Avsnitt: Kemi, Tävling "Presentation för lektionen"
Presentation för lektionen
Tillbaka framåt
Uppmärksamhet! Förhandsvisningar av bilder är endast i informationssyfte och representerar kanske inte alla funktioner i presentationen. Om du är intresserad av detta arbete, ladda ner den fullständiga versionen.
Lektionens motto:
"Fosfor är elementet i livet och tanken."
A.E.Fersman
Lektionens mål: Studera de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos fosfor, fosforoxid. Förstärk begreppet allotropi genom att använda exemplet med allotropa modifieringar av fosfor.
Under lektionerna
I. I.V. Elevens input:
Introduktion till lektionens ämne. Frågor om lektionens ämne (bild 4)
II. Att lära sig nytt material. Lärarens samtal om följande ämnen:
A). Upptäckt av fosfor. (bild 5)
c) Fosforatomens struktur (bild 6)
d) Hitta fosfor i naturen (bild 7)
e) Fysikaliska egenskaper. Allotropa modifieringar av fosfor (bild 8)
III. Kemiska egenskaper hos fosfor. Elevernas självständiga arbete (bild 9) (studenterna bestämmer själva redoxdualiteten för fosfor, gör upp ekvationer av redoxreaktioner som karakteriserar de kemiska egenskaperna hos fosfor som oxidationsmedel och fosfor som reduktionsmedel)
IV. Fysikaliska egenskaper hos fosforoxid. Elevernas analytiska slutsatser om fosfor(V)oxidens natur. Rita upp reaktionsekvationer. (bild 10)
V. Elevmeddelanden om ämnen: biologisk betydelse av fosfor , fosforcykeln i naturen, användning av fosfor och dess föreningar. (bilder 11,12,13) (Läraren ger eleverna meddelandeämnen i förväg).
VI. Aktuell kunskapskontroll. Arbeta med ämnesprov i form av förberedelser inför Statens tentamen.
VII. Uppvärmning. Stafettspel.(bild 14)
VIII. Lektionssammanfattning. Utvärdering av provresultat, kemisk stafett, muntliga och skriftliga svar av studenter. Slutsatser på lektionen. (bild 15).
IX. Läxa 35, upprätta ekvationer för reaktionerna mellan fosfor och halogener, med svavel och metalliskt magnesium.
VII. Hus. röv(bild 16).
DEFINITION
Fosfor belägen i den tredje perioden i grupp V i huvudundergruppen (A) i det periodiska systemet.
Avser element sid-familjer. Icke-metall. Beteckning - P. Serienummer - 15. Relativ atommassa - 30.974 amu.
Elektronisk struktur av fosforatomen
Fosforatomen består av en positivt laddad kärna (+15), inuti vilken det finns 15 protoner och 16 neutroner, och 15 elektroner rör sig i tre banor.
Figur 1. Schematisk struktur av fosforatomen.
Fördelningen av elektroner mellan orbitaler är som följer:
15 P) 2) 8) 5 ;
1s 2 2s 2 2sid 6 3s 2 3sid 3 .
Fosforatomens yttre energinivå innehåller 5 elektroner, som är valenselektroner. Energidiagrammet för grundtillståndet har följande form:
Varje valenselektron i en fosforatom kan karakteriseras av en uppsättning av fyra kvanttal: n(huvudkvantum), l(orbital), m l(magnetisk) och s(snurra):
|
Undernivå |
||||
Närvaron av tre oparade elektroner indikerar att oxidationstillståndet för fosfor är +3. Eftersom det på den tredje nivån finns lediga orbitaler 3 d-subnivå, då kännetecknas fosforatomen av närvaron av ett exciterat tillstånd:
Det är därför fosfor också har ett oxidationstillstånd på +5.
