нем находится в непрерывном движении, в непрерывном химическом превращении. Бесконечно из одних веществ получаются другие. Все в нем взаимосвязано и взаимообусловлено. Это всеобщий закон природы.

Я предлагаю вам подтвердить или опровергнуть его.

Вам даны вещества: ВaO, P , NaCl, H 3 PO 4 , Вa(OH) 2 , Ca 3 (PO4) 2, , H 2 SO 4, ВаSO 4 , Вa, P 2 O 5 .

1. Из веществ, формулы которых предложены, выберите те, которые можно объединить в две группы.

Остановимся на том варианте, где учащиеся увидят формулы веществ, содержащих один и тот же элемент.

2. Попробуйте распределить их в два ряда по усложнению состава, начиная с простого вещества. Получили две цепи:

Ba BaO Ba(OH) 2 Ва SO 4

P P 2 O 5 H 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2

Учитель: В каждой цепи есть общее - это химические элементы - Ba и P, они переходят от одного вещества к другому (как бы по наследству).

Учитель: Почему вы похожи на родителей, ваши родители на своих и т.д?

Ученик: Родственники обладают сходными признаками, которые передаются по наследству.

Вопрос: А что является носителем наследственной информации?

Ученик: Ген.

Учитель: Как вы думаете, какой элемент будет являться «геном» для данной цепи?

Ученик: Ва и Р

Учитель: Поэтому цепи или ряды называются генетическими.

Тема нашего урока: «Генетическая связь между основными классами неорганических соединений»

Генетической связью между веществами называется такая связь, которая основывается на их взаимопревращениях, она отражает единство происхождения веществ, другими словами – генезис.

Обладая знаниями о классах простых веществ, можно выделить два генетических ряда:

1) Генетический ряд металлов

2) Генетический ряд неметаллов.

Генетический ряд металлов раскрывает взаимосвязанность веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.

Генетический ряд металлов бывает двух видов.

1. Генетический ряд металлов, которым в качестве гидроксида соответствует щелочь. Такой ряд может быть представлен подобной цепочкой превращений:

металл → основной оксид → основание (щелочь) → соль

Возьмем для примера генетический ряд кальция:

Ca → CaO → Ca ( OH ) 2 → C а SO 4 .

2. Генетический ряд металлов, которым соответствуют нерастворимые основания. В данном ряде больше генетических связей, т.к. он более полно отражает идею прямых и обратных превращений (взаимных). Такой ряд можно изобразить очередной цепочкой превращений:

металл → основной оксид → соль → основание → основной оксид → металл.

Возьмем для примера генетический ряд меди:

Cu → CuO → CuCl 2 → Cu (OH) 2 → CuO → Cu.

Генетический ряд неметаллов раскрывает взаимосвязь веществ различных классов, в основе которых лежит один и тот же неметалл.

Давайте выделим еще две разновидности.

1. Генетический ряд неметаллов, которым в качестве гидроксида соответствует растворимая кислота, может быть изображен в виде следующей линии превращений:

неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.

Возьмем для примера генетический ряд фосфора:

P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4 ) 2 .

2. Генетический ряд неметаллов, которым соответствует нерастворимая кислота, может быть изображен очередной цепочкой трансформаций:

неметалл → кислотный оксид → соль → кислота → кислотный оксид → неметалл.

Поскольку из рассмотренных нами кислот нерастворимой является исключительно кремниевая кислота, давайте рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния:

Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si.

Итак, давайте подведем итоги и выделим самую основную информацию.

Опыт №1 Na → NaOH → NaCL берем Na добавляем воду получаем гидроксид Na добавляем индикатор фенофталеин доказываем что это щелочь осторожно добавляем соляную кислоту. Происходить реакция нейтрализации. Раствор обесцвечивается, образуется соль и вода. Давайте напишем уравнения реакции.

Опыт №2 Инструкция1 .(Соблюдайте технику безопасности!)

