Разделы: Химия , Конкурс «Презентация к уроку»
Презентация к уроку
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Девиз урока:
"Фосфор-элемент жизни и мысли" .
А.Е.Ферсман
Цели урока: Изучить физические и химические свойства фосфора, оксида фосфора. Закрепить понятие аллотропии на примере аллотропных модификаций фосфора.
Ход урока
I. И.В. Информационный ввод учащихся:
Ознакомление с темой урока. Вопросы к теме урока (слайд 4)
II. Изучение нового материала. Беседа учителя по следующим темам:
а). Открытие фосфора. (слайд 5)
в) Строение атома фосфора (слайд 6)
г) Нахождение фосфора в природе (слайд 7)
д) Физические свойства. Аллотропные модификации фосфора (слайд 8)
III. Химические свойства фосфора. Самостоятельная работа учащихся (слайд 9) (учащиеся сами определяют окислительно-восстановительную двойственность фосфора, составляют уравнения окислительно-восстановительных реакций, характеризующих химические свойства фосфора-окислителя и фосфора-восстановителя)
IV. Физические свойства оксида фосфора. Аналитические выводы учащихся о характере оксида фосфора (V). Составление уравнений реакций. (слайд 10)
V. Сообщения учащихся по темам: биологическое значение фосфора, круговорот фосфора в природе, применение фосфора и его соединений. (слайды 11,12,13).(Учитель заранее дает учащимся темы сообщений).
VI. Текущий контроль знаний. Работа по тестам темы в форме подготовки к ГИА.
VII. Разминка. Игра-эстафета. (слайд 14)
VIII. Итоги урока. Оценка результатов тестов, химической эстафеты, устных и письменных ответов учащихся. Выводы к уроку. (слайд 15).
IX. Домашнее задание параграф 35, составить уравнения реакций взаимодействия фосфора с галогенами, с серой, с металлическим магнием.
VII. Дом. зад. (слайд 16).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Фосфор расположен в третьем периоде V группы главной (А) подгруппы Периодической таблицы.
Относится к элементам p -семейства. Неметалл. Обозначение - P. Порядковый номер - 15. Относительная атомная масса - 30,974 а.е.м.
Электронное строение атома фосфора
Атом фосфора состоит из положительно заряженного ядра (+15), внутри которого есть 15 протонов и 16 нейтронов, а вокруг, по трем орбитам движутся 15 электронов.
Рис.1. Схематическое строение атома фосфора.
Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:
15 P) 2) 8) 5 ;
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .
Внешний энергетический уровень атома фосфора содержит 5 электронов, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:
Каждый валентный электрон атома фосфора можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m l (магнитное) и s (спиновое):
|
Подуровень |
||||
Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что степень окисления фосфора равна +3. Так как на третьем уровне есть вакантные орбитали 3d -подуровня, то для атома фосфора характерно наличие возбужденного состояния:
Именно поэтому для фосфора также характерна степень окисления +5.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
ПРИМЕР 2
| Задание | Элемент состоит из двух изотопов в соотношении 2:3. Ядро первого изотопа содержит 10 протонов и 10 нейтронов. Определите атомную массу второго изотопа, если средняя относительная масса элемента равна 21,2. В ответе укажите на сколько нейтронов больше в ядре атома второго изотопа. |
| Решение | Относительная атомная масса первого изотопа равна:
A 1 = Z +n = 10 + 10 = 20 а.е.м. Относительную атомную массу второго изотопа обозначим через A 2 . Средняя относительная атомная масса элемента определяется суммой масс его изотопов с учетом их количества. Составим уравнение: A ср ×5 = A 1 ×2 + A 2 ×3; 21,5 ×5 = 20 ×2 + A 2 ×3; A 2 = 22 а.е.м. В ядре атома второго изотопа 10 протонов, следовательно, число, нейтронов будет равно n= A- Z =.22 — 10= 12. По условию задачи в ядре атома первого изотопа было 10 нейтронов. Значит, ядро атома второго изотопа содержит на два нейтрона больше, чем ядро первого изотопа. |
| Ответ | Относительная атомная масса второго изотопа равна 22 а.е.м. |
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Фосфор, строение атома, аллотропия, химические свойства фосфора. Оксид фосфора(V)
2 слайд
Описание слайда:
3 слайд
Описание слайда:
1. Изучить физические и химические свойства фосфора, оксида фосфора. Закрепить понятие аллотропии на примере аллотропных модификаций фосфора. 3. Развивать интерес к предмету, формирование диалектико-материалистического мировоззрения учащихся, рассматривая круговорот фосфора в природе. 2. Способствовать развитию у учащихся умения анализировать, обобщать, систематизировать полученные знания.