Exempel på problemlösning
EXEMPEL 1
EXEMPEL 2
| Träning | Grundämnet består av två isotoper i förhållandet 2:3. Kärnan i den första isotopen innehåller 10 protoner och 10 neutroner. Bestäm atommassan för den andra isotopen om grundämnets genomsnittliga relativa massa är 21,2. I ditt svar, ange hur många fler neutroner som finns i kärnan i en atom i den andra isotopen. |
| Lösning | Den relativa atommassan för den första isotopen är: Ai = Z + n = 10 + 10 = 20 amu Den relativa atommassan för den andra isotopen kommer att betecknas med A 2 . Den genomsnittliga relativa atommassan för ett element bestäms av summan av massorna av dess isotoper, med hänsyn till deras kvantitet. Låt oss göra en ekvation: A medel × 5 = A 1 × 2 + A 2 × 3; 21,5 x 5 = 20 x 2 + A 2 x 3; A2 = 22 amu Det finns 10 protoner i kärnan av en atom i den andra isotopen, därför kommer antalet neutroner att vara lika med n= A- Z =.22 - 10= 12. Enligt villkoren för problemet fanns det 10 neutroner i kärnan av en atom i den första isotopen. Detta betyder att kärnan i en atom i den andra isotopen innehåller två fler neutroner än kärnan i den första isotopen. |
| Svar | Den relativa atommassan för den andra isotopen är 22 amu. |
Beskrivning av presentationen med individuella bilder:
1 rutschkana
Bildbeskrivning:
Fosfor, atomstruktur, allotropi, fosfors kemiska egenskaper. Fosfor(V)oxid
2 rutschkana
Bildbeskrivning:
3 rutschkana
Bildbeskrivning:
1. Studera de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos fosfor, fosforoxid. Förstärk begreppet allotropi genom att använda exemplet med allotropa modifieringar av fosfor. 3. Att utveckla intresset för ämnet, bildandet av en dialektisk-materialistisk världsbild av elever, med tanke på fosforns kretslopp i naturen. 2. Att främja utvecklingen av elevers förmåga att analysera, generalisera och systematisera förvärvad kunskap.
4 rutschkana
Bildbeskrivning:
1 Upptäckt av fosfor (1669 – tysk kemist H. Brand). 2. Fosforatomens struktur. 3. Att vara i naturen. 4. Fysiska egenskaper. Allotropa modifieringar av fosfor. 5. Kemiska egenskaper hos fosfor. Redox-dualitet. 6. Fosfor(V)oxid, fysikaliska och kemiska egenskaper. 7. Fosfors biologiska betydelse. Fosforcykeln i naturen. Applicering av fosfor och dess föreningar.
5 rutschkana
Bildbeskrivning:
Fosfor (Fosfor, från grekiskan Phoros - bärare av ljus). Den tidigare tyska soldaten och dåvarande alkemisten Hoenig Brand bestämde sig för att bli rik. Han vandrade runt i staden Hamburg på jakt efter ett sätt att förbättra sina angelägenheter, och i en ölhall träffade han en alkemist som berättade för honom att det fanns en viss "vises sten" som förvandlade järn och bly till guld. Och man måste leta efter den här stenen i människokroppen och i det som kommer från den, till exempel i urin... Chockad över vad han hörde samlade Brand i hemlighet denna "mänskliga produkt" i soldaternas baracker och indunstade den i portioner . Han kombinerade de torra resterna och brände dem med kol och såg plötsligt vit rök i kärlet som glödde i mörkret. Sålunda, 1669, erhölls vit fosfor - den första icke-metallen, vars upptäckt är dokumenterad och har ett specifikt datum.
6 rutschkana
Bildbeskrivning:
7 rutschkana
Bildbeskrivning:
Fosfor är ett av de vanligaste grundämnena i jordskorpan (0,093 viktprocent) Fosfor förekommer inte i naturen i fritt tillstånd på grund av dess höga kemiska aktivitet. I bunden form ingår den i cirka 200 mineraler, främst apatiter Ca3(PO4)2*CaCl2 (klorapatit), Ca3(PO4)2*CaF2 (fluorapatit), samt fosforiter Ca3(PO4)2. Stora reserver av apatit finns på Kolahalvön. Fosfor är en del av växt- och djurproteiner. Fosforhalten i hjärnvävnaden är 0,38 %, i musklerna 0,27 %. fluorapatitfosforitklorapatit
8 glida
Bildbeskrivning:
Svart fosfor Röd fosfor Vit fosfor Fosfor bildar flera allotropa modifikationer. De viktigaste är: vit, röd och svart fosfor. Vit fosfor är ett kristallint pulver och har ett molekylärt kristallgitter. Det är olösligt i vatten, men lösligt i organiska lösningsmedel och flyktigt. Vit fosfor är ett starkt gift. Under normala förhållanden oxideras det av atmosfäriskt syre, oxidationen av fosfor åtföljs av en glöd, som är tydligt synlig i mörkret. Röd fosfor är ett mörkrött pulver, det är giftfritt och icke-flyktigt. Interagerar med syre endast när den antänds. Har ett atomärt kristallgitter. Vid ett tryck på 12∙108 Pa förvandlas det till svart fosfor. Svart fosfor bildas av vit fosfor vid högt tryck. Till utseendet liknar den grafit, har ett atomärt kristallgitter och har halvledaregenskaper.