1. В пробирку берем оксид кальция добавляем воду получаем гидроксид кальция Ca ( OH ) 2 добавляем индикатор фенофталеин осторожно добавьте серную кислоты. Что наблюдаете? Составьте уравнение химической реакции

CaO → Ca ( OH ) 2 → C а SO 4

Опыт №3 CuSO 4 → Cu ( OH ) 2 → CuO

Стимул: В природе все взаимосвязано и все вещества имеют родственные (генетические) связи. Докажите это опытным путем.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

Обучающиеся выполняют задание « Найди родственников»

Задание « Найди родственников»

Из перечня формул составьте генетический ряд.

1 вариант : Ca(OH) 2 , CI 2, Ca, P, CaCO 3 , NaOH, CaO, CO 2.

2 вариант : AI , NaOH, AI(OH) 3 , CaO, CO 2 , AI 2 O 3 , P, AICI 3

3.2. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Формулировка вывода:

Все в природе взаимосвязано, поэтому и в химии все вещества взаимосвязаны друг с другом и из одних можно получить другие .

3.3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Повторить тему: «Основные классы неорганических соединений» §, составить уравнения реакций к цепочкам, которые вы составили при выполнении задания «Найди родственников».

Между простыми веществами, оксидами, основаниями, кислотами и солями существует генетическая связь, а именно – возможность их взаимного перехода (превращения).

Например, простое вещество – кальций в результате взаимодействия с кислородом превращается в оксид: 2Ca+O 2 = 2CaO.

Оксид кальция при взаимодействии с водой образует гидроксид кальция CaO+H 2 O=Ca(OH) 2, а последний при взаимодействии с кислотой превращается в соль:Ca(OH) 2 +H 2 SO 4 =CaSO 4 + 2H 2 O.

Эти превращения можно представить схемой:

Ca→ CaO→ Ca(OH) 2 →CaSO 4

Подобную схему можно записать и для неметалла, например, серы:

S→SO 3 →H 2 SO 4 →CaSO 4

Итак, различными путями получена одна и та же соль.

Возможен и обратный переход от соли к другим классам неорганических соединений и простым веществам:

CuSO 4 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu

CuSO 4 + 2NaOН = Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Cu(OH) 2 =CuO+H 2 О

CuO+H 2 =Cu+H 2 O(восстановление меди)

Подобная связь между классами неорганических соединений, основанная на получении веществ одного класса из веществ другого, называется генетической.

Свойства сложных соединений отражает генетическая схема основных классов неорганических соединений (см. рисунок). Она отражает ступени развития неорганического вещества по двум основным линиям – от типичных металлов до типичных неметаллов, обладающих противоположными свойствами.

Металлы, химическим свойством атома которых является способность отдавать электроны, и неметаллы, главным химическим свойством которых является способность их атомов присоединять электроны, противоположные друг другу по свойствам. При усложнении состава веществ эти противоположные тенденции продолжают проявляться.

Типичные металлы и переходные элементы в низшей степени окисления образуют основные оксиды, а типичные неметаллы и переходные элементы в высокой степени окисления образуют противоположные по свойствам кислотные оксиды.

Простые вещества

Амфотерные

Неметаллы

Основные оксиды

Амфотерные

Кислотные

Основания

Амфотерные

гидроксиды

Генетическая схема основных классов неорганических соединений

При дальнейшем усложнении состава веществ образуются гидроксиды, причем основным оксидам соответствуют основания, а кислотным оксидам соответствуют кислоты. Противоположные по свойствам основания и кислоты активно реагируют между собой, образуя соли. Взаимодействие противоположностей является движущей силой реакции. Поэтому основной и кислотный оксиды, основания и кислоты активно взаимодействуют друг с другом, а два кислотных оксида или два основных оксида не взаимодействуют, так как свойства у них близки.

Таким образом, свойства сложного соединения определяются на основе свойств образующего его элементов. Основные закономерности изменения этих свойств обобщены в следующих приложениях (табл. 6).