4 слайд
Описание слайда:
1 Открытие фосфора(1669год –немецкий химик Х. Бранд). 2. Строение атома фосфора. 3. Нахождение в природе. 4. Физические свойства. Аллотропные модификации фосфора. 5. Химические свойства фосфора. Окислительно-восстановительная двойственность. 6. Оксид фосфора(V), физические и химические свойства. 7. Биологическое значение фосфора. Круговорот фосфора в природе. Применение фосфора и его соединений.
5 слайд
Описание слайда:
Фосфор (Phosphorus, от греч. Phoros – несущий свет). Бывший немецкий солдат, а затем алхимик Хёниг Бранд решил разбогатеть. Он бродил по городу Гамбургу в поисках способа поправить свои дела, и в пивной познакомился с алхимиком, который поведал ему, что существует некий "философский камень", превращающий железо и свинец в золото. А искать этот камень надо в человеческом теле и в том, что из него исходит, например в моче... Потрясенный услышанным, Бранд тайно собирал в солдатских казармах этот "человеческий продукт" и порциями его выпаривал. Сухие остатки он объединил и, прокаливая их с углем, внезапно увидел в сосуде белый дым, светящийся в темноте. Так в 1669 году был получен белый фосфор - первый неметалл, открытие которого задокументировано и имеет определенную дату.
6 слайд
Описание слайда:
7 слайд
Описание слайда:
Фосфор - один из наиболее распространённых элементов в земной коре (0,093% по массе).В свободном состоянии в природе фосфор не встречается из-за высокой химической активности. В связанном виде он входит в состав около 200 минералов, главным образом апатитов Ca3(PO4)2*CaCl2 (хлорапатит), Ca3(PO4)2*CaF2 (фторапатит), а также фосфоритов Ca3(PO4)2. Большие запасы апатитов находятся на Кольском полуострове. Фосфор входит в состав растительных и животных белков. Содержание фосфора в тканях мозга составляет 0,38%, в мышцах 0,27%. фторапатит фосфорит хлорапатит
8 слайд
Описание слайда:
Черный фосфор Красный фосфор Белый фосфор Фосфор образует несколько аллотропных модификаций. Главные из них: белый, красный и черный фосфор. Белый фосфор –кристаллический порошок, имеет молекулярную кристаллическую решетку. Он не растворяется в воде, но растворяется в органических растворителях, летуч. Белый фосфор – сильный яд. При обычных условиях окисляется кислородом воздуха, окисление фосфора сопровождается свечением, которое хорошо заметно в темноте. Красный фосфор- порошок темно – красного цвета, он не ядовит, нелетуч. Взаимодействует с кислородом только при поджигании. Имеет атомную кристаллическую решетку. При давлении12∙108 Па переходит в черный фосфор. Черный фосфор образуется из белого при высоком давлении. По внешнему виду он похож на графит, имеет атомную кристаллическую решетку, обладает полупроводниковыми свойствами.