Bild 9
Bildbeskrivning:
Fosfors kemiska egenskaper I kemiska reaktioner uppvisar fosfor redoxdualitet. Fosfor interagerar med metaller, halogener, svavel och syre. (Dessa reaktionsekvationer kommer eleverna att få fylla i i sina läxor) Fosfor reagerar med oxiderande salter med en kraftig explosion, vilket kan leda till en olycka; det kan inte blandas med bertholletsalt: 6P +5KCIO3→ 3 P2O5 +5KCI Denna reaktion används i produktionständstickor. Gör upp elektroniska balansdiagram för dessa reaktioner. 2P0+3Ca0=Ca3+2P2–3 oxidationsmedel reducerare 4P0+5O20=2P2+5O5–2 reducerare oxidationsmedel oxidationsmedel reducerare P+Ca→Ca3P2 P+O2→P2O5 oxidationsmedel reducerare P+Ca→Ca3P2 P+O2→P2O5 ®P–3 2 Ca-2e–®Ca+2 3 P0-5e–®P+5 4 O20+4e–®2O–2 5
10 rutschkana
Bildbeskrivning:
Fosfor (V) oxid P2O5 är ett vitt kristallint ämne. Det kan inte erhållas genom dehydrering av fosforsyra på grund av den höga exoterma naturen hos dess reaktion med vatten. Detta är grunden för dess praktiska användning som torkmedel. Reagerar med vatten vid upphettning och bildar ortofosforsyra. Fosfor (V) oxid P2O5 Dra din egen slutsats om denna oxids natur, välj ekvationerna för möjliga reaktioner som är karakteristiska för den: Fosfor (V) oxid reagerar med: a) vatten, b) kaliumhydroxid c) kolmonoxid (ΙV) d) järn e )bariumoxid Skriv ner ekvationer för möjliga reaktioner i din anteckningsbok.
11 rutschkana
Bildbeskrivning:
Fosforföreningar är en viktig komponent i växter, djur och människor. I växter finns fosfor främst i frön och frukter: I människo- och djurkroppen - i skelett, muskler och nervvävnad.
12 rutschkana
Bildbeskrivning:
Växter absorberar den fosfor de behöver från jorden. Djur får det från växtföda. Efter att växter och djur dött omvandlas organiska fosforhaltiga föreningar till oorganiska fosfater under påverkan av fosforbakterier. Bristen på fosfor i jorden fylls inte på naturligt, så det är nödvändigt att applicera fosforhaltiga gödningsmedel på jorden.
Bild 13
Bildbeskrivning:
Bild 14
Bildbeskrivning:
A1 Elektronisk konfiguration 1S22S22P63S23P6 motsvarar partikeln: 1) P+3 2) P-3 3) P+5 4) N-3
15 rutschkana
Bildbeskrivning:
A2 Vilket av följande ämnen reagerar inte fosforoxid med (V): vatten kalciumoxid natriumhydroxid 4) svaveloxid (VΙ)
16 rutschkana
Bildbeskrivning:
A3 Vilka av följande påståenden är sanna: A Fosfor bildar flera allotropa modifikationer: vit, röd och svart B Alla allotropa modifieringar av fosfor har atomära kristallgitter 2) Endast B är sanna 3) Båda påståendena är sanna 4) Båda påståendena är endast falska A är sant
Bild 17
Fosfor (P) är ett element i VA-gruppen, som även inkluderar kväve, antimon, arsenik och vismut. Namnet, som kommer från grekiska ord, betyder "ljusbringare".
I naturen förekommer fosfor endast i bunden form. De huvudsakliga mineralerna som innehåller fosfor är: apatiter - klorapatit 3Ca3(PO4)2*Ca(Cl)2 eller fluorapatit 3Ca3(PO4)2*Ca (F)2 och fosforit 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2. Innehållet i jordskorpan är cirka 0,12 mass-%.
Fosfor är ett viktigt element. Dess biologiska roll är svår att överskatta, eftersom den är en del av så viktiga föreningar som proteiner och adenosintrifosfat (ATP), som finns i djurvävnader (till exempel är fosforföreningar ansvariga för sammandragningar av muskelvävnad, och kalciumfosfat som finns i ben säkerställer skelettstyrka), innehåller den finns också i växtvävnader.
