인의 전자 구조. 인: 원자 구조, 화학적 및 물리적 특성. 염소는 염소와 반응하여

섹션: 화학, 대회 "수업 프레젠테이션"

수업 프레젠테이션

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수업 좌우명:

"인 - 생명과 생각의 요소".
A.E. 페르스만

수업 목표: 인, 산화인의 물리화학적 성질을 연구한다. 인의 동소체 변형의 예에서 동소체의 개념을 수정합니다.

얻은 지식을 분석, 일반화, 체계화하는 학생들의 능력 개발을 촉진합니다.

주제에 대한 관심을 키우고 학생들의 변증 법적 물질적 세계관 형성에 기여합니다.

수업 중

I.I.V. 학생들의 정보 입력:

수업 주제 소개. 수업 주제에 대한 질문(슬라이드 4)

II. 새로운 자료 학습.교사는 다음 주제에 대해 이야기합니다.

ㅏ). 인의 발견. (슬라이드 5)

c) 인 원자의 구조(슬라이드 6)

d) 자연에서 인 찾기(슬라이드 7)

e) 물리적 특성. 인의 동소 변형(슬라이드 8)

III. 인의 화학적 성질.학생의 독립적인 작업(슬라이드 9)(학생 스스로 인의 산화 환원 이중성을 결정하고 인 산화제 및 인 환원제의 화학적 특성을 특성화하는 산화 환원 반응 방정식을 작성함)

IV. 산화인의 물리적 특성.인(V) 산화물의 성질에 대한 학생들의 분석적 결론. 반응 방정식을 작성합니다. (슬라이드 10)

V. 주제에 대한 학생들의 메시지:인의 생물학적 중요성 , 자연의 인 순환, 인과 그 화합물의 사용. (슬라이드 11,12,13) ​​(교사는 미리 학생들에게 메시지의 주제를 제공합니다).

VI. 지식의 현재 제어. GIA 준비 형식으로 토픽 테스트를 진행합니다.

VII. 워밍업. 릴레이 게임.(슬라이드 14)

VIII. 수업 결과.테스트 결과 평가, 화학적 릴레이, 학생의 구두 및 서면 응답. 수업 결론. (슬라이드 15).

IX. 숙제단락 35, 인과 할로겐, 황, 금속 마그네슘의 상호 작용 반응에 대한 방정식을 작성하십시오.

VII. 집. 나귀(슬라이드 16).

정의

인주기율표의 주(A) 하위 그룹 V족의 세 번째 기간에 위치합니다.

요소 관련 피-가족들. 비금속. 명칭 - P. 서수 - 15. 상대 원자량 - 30.974 a.m.u.

인 원자의 전자 구조

인 원자는 양전하를 띤 핵(+15)으로 구성되어 있으며 그 안에는 15개의 양성자와 16개의 중성자가 있고 15개의 전자가 3개의 궤도를 돈다.

그림 1. 인 원자의 도식적 구조.

오비탈의 전자 분포는 다음과 같습니다.

15피) 2) 8) 5 ;

1에스 2 2에스 2 2피 6 3에스 2 3피 3 .

인 원자의 외부 에너지 준위는 원자가인 5개의 전자를 포함합니다. 바닥 상태의 에너지 다이어그램은 다음 형식을 취합니다.

인 원자의 각 원자가 전자는 4개의 양자수 집합으로 특징지을 수 있습니다. N(주요 양자), 엘(궤도 함수), ML(자기) 및 에스(회전):

하위 수준

3개의 짝을 이루지 않은 전자의 존재는 인의 산화 상태가 +3임을 나타냅니다. 세 번째 수준에는 빈 궤도가 있기 때문에 3 디-하위 수준이면 인 원자는 여기 상태의 존재를 특징으로 합니다.

이것이 인의 산화 상태가 +5인 이유이기도 합니다.