9 слайд
Описание слайда:
Химические свойства фосфора В химических реакциях фосфор проявляет окислительно-восстановительную двойственность. Фосфор взаимодействует с металлами, галогенами, серой, кислородом. (Данные уравнения реакций будут предложены к выполнению учащимися в домашнем задании) С солями –окислителями фосфор реагирует с сильным взрывом, что может привести к несчастному случаю, его нельзя смешивать с бертолетовой солью: 6Р +5KCIO3→ 3 P2O5 +5KCI Эта реакция используется в производстве спичек. Составить схемы электронного баланса данных реакций. 2P0+3Ca0=Ca3+2P2–3 окислитель восстановитель 4P0+5O20=2P2+5O5–2 восстановитель окислитель окислитель восстановитель Р+Са→Ca3P2 Р+О2→P2O5 окислитель восстановитель Р+Са→Ca3P2 Р+О2→P2O5 P+3e–®P–3 2 Ca-2e–®Ca+2 3 P0-5e–®P+5 4 O20+4e–®2O–2 5
10 слайд
Описание слайда:
Оксид фосфора (V) Р2О5 –белое кристаллическое веществ. Он не может быть получен дегидратацией фосфорной кислоты из-за высокой экзотермичности его реакции с водой. На этом основано его практическое применение как осушителя. Взаимодействует с водой при нагревании,образуя ортофосфорную кислоту. Оксид фосфора (V) Р2О5 Сделайте сами вывод о характере этого оксида,выберите уравнения возможных реакций, характерных для него: Оксид фосфора (V) реагирует с: а)водой, б)гидрооксидом калия в)оксидом углерода(ΙV) г)железом д)оксидом бария Уравнения возможных реакций составьте в тетради.
11 слайд
Описание слайда:
Соединения фосфора- обязательная составляющая растений, животных, человека. В растениях фосфор содержится главным образом в семенах, плодах: В организме человека и животных- в скелете,мышечной,нервной ткани.
12 слайд
Описание слайда:
Растения поглощают необходимый им фосфор из почвы. Животные получают его с растительной пищей.После отмирания растений и животных органические фосфоросодержащие соединения превращаются в неорганические –фосфаты под воздействием фосфоробактерий. Недостаток фосфора в почве не восполняется естественным путем, поэтому необходимо вносить фосфоросодержащие удобрения в почву.
13 слайд
Описание слайда:
14 слайд
Описание слайда:
А1 Электронная конфигурация 1S22S22P63S23P6 соответствует частице: 1) Р+3 2) Р-3 3) Р+5 4) N-3
15 слайд
Описание слайда:
А2 С какими из перечисленных веществ не реагирует оксид фосфора (V): вода оксид кальция гидроксид натрия 4) оксид серы (VΙ)
16 слайд
Описание слайда:
А3 Какие из приведенных суждений верны: А Фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый, красный и черный Б Все аллотропные модификации фосфора имеют атомные кристаллические решетки 2) Верно только Б 3) Верны оба утверждения 4) Оба утверждения неверны Верно только А
17 слайд
Фосфор (Р) - элемент VA группы, которую составляют также азот, сурьма, мышьяк, висмут. Название, происходящее от греческих слов, означает в переводе «несущий свет».
В природе фосфор встречается только в связанном виде. Основные минералы, содержащие фосфор: апатиты - хлорапатит 3Ca3(PO4)2*Ca(Cl)2 или фторапатит 3Ca3(PO4)2*Ca (F)2 и фосфорит 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2. Содержание в земной коре - примерно 0,12 массовых %.
Фосфор является жизненно важным элементом. Его биологическую роль сложно переоценить, ведь он входит в состав таких важных соединений, как белки и аденозинтрифосфат (АТФ), содержится в тканях животных (например, фосфорные соединения отвечают за сокращения мышечной ткани, а содержащийся в костях фосфат кальция обеспечивает прочность скелета), содержится он также и в тканях растений.
История открытия
Открыть фосфор в химии удалось во второй половине XVII века. Чудотворный носитель света (лат. phosphorus mirabilis), как было названо вещество, получалось из человеческой мочи, кипячение которой приводило к получению из жидкой субстанции воскоподобного светящегося в темноте вещества.
Общая характеристика элемента
Общая электронная конфигурация валентного уровня атомов элементов VA группы ns 2 np 3 . В соответствии со строением внешнего уровня в соединения элементы этой группы входят в степенях окисления +3 или +5 (главная, особенно устойчивая степень окисления фосфора), однако фосфор может иметь и другие степени окисления, например, отрицательную -3 или +1.