Upptäcktshistoria
Fosfor upptäcktes i kemin under andra hälften av 1600-talet. Den mirakulösa bäraren av ljus (lat. phosphorus mirabilis), som ämnet kallades, erhölls från mänsklig urin, som vid kokning resulterade i att ett vaxartat ämne glödde i mörker från en flytande substans.
Allmänna egenskaper hos elementet
Allmän elektronisk konfiguration av valensnivån för atomer av element i VA-gruppen ns 2 np 3. I enlighet med strukturen på den yttre nivån kommer element från denna grupp in i föreningar i oxidationstillstånd +3 eller +5 (det huvudsakliga, särskilt stabila oxidationstillståndet för fosfor), men fosfor kan också ha andra oxidationstillstånd, till exempel negativa -3 eller +1.
Den elektroniska konfigurationen av fosforatomen är 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3. Atomradie 0,130 nm, elektronegativitet 2,1, relativ atommassa 31.
Fysikaliska egenskaper
Fosfor i form av ett enkelt ämne finns i form av allotropa modifieringar. De mest stabila allotropa modifieringarna av fosfor är den så kallade vita, svarta och röda fosforn.
- Vit (formel kan skrivas som P4)
Ett ämnes molekylära kristallgitter består av tetraatomiska tetraedriska molekyler. Den kemiska bindningen i vita fosformolekyler är kovalent opolär.
Huvudegenskaperna hos denna extremt aktiva substans:
Vitt P är det starkaste dödliga giftet.
- Gul
Gult kallas oraffinerad vit fosfor. Detta är ett giftigt och brandfarligt ämne.
- Röd (Pn)
Ett ämne som består av ett stort antal P-atomer som är sammanlänkade i en kedja av komplex struktur är en så kallad oorganisk polymer.
Egenskaperna hos röd fosfor skiljer sig kraftigt från egenskaperna hos vit P: den har inte egenskapen kemiluminescens, den kan endast lösas i vissa smälta metaller.
I luft, upp till en temperatur på 240-250°C, antänds den inte, men kan självantända vid friktion eller stöt. Detta ämne är olösligt i vatten, bensen, koldisulfid och andra ämnen, men är lösligt i fosfortribromid och oxiderar i luft. Inte giftig. I närvaro av luftfuktighet oxiderar den gradvis och bildar en oxid.
Precis som vitt blir det svart P vid uppvärmning till 200°C och under mycket högt tryck.
- Svart (Pn)
Ämnet är också en oorganisk polymer som har ett skiktat atomärt kristallgitter och är den mest stabila modifieringen.
Black P är ett ämne som liknar grafit till utseendet. Helt olöslig i vatten och organiska lösningsmedel. Den kan bara tändas genom att värma den till 400°C i en atmosfär av rent syre. Svart P leder elektricitet.
Tabell över fysiska egenskaper
Kemiska egenskaper
Fosfor, som är en typisk icke-metall, reagerar med syre, halogener, svavel, metaller och oxideras av salpetersyra. I reaktioner kan det fungera som både ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel.
- förbränning
Interaktion med syre av vitt P leder till bildandet av oxider P2O3 (fosforoxid 3) och P2O5 (fosforoxid 5), och den första bildas med brist på syre och den andra med ett överskott:
4P + 3O2 = 2P2O3
4P + 5O2 = 2P2O5
- interaktion med metaller
Interaktion med metaller leder till bildandet av fosfider där P är i -3-oxidationstillståndet, det vill säga i detta fall fungerar det som ett oxidationsmedel.
med magnesium: 3Mg + 2P = Mg3P2
med natrium: 3Na + P = Na3P
med kalcium: 3Ca + 2P = Ca3P2
med zink: 3Zn + 2P = Zn3P2
- interaktion med icke-metaller
Med mer elektronegativa ickemetaller interagerar P som ett reduktionsmedel, donerar elektroner och går in i positiva oxidationstillstånd.
Vid interaktion med klor bildas klorider:
2P + 3Cl2 = 2PCl3 - med brist på Cl2
2P + 5Cl2 = 2PCl5 - med överskott av Cl2
Men med jod kan endast en jodid bildas:
2P + 3I2 = 2PI3
Med andra halogener är bildningen av 3- och 5-valenta P-föreningar möjlig, beroende på förhållandet mellan reagenserna. När man reagerar med svavel eller fluor bildas också två serier av sulfider och fluorider:
- interaktion med syror
3P + 5HNO3(utspädd) + H2O = 3H3PO4 + 5NO
P + 5HNO3(konc.) = H3PO4 + 5NO2 + H2O
2P + 5H2SO4(konc.) = 2H3PO4 + 5SO2 + H2O
P interagerar inte med andra syror.