문제 해결의 예

실시예 1

실시예 2

운동	원소는 2:3의 비율로 두 개의 동위 원소로 구성됩니다. 첫 번째 동위원소의 핵은 10개의 양성자와 10개의 중성자를 포함합니다. 원소의 평균 상대 질량이 21.2인 경우 두 번째 동위원소의 원자 질량을 결정하십시오. 답에 두 번째 동위 원소의 원자핵에 몇 개의 중성자가 더 있는지 표시하십시오.
해결책	첫 번째 동위 원소의 상대 원자 질량은 다음과 같습니다. A 1 \u003d Z + n \u003d 10 + 10 \u003d 20amu 두 번째 동위 원소의 상대 원자 질량은 A 2 로 표시됩니다. 원소의 평균 상대 원자 질량은 동위 원소의 수를 고려하여 동위 원소 질량의 합으로 결정됩니다. 방정식을 만들어 봅시다: A cf ×5 = A1 ×2 + A2 ×3; 21.5 × 5 = 20 × 2 + A2 × 3; 2 = 22amu 두 번째 동위 원소의 원자핵에는 10개의 양성자가 있으므로 중성자의 수는 n = A-Z =.22 - 10 = 12가 됩니다. 문제의 조건에 따르면 10개의 중성자가 있었습니다. 첫 번째 동위 원소 원자의 핵. 이것은 두 번째 동위 원소의 원자핵이 첫 번째 동위 원소의 핵보다 두 개의 중성자를 더 많이 포함한다는 것을 의미합니다.
답변	두 번째 동위 원소의 상대 원자 질량은 22 amu입니다.

개별 슬라이드의 프레젠테이션 설명:

슬라이드 1개

슬라이드 설명:

인, 원자 구조, 동소체, 인의 화학적 성질. 인(V) 산화물

2 슬라이드

슬라이드 설명:

3 슬라이드

슬라이드 설명:

1. 인, 산화인의 물리화학적 성질을 연구한다. 인의 동소체 변형의 예에서 동소체의 개념을 수정합니다. 3. 자연의 인 순환을 고려한 학생들의 변증법적-유물론적 세계관 형성 주제에 대한 관심을 발전시키기 위해. 2. 얻은 지식을 분석, 일반화, 체계화하는 학생들의 능력 개발을 촉진합니다.

4 슬라이드

슬라이드 설명:

1 인의 발견(1669 - 독일 화학자 H. 브랜드). 2. 인 원자의 구조. 3. 자연 속에 있는 것. 4. 물리적 특성. 인의 동소 변형. 5. 인의 화학적 성질. 산화 환원 이중성. 6. 인(V) 산화물, 물리적 및 화학적 특성. 7. 인의 생물학적 중요성. 자연의 인 순환. 인과 그 화합물의 사용.

5 슬라이드

슬라이드 설명:

인 (인, 그리스어에서. Phoros - 나르는 빛). 전 독일 군인이자 연금술사였던 Hoenig Brand는 부자가 되기로 결심했습니다. 그는 자신의 일을 개선할 방법을 찾기 위해 함부르크 시내를 돌아다녔고, 술집에서 연금술사를 만났는데, 그는 그에게 철과 납을 금으로 바꾸는 어떤 "철학자의 돌"이 있다고 말했습니다. 그러나 사람은이 돌을 인체와 그에서 나오는 것, 예를 들어 소변에서 찾아야합니다 ... 그가들은 것에 흔들린 Brand는 비밀리에이 "인간 제품"을 군인 막사에 모아서 부분적으로 증발 시켰습니다. . 그는 마른 잔해를 합치고 석탄으로 소성하면서 갑자기 배에서 흰 연기가 어둠 속에서 빛나는 것을 보았습니다. 그래서 1669 년에 백린 탄이 얻어졌습니다. 최초의 비금속으로 그 발견이 문서화되고 특정 날짜가 있습니다.

6 슬라이드

슬라이드 설명:

7 슬라이드

슬라이드 설명:

인은 지각에서 가장 흔한 원소 중 하나(0.093 질량%) 인은 높은 화학적 활성으로 인해 자연 상태에서 자유 상태로 발견되지 않습니다. 결합 형태로 약 200종의 광물, 주로 인회석 Ca3(PO4)2*CaCl2(염소인회석), Ca3(PO4)2*CaF2(형광인회석) 및 인산염 Ca3(PO4)2에 포함되어 있습니다. 콜라 반도에는 대규모 인회석 매장량이 있습니다. 인은 식물 및 동물 단백질에서 발견됩니다. 인의 함량은 뇌조직에 0.38%, 근육에 0.27%이다. 플루오라파타이트 인회석 클로라파타이트

8 슬라이드

슬라이드 설명:

흑린 인 적린 백린 인은 몇 가지 동소체 변형을 형성합니다. 주요 인은 백린, 적린 및 흑린입니다. 백린탄은 결정성 분말로 분자 결정 격자를 가지고 있습니다. 물에는 녹지 않지만 유기용매에는 녹고 휘발성이다. 백린탄은 강한 독입니다. 정상적인 조건에서 그것은 대기 산소에 의해 산화되고 인의 산화에는 어둠 속에서 명확하게 보이는 빛이 동반됩니다. 적린은 암적색 분말로 독성이 없고 비휘발성이다. 점화될 때만 산소와 상호 작용합니다. 그것은 원자 결정 격자를 가지고 있습니다. 12∙108 Pa의 압력에서 흑린으로 변합니다. 흑린은 고압에서 백색에서 형성됩니다. 외관상 흑연과 유사하고 원자 결정 격자를 가지며 반도체 특성을 가지고 있습니다.