Электронная конфигурация атома фосфора 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 . Радиус атома 0,130 нм, электроотрицательность 2,1, относительная атомная (молярная) масса 31.
Физические свойства
Фосфор в виде простого вещества существует в виде аллотропных модификаций. Самыми устойчивыми аллотропными модификациями фосфора являются так называемые белый, чёрный и красный фосфор.
- Белый (формулу можно записать как P4)
Молекулярная кристаллическая решётка вещества состоит из четырёхатомных тетраэдрических молекул. Химическая связь в молекулах белого фосфора - ковалентная неполярная.
Основные свойства данного чрезвычайно активного вещества:
Белый P является сильнейшим смертельным ядом.
- Жёлтый
Жёлтым называют неочищенный белый фосфор. Это ядовитое и пожароопасное вещество.
- Красный (Рn)
Вещество, представляющее собой большое количество атомов P, которые связаны в цепи сложной структуры, является так называемым неорганическим полимером.
Свойства красного фосфора резко отличаются от свойств белого P: не обладает свойством хемилюминесценции, растворить его удаётся лишь в некоторых расплавленных металлах.
На воздухе, вплоть до температуры 240-250°С, не воспламеняется, но способен к самовоспламенению при трении или ударе. В воде, бензоле, сероуглероде и других веществах это вещество не растворяется, но растворим в трибромиде фосфора, окисляется на воздухе. Не ядовит. В присутствии влаги воздуха постепенно окисляется, образуя оксид.
Также, как и белый, переходит при нагревании до 200°C и под очень высоким давлением в чёрный P.
- Чёрный (Рn)
Вещество представляет собой также неорганический полимер, имеющий слоистую атомную кристаллическую решётку и является наиболее устойчивой модификацией.
Чёрный P - вещество по внешнему виду напоминающее графит. Совершенно нерастворим в воде и органических растворителях. Поджечь его можно, только раскалив до 400°C в атмосфере чистого кислорода. Чёрный P проводит электрический ток.
Таблица физических свойств
Химические свойства
Фосфор, являясь типичным неметаллом, реагирует с кислородом, галогенами, серой, металлами, окисляются азотной кислотой. В реакциях он может проявлять себя как окислителем, так и восстановителем.
- горение
Взаимодействие с кислородом белого P приводит к образованию оксидов Р2О3 (оксид фосфора 3) и Р2О5 (оксид фосфора 5), причём первый образуется при недостатке кислорода, а второй - при избытке:
4Р + 3О2 = 2Р2О3
4Р + 5О2 = 2Р2О5
- взаимодействие с металлами
Взаимодействие с металлами приводит к образованию фосфидов, в которых P находится в степени окисления -3, то есть в этом случае он выступает в роли окислителя.
с магнием: 3Mg + 2P = Mg3P2
с натрием: 3Na + P = Na3P
с кальцием: 3Ca + 2P = Ca3P2
с цинком: 3Zn + 2P = Zn3P2
- взаимодействие с неметаллами
С более электроотрицательными неметаллами P взаимодействует как восстановитель, отдавая электроны и переходя в положительные степени окисления.
При взаимодействии с хлором образуются хлориды:
2Р + 3Cl2 = 2PCl3 — при недостатке Cl2
2Р + 5Cl2 = 2PCl5 — при избытке Cl2
Однако с йодом возможно образование только одного йодида:
2Р + 3I2 = 2PI3
С другими галогенами возможно образование соединений 3-х и 5-ти валентного Р в зависимости от соотношения реагентов. При реакции с серой или фтором также образуются два ряда сульфидов и фторидов:
- взаимодействие с кислотами
3P + 5HNO3(разб.) + H2O = 3H3PO4 + 5NO
P + 5HNO3(конц.) = H3PO4 + 5NO2 + H2O
2P + 5H2SO4(конц.) = 2H3PO4 + 5SO2 + H2O
С другими кислотами P не взаимодействует.