1. В периодах с увеличением порядкового номера свойства элементов изменяются от металлических к неметаллическим. Увеличивается число электронов на внешнем уровне, возрастает степень окисления элемента, уменьшается радиус атома и иона, увеличивается энергия ионизации и сродство к электрону. В соответствии с этим уменьшаются основные и увеличиваются кислотные свойства оксидов и гидроксидов.

2. В главных подгруппах с увеличением порядкового номера элемента увеличиваются основные свойства оксидов и гидроксидов. Для элементов побочных подгрупп с увеличением порядкового номера характерно более сложное изменение свойств. Сначала металлические свойства усиливаются, а затем уменьшаются.

3. Активным металлам соответствуют оксиды и гидроксиды с сильно выраженными основными свойствами. Самые активные металлы – щелочные и щелочно-земельные. Они образуют растворимые в воде оксиды и сильные растворимые основания – щелочи.

4. Малоактивные металлы (все, кроме щелочных и щелочно-земельных) образуют слабые основания, трудно растворимые в воде:

Cu(OH) 2 ,Fe(OH) 3 .

5. Активным неметаллам соответствуют оксиды и гидроксиды с сильно выраженными кислотными свойствами.

6. Амфотерные металлы образуют амфотерные оксиды и гидроксиды.

7.Если элемент проявляет различные степени окисления, то ему соответствуют оксиды и гидроксиды с различными свойствами.

Дата___________

Урок № 61 Тема : Генетическая связь между простыми веществами, оксидами, основаниями, кислотами и солями. Нахождение и круговорот некоторых неорганических веществ в природе. Соленые озера в РК.

Цель: Систематизировать, обобщить и закрепить знания об основных классах неорганических веществ.

Задачи:

образовательные: закрепить понятия «генетический ряд», «генетическая связь»; научить составлять генетические ряды элементов (металлов и неметаллов), составлять уравнения реакций, соответствующих генетическому ряду; проверить, как усвоены знания о химических свойствах оксидов, кислот, солей, оснований;

развивающие: развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, составлять уравнения химических реакций;

воспитательные: содействовать формированию научного мировоззрения.

Тип урока: комбинированный.

Ход работы

1.Организационно- мотивационный этап.

Психологический настрой на урок.

Настроение бодрое рабочее у всех.

На уроке ждет нас радость и успех!

В каждом деле нам нужны терпение, удача.

И тогда получим мы знания в придачу!

2.Актуализация знаний.

Ребята мы с вами изучили 4 класса неорганических веществ.

Назовите классы.

А сейчас нам предстоит интересная работа.

Деление на группы.

По классам веществ: соли, оксиды, кислоты и основания.

Первое задание называется «Собери рюкзак»

План характеристики вещества:

1.Определение

2.Классификация

3.Примеры

А. Оксиды – это…

В. Кислоты – это…

С. Основания – это…

Д. Соли – это…

Второе задание «Водопад веществ»

Распределите вещества по классам

Al 2 O 3 , Mg(NO 3 ) 2 , H 2 SO 4 ,CO 2 , Ca(OH) 2 , Na 2 O, H 2 CO 3 , Mg, K 2 O, NaCl, KNO 3 , H 2 SiO 3 , MgO, Na 2 SO 4 ,N 2 O 5 , NaOH, Ca, ZnCl 2 , CaCO 3 , Cl 2 O 7 , HCL, AL(OH) 3 , C, ZnSO 4 , AL 2 (SO4) 3 , H 2 SO 3 , Mg(OH) 2 , SiO 2

Третье задание « В пещере колдунов »

Вместо пропусков вставьте формулы веществ и нужные коэффициенты

MgO + …….. = MgCl 2 + H 2 O

……..+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

NaOH + HCl = …….+ H 2 O

3.Изучение нового материала.

Генетические связи - это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.

Генетический ряд – ряд веществ – представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих превращения данных веществ. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Какие виды генетических рядов принято выделять?

Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:

а) Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:

металл →основный оксид → щёлочь → соль

например, генетический ряд калия K → K 2 O → KOH→ KCl

б) Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл → основный оксид → соль→ нерастворимое основание →основный оксид → металл

например: Cu→ CuO → CuCl 2 → Cu(OH) 2 → CuO → Cu

Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:

а) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде: неметалл → кислотный оксид → растворимая кислота → соль.

Например: P→ P 2 O 5 → H 3 PO 4 →Na 3 PO 4

б) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота: неметалл → кислотный оксид → соль→ кислота → кислотный оксид → неметалл

Например: Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si

Групповая работа.

Изучив дополнительный материал к уроку составить кластер соленые озера Казахстана.(10 мин)

Взаимообмен информацией 6 мин

Д\з

Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:

I вариант: ZnSO 4, Zn , ZnO , Zn , Zn (OH ) 2

II вариант : Na 2 SO 4, NaOH , Na , Na 2 O

Итоги урока. Рефлексия.

Родство и взаимосвязь химических превращений подтверждается генетической связью между классами неорганических веществ. Одно простое вещество в зависимости от класса и химических свойств образует цепочку превращений сложных веществ - генетический ряд.

Неорганические вещества

Соединения, не имеющие углеродного скелета, характерного для органических веществ, называются неорганическими или минеральными веществами. Все минеральные соединения классифицируются на две обширные группы:

• простые, состоящие из атомов одного элемента;
• сложные, включающие атомы двух и более элементов.

Рис. 1. Общая классификация веществ.

К простым соединениям относятся:

• металлы (K, Mg, Ca);
• неметаллы (O 2 , S, P);
• инертные газы (Kr, Xe, Rn).

Сложные вещества имеют более разветвлённую классификацию, приведённую в таблице.

Рис. 2. Классификация сложных веществ.

Амфотерные металлы образуют соответствующие оксиды и гидроксиды. Амфотерные соединения проявляют свойства кислот и оснований.

Генетические ряды

Простые вещества - металлы и неметаллы - образуют цепочки превращений, отражающие генетическую связь неорганических веществ. Посредством химических реакций присоединения, замещения и разложения образуются новые более простые или сложные соединения.

Каждое звено цепочки связано с предыдущим наличием простого вещества. Различие между двумя типами генетических рядов заключается в реакции с водой: металлы образуют растворимые и нерастворимые основания, неметаллы - кислоты.

Основные цепочки превращений описаны в таблице.

Вещество	Генетический ряд	Примеры
	Активный металл → основный оксид → щёлочь → соль	2Са + О 2 → 2CaO; CaO + Н 2 О → Ca(ОН) 2 ; Ca(ОН) 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2 O
	Малоактивный металл → основный оксид → соль → нерастворимое основание → основный оксид → металл	2Cu + O 2 → 2CuO; CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O; CuCl 2 + 2KOH → Cu(OH) 2 + 2KCl; Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O; CuO + H 2 → Cu + H 2 O
Неметалл	→ кислотный оксид → растворимая (сильная) кислота → соль	4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 ; P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 ; H 3 PO 4 + 3NaOH → Na 3 PO 4 + 3H 2 O
	→ кислотный оксид → соль → нерастворимая (слабая) кислота → кислотный оксид → неметалл	Si + O 2 → SiO 2 ; SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O; Na 2 SiO 3 + 2HCl → H 2 SiO 3 + 2NaCl; H 2 SiO 3 → SiO 2 + H 2 O; SiO 2 + 2Zn → 2ZnO + Si

Рис. 3. Схема генетической связи между классами.

С помощью цепочки превращения можно получить средние (нормальные) или кислые соли. Комплексные соли могут включать несколько атомов металлов и неметаллов.

Что мы узнали?

Генетическая связь показывает взаимосвязь между классами неорганических веществ. Она характеризуется генетическим рядом - чередой превращений простых веществ. К простым веществам относятся металлы и неметаллы. Металлы образуют растворимые и нерастворимые основания в зависимости от активности. Неметаллы превращаются в сильные или слабые кислоты. Новые сложные вещества ряда образуются реакциями присоединения, замещения и разложения.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 64.