9 슬라이드

슬라이드 설명:

인의 화학적 특성 화학 반응에서 인은 산화환원 이중성을 나타냅니다. 인은 금속, 할로겐, 황, 산소와 상호 작용합니다. (이 반응식은 학생들이 숙제로 완성하도록 제안될 것입니다.) 인은 산화성 염과 반응하여 강한 폭발을 일으켜 사고로 이어질 수 있습니다. 이러한 반응의 전자 균형 다이어그램을 만드십시오. 2P0+3Ca0=Ca3+2P2-3 산화제 환원제 4P0+5O20=2P2+5O5-2 환원제 산화제 산화제 환원제 P+Ca→Ca3P2 P+O2→P2O5 산화제 환원제 P+Ca→Ca3P2 P +O2→P2O5 P+3e– ®P–3 2 Ca-2e–®Ca+2 3 P0-5e–®P+5 4 O20+4e–®2O–2 5

10 슬라이드

슬라이드 설명:

산화인(V) P2O5는 백색 결정질 물질입니다. 인산은 물과 반응하여 발열성이 높기 때문에 탈수 반응으로는 얻을 수 없습니다. 이것은 제습기로서의 실용적인 응용의 기초입니다. 가열하면 물과 반응하여 인산을 형성합니다. 인 (V) 산화물 Р2О5 이 산화물의 특성에 대한 결론을 내리고 가능한 반응식을 선택하십시오. 인 (V) 산화물은 a) 물, b) 수산화 칼륨 c) 일산화탄소 (IV) d) 철 e ) 산화바륨 가능한 반응식을 노트에 적으십시오.

11 슬라이드

슬라이드 설명:

인 화합물은 식물, 동물 및 인간의 필수 구성 요소입니다. 식물에서 인은 주로 씨앗, 과일에서 발견됩니다. 인간과 동물, 골격, 근육 및 신경 조직에서 발견됩니다.

12 슬라이드

슬라이드 설명:

식물은 필요한 인을 토양에서 흡수합니다. 동물은 식물성 식품으로 얻습니다.식물과 동물이 죽은 후 유기 인 함유 화합물은 인산 박테리아의 영향으로 무기 인산염으로 전환됩니다. 토양에 부족한 인은 자연적으로 보충되지 않으므로 인이 함유된 비료를 토양에 시용해야 합니다.

13 슬라이드

슬라이드 설명:

14 슬라이드

슬라이드 설명:

A1 전자 구성 1S22S22P63S23P6은 입자에 해당합니다. 1) Р+3 2) Р-3 3) Р+5 4) N-3

15 슬라이드

슬라이드 설명:

A2 다음 중 산화인(V)과 반응하지 않는 물질은 무엇입니까: 물 산화칼슘 수산화나트륨 4) 산화황(VII)

16 슬라이드

슬라이드 설명:

A3 다음 진술 중 올바른 것은 무엇입니까? A ​​인은 여러 가지 동소체 변형을 형성합니다: 흰색, 빨간색 및 검은색 B 인의 모든 동소체 변형에는 원자 결정 격자가 있습니다. 2) B만 참입니다. 3) 두 진술 모두 참입니다. 4) 두 진술 모두 거짓입니다. A는 참이다

17 슬라이드

인(P)은 질소, 안티몬, 비소, 비스무트로도 구성되는 VA족 원소입니다. 그리스어 단어에서 유래한 이름은 번역에서 "빛을 나르다"를 의미합니다.

자연에서 인은 결합 형태로만 존재합니다. 인을 함유하는 주요 광물: 인회석 - 클로로아파타이트 3Ca3(PO4)2*Ca(Cl)2 또는 플루오로아파타이트 3Ca3(PO4)2*Ca (F)2 및 인회석 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2. 지각의 함유량은 약 0.12질량%이다.

인은 중요한 요소입니다. 동물 조직에서 발견되는 단백질 및 아데노신 삼인산(ATP)과 같은 중요한 화합물의 일부이기 때문에 생물학적 역할을 과대평가하기 어렵습니다(예: 인 화합물은 근육 조직의 수축을 담당하고 인산 칼슘은 뼈는 골격 강도를 제공합니다) 식물 조직에서도 발견됩니다.

발견 역사

인은 17세기 후반에 화학에서 발견되었습니다. 기적적인 빛의 운반체 (lat. 인 mirabilis)는 인간의 소변에서 얻은 물질로 끓으면 액체 물질에서 어둠 속에서 빛나는 왁스 같은 물질이 생성되었습니다.