- взаимодействие с гидроксидами
Белый фосфор способен реагировать при нагревании с водными растворами щелочей:
P4 + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2
2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)
В результате взаимодействия образуется летучее водородное соединение - фосфин (РН3), в котором степень окисления фосфора=-3 и соли фосфорноватистой кислоты (Н3РО2) - гипофосфиты, в которых Р находится в нехарактерной степени окисления +1.
Соединения фосфора
Рассмотрим характеристики соединений фосфора:
Способ получения
В промышленности Р получают из природных ортофосфатов при температуре 800–1000°С без доступа воздуха с применением кокса и песка:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P
Получающийся пар конденсируется при охлаждении в белый Р.
В лаборатории для получения Р особой чистоты используют фосфин и тирхлорид фосфора:
2РН3 + 2РCl3 = P4 + 6HCl
Области применения
В основном Р расходуется для производства ортофосфорной кислоты, которую используют в органическом синтезе, в медицине, а также для получения моющих средств, из её солей получают удобрения.
h2po3-такого соединения нет
Фосфор (Р) - типичный неметалл с относительной атомной массой 31. Строение атома фосфора определяет его активность. Фосфор легко вступает в реакции с другими веществами и элементами.
Строение
Строение атома элемента фосфора отражено в периодической таблице Менделеева. Фосфор расположен под 15 номером в пятой группе, третьем периоде. Следовательно, атом фосфора состоит из положительно заряженного ядра (+15) и трёх электронных оболочек, на которых находится 15 электронов.
Рис. 1. Положение в таблице Менделеева.
Графически расположение строение атома выглядит следующим образом:
- +15 P) 2) 8) 5 ;
- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .
Фосфор относится к р-элементам. На внешнем энергетическом уровне в возбуждённом состоянии располагается пять электронов, которые определяют валентность элемента. В обычном состоянии внешний уровень остаётся незавершённым. Три неспаренных электрона указывают на степень окисления (+3) и третью валентность. Фосфор легко переходит из обычного в возбуждённое состояние.
Рис. 2. Строение фосфора.
Ядро состоит из 15 протонов и 16 нейронов. Чтобы посчитать количество нейронов, необходимо вычесть из относительной атомной массы порядковый номер элемента - 31-15=16.
Аллотропия
Фосфор имеет несколько аллотропических модификаций, отличающихся строением кристаллической решётки:
- белый - ядовитое вещество, напоминающее воск, светится в темноте, т.к. окисляется при низких температурах;
- жёлтый - неочищенный белый фосфор (имеет примеси);
- красный - менее ядовитое вещество, чем белый или жёлтый фосфор, не воспламеняется и не светится;
- чёрный - похожее на графит вещество с металлическим блеском, проводит электрический ток, может переходить в металлический фосфор.
Рис. 3. Виды фосфора.
Белый фосфор - наиболее активная модификация элемента, которая быстро окисляется на воздухе, поэтому белый фосфор хранят под водой.
Свойства
Фосфор образует:
- фосфорную кислоту (H 3 PO 4);
- оксиды P 2 O 5 и P 2 O 3 ;
- фосфин - летучее ядовитое соединение с водородом (PH 3).
Фосфор реагирует c простыми веществами - металлами и неметаллами, проявляя окислительно-восстановительные свойства. Основные реакции с фосфором описаны в таблице.
Фосфор образует около 200 минералов, один из которых - апатит. Фосфор входит в состав жизненно важных соединений - фосфолипидов, которые составляют все клеточные мембраны.
Что мы узнали?
Рассмотрели схему строения атома фосфора. Формула атома - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 . Элемент может переходить в возбуждённое состояние с валентностью V. Известно несколько модификаций фосфора - белый, жёлтый, красный, чёрный. Самый активный - белый фосфор - способен самовоспламеняться в присутствии кислорода. Элемент реагирует со многими металлами и неметаллами, а также с кислотами, основаниями и водой.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 3.9 . Всего получено оценок: 104.