- interaktion med hydroxider
Vit fosfor kan reagera vid upphettning med vattenlösningar av alkalier:
P4 + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2
2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)
Som ett resultat av interaktionen bildas en flyktig väteförening - fosfin (PH3), i vilket oxidationstillståndet för fosfor = -3, och salter av hypofosforsyra (H3PO2) - hypofosfiter, där P är i det okarakteristiska oxidationstillståndet +1.
Fosforföreningar
Låt oss överväga egenskaperna hos fosforföreningar:
Metod för att erhålla
Inom industrin erhålls P från naturliga ortofosfater vid en temperatur på 800–1000°C utan lufttillgång med koks och sand:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P
Den resulterande ångan kondenserar vid kylning till vitt R.
I laboratoriet för att få P Fosfin och fosfortyrklorid används i speciell renhet:
2RН3 + 2РCl3 = P4 + 6HCl
Användningsområden
P används huvudsakligen för framställning av ortofosforsyra, som används i organisk syntes, inom medicin, samt för framställning av tvättmedel, och gödningsmedel erhålls från dess salter.
h2po3 - det finns ingen sådan koppling
Fosfor (P) är en typisk icke-metall med en relativ atommassa på 31. Fosforatomens struktur bestämmer dess aktivitet. Fosfor reagerar lätt med andra ämnen och grundämnen.
Strukturera
Strukturen av atomen av elementet fosfor återspeglas i det periodiska systemet av Mendeleev. Fosfor finns på nummer 15 i den femte gruppen, tredje perioden. Fosforatomen består följaktligen av en positivt laddad kärna (+15) och tre elektronskal, som innehåller 15 elektroner.
Ris. 1. Position i det periodiska systemet.
Grafiskt ser en atoms struktur ut så här:
- +15 P) 2) 8) 5;
- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .
Fosfor är ett p-element. På den yttre energinivån finns det fem elektroner i ett exciterat tillstånd, som bestämmer elementets valens. I det normala tillståndet förblir den yttre nivån ofullständig. Tre oparade elektroner indikerar oxidationstillståndet (+3) och den tredje valensen. Fosfor går lätt från ett normalt tillstånd till ett upphetsat tillstånd.
Ris. 2. Fosfors struktur.
Kärnan består av 15 protoner och 16 neuroner. För att beräkna antalet neuroner är det nödvändigt att subtrahera elementets atomnummer från den relativa atommassan - 31-15=16.
Allotropi
Fosfor har flera allotropa modifieringar, som skiljer sig i strukturen av kristallgittret:
- vit- ett giftigt vaxliknande ämne som lyser i mörker eftersom... oxiderar vid låga temperaturer;
- gul- oraffinerad vit fosfor (har föroreningar);
- röd- ett mindre giftigt ämne än vit eller gul fosfor, inte antänds eller lyser;
- svart- ett grafitliknande ämne med metallglans, leder elektrisk ström och kan omvandlas till metallisk fosfor.
Ris. 3. Typer av fosfor.
Vit fosfor är den mest aktiva modifieringen av elementet, som snabbt oxiderar i luften, så vit fosfor lagras under vatten.
Egenskaper
Fosforformer:
- fosforsyra (H3PO4);
- oxider P2O5 och P2O3;
- fosfin är en flyktig giftig förening med väte (PH 3).
Fosfor reagerar med enkla ämnen - metaller och icke-metaller, uppvisar redoxegenskaper. Huvudreaktionerna med fosfor beskrivs i tabellen.
Fosfor bildar cirka 200 mineraler, varav en är apatit. Fosfor är en del av vitala föreningar - fosfolipider, som utgör alla cellmembran.
Vad har vi lärt oss?
Vi tittade på diagrammet över fosforatomens struktur. Atomens formel är 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3. Elementet kan gå in i ett exciterat tillstånd med valens V. Flera modifieringar av fosfor är kända - vit, gul, röd, svart. Den mest aktiva - vit fosfor - är kapabel till spontan förbränning i närvaro av syre. Grundämnet reagerar med många metaller och icke-metaller, samt syror, baser och vatten.
Testa på ämnet
Utvärdering av rapporten
Genomsnittligt betyg: 3.9. Totalt antal mottagna betyg: 104.