요소의 일반적인 특성

VA 그룹 ns 2 np 3 요소의 원자 원자가 수준의 일반적인 전자 구성 . 외부 수준의 구조에 따라 이 그룹의 원소는 산화 상태 +3 또는 +5(인의 주요, 특히 안정적인 산화 상태)의 화합물에 포함되지만 인은 다른 산화 상태를 가질 수도 있습니다. 예를 들어 음수 -3 또는 +1입니다.

인 원자의 전자 배열은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 입니다. 원자 반경 0.130 nm, 전기 음성도 2.1, 상대 원자(몰) 질량 31.

물리적 특성

단순 물질 형태의 인은 동소체 변형 형태로 존재합니다. 인의 가장 안정적인 동소체 변형은 소위 백인, 흑인 및 적인입니다.

• 흰색(공식은 P4로 쓸 수 있음)

물질의 분자 결정 격자는 4원자 사면체 분자로 구성됩니다. 백린탄 분자의 화학 결합은 공유 비극성입니다.

이 매우 활동적인 물질의 주요 특성:

White P는 가장 강력한 치명적인 독입니다.

• 노란색

노란색은 정제되지 않은 백린탄입니다. 유독하고 가연성 물질입니다.

• 레드(Pn)

복잡한 구조의 사슬에 연결된 많은 수의 P 원자 인 물질은 소위 무기 고분자입니다.

적린의 특성은 백색 P의 특성과 크게 다릅니다. 화학 발광 특성이 없으며 일부 용융 금속에만 용해될 수 있습니다.

공기 중에서 최대 240-250 ° C의 온도에서 발화하지 않지만 마찰이나 충격에 따라 자체 발화할 수 있습니다. 물, 벤젠, 이황화탄소 및 기타 물질에서 이 물질은 불용성이지만 삼브롬화인에는 용해되며 공기 중에서 산화됩니다. 유독하지 않습니다. 공기 중의 수분이 있으면 점차 산화되어 산화물을 형성합니다.

또한 흰색과 마찬가지로 200°C로 가열하고 매우 높은 압력을 가하면 검은색 P로 변합니다.

• 블랙(Pn)

이 물질은 또한 층상 원자 결정 격자를 갖는 무기 고분자이며 가장 안정적인 변형입니다.

Black P는 외관상 흑연과 유사한 물질입니다. 물과 유기 용제에 완전히 녹지 않습니다. 순수한 산소 분위기에서 최대 400°C까지 가열해야만 발화할 수 있습니다. Black P는 전기를 전도합니다.

물성 표

화학적 특성

인은 대표적인 비금속으로 산소, 할로겐, 황, 금속과 반응하여 질산에 의해 산화된다. 반응에서 산화제와 환원제로 작용할 수 있습니다.

• 연소

백색 P의 산소와의 상호 작용은 산화물 P2O3(산화인 3) 및 P2O5(산화인 5)의 형성을 유도하며, 전자는 산소 부족으로 형성되고 후자는 과량으로 형성됩니다.

4P + 3O2 = 2P2O3

4P + 5O2 = 2P2O5

• 금속과의 상호 작용

금속과의 상호 작용은 P가 -3 산화 상태에 있는 인화물의 형성을 유도합니다. 즉, 이 경우 산화제로 작용합니다.

마그네슘 포함: 3Mg + 2P = Mg3P2

나트륨 포함: 3Na + P = Na3P

칼슘 포함: 3Ca + 2P = Ca3P2

아연 포함: 3Zn + 2P = Zn3P2

• 비금속과의 상호 작용

전기음성도가 더 높은 비금속에서 P는 환원제로 상호 작용하여 전자를 제공하고 양의 산화 상태로 전환합니다.

염소와 상호 작용하면 염화물이 형성됩니다.

2P + 3Cl2 = 2PCl3 - Cl2 부족

2P + 5Cl2 = 2PCl5 - Cl2 초과

그러나 요오드를 사용하면 하나의 요오드화물만 형성될 수 있습니다.

2P + 3I2 = 2PI3

다른 할로겐의 경우 시약의 비율에 따라 3가 및 5가 P 화합물의 형성이 가능합니다. 황 또는 불소와 반응할 때 두 계열의 황화물 및 불화물도 형성됩니다.

• 산과의 상호작용

3P + 5HNO3(dil.) + H2O = 3H3PO4 + 5NO

P + 5HNO3(농축) = H3PO4 + 5NO2 + H2O

2P + 5H2SO4(농축) = 2H3PO4 + 5SO2 + H2O

P는 다른 산과 상호 작용하지 않습니다.

• 수산화물과의 상호 작용

백린탄은 반응할 수 있습니다.알칼리 수용액으로 가열할 때:

P4 + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2

2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)

상호 작용의 결과로 휘발성 수소 화합물이 형성됩니다-인의 산화 상태가 인 \u003d -3 인 포스 핀 (PH3)과 차아 인산 염 (H3PO2)은 차아 인산염이며 P는 특이한 산화 상태에 있습니다. +1.

인화합물

인 화합물의 특성을 고려하십시오.

획득 방법

산업계에서 P는 코크스와 모래를 사용하여 공기 접근 없이 800–1000 ° C의 온도에서 천연 오르토인산염으로부터 얻습니다.

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P

생성된 증기는 냉각 시 백색 R로 응축됩니다.

R을 얻기 위해 실험실에서특수 순도의 포스핀 및 삼염화인이 사용됩니다.

2РН3 + 2РCl3 = P4 + 6HCl

사용 분야

P는 주로 유기 합성, 의약 및 세제 생산에 사용되는 인산 생산에 사용되며 비료는 그 염에서 얻습니다.

h2po3 - 그러한 연결 없음

인(P)은 상대 원자 질량이 31인 전형적인 비금속입니다. 인 원자의 구조는 그 활성을 결정합니다. 인은 다른 물질 및 원소와 쉽게 반응합니다.

구조

인 원소의 원자 구조는 멘델레예프의 주기율표에 반영되어 있습니다. 인은 다섯 번째 그룹, 세 번째 기간의 15번에 위치합니다. 따라서 인 원자는 양전하를 띤 핵(+15)과 15개의 전자가 있는 3개의 전자 껍질로 구성됩니다.

쌀. 1. 주기율표에서의 위치.

그래픽으로 원자 구조의 배열은 다음과 같습니다.

• +15 피) 2) 8) 5 ;
• 1초 2 2초 2 2초 6 3초 2 3초 3 .

인은 p-요소입니다. 외부 에너지 준위, 여기 상태에서는 원소의 원자가를 결정하는 5개의 전자가 있습니다. 정상 상태에서 외부 레이어는 미완성 상태로 유지됩니다. 3개의 짝을 이루지 않은 전자는 산화 상태(+3)와 세 번째 원자가를 나타냅니다. 인은 정상 상태에서 들뜬 상태로 쉽게 넘어갑니다.

쌀. 2. 인의 구조.

핵은 15개의 양성자와 16개의 뉴런으로 구성됩니다. 뉴런의 수를 계산하려면 상대 원자량에서 요소의 일련 번호를 빼야 합니다. - 31-15=16.

동소체

인은 결정 격자의 구조가 다른 몇 가지 동소체 변형을 가지고 있습니다.

• 하얀색-왁스를 닮은 유독 물질, 어둠 속에서 빛납니다, tk. 저온에서 산화합니다.
• 노란색- 미정제 백린탄(불순물 있음);
• 빨간색- 백린 또는 황린보다 독성이 적고 발화하지 않으며 빛나지 않습니다.
• 검은색- 금속 광택을 가진 흑연과 유사한 물질로 전류를 전도하여 금속 인으로 변할 수 있습니다.

쌀. 3. 인의 종류.

백린탄은 가장 활동적인 원소 변성체로서 공기중에서 급속히 산화되기 때문에 백린탄은 물속에 저장된다.

속성

인 형태:

• 인산(H3PO4);
• 산화물 P 2 O 5 및 P 2 O 3 ;
• 포스핀은 수소(PH 3)를 포함하는 휘발성 독성 화합물입니다.

인은 금속 및 비금속과 같은 단순한 물질과 반응하여 산화 환원 특성을 나타냅니다. 인과의 주요 반응은 표에 설명되어 있습니다.

인은 약 200종의 광물을 형성하며 그 중 하나가 인회석입니다. 인은 모든 세포막을 구성하는 필수 화합물인 인지질의 일부입니다.

우리는 무엇을 배웠습니까?

인 원자의 구조 체계를 고려했습니다. 원자의 공식은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 입니다. 원소는 원자가 V로 여기 상태가 될 수 있습니다. 흰색, 노란색, 빨간색, 검은색과 같은 인의 여러 변형이 알려져 있습니다. 가장 활동적인 백린탄은 산소가 있을 때 자발적으로 발화할 수 있습니다. 이 원소는 산, 염기 및 물뿐만 아니라 많은 금속 및 비금속과 반응합니다.

주제퀴즈

보고서 평가

평균 평점: 3.9. 받은 총 평점: 104.