Независимое расследование по теме: "Простые вещества — неметаллы. Аллотропия". 8-й класс

Это урок объяснения нового материала. К этому моменту учащиеся знают строение атомов химических элементов, виды химической связи. В ходе урока строится ориентировочная деятельность, которая в дальнейшем может быть использована при изучении различных тем.

Цели урока:

• разбор и сравнение физических свойств неметаллов с физическими свойствами металлов;
• изучение явления аллотропии на примере аллотропных модификаций кислорода, фосфора, углерода;
• формирование умений выделять существенные признаки и свойства объектов, классифицировать факты, делать выводы;
• развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств, уверенности в своих силах, настойчивости, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры труда.

Оборудование: коллекция неметаллов ( сера, колба с кислородом, фосфор, уголь активированный, бром в ампуле) , спиртовка , стакан с водой, держатель.

Урок проводится в форме ролевой игры “Независимое расследование”, учитель – организатор учебного процесса, а ученики – исследователи.

ХОД УРОКА

Начальный этап урока – сообщение его темы, настрой учащихся на урок.

Учитель: Сегодня вы проведете независимое расследование в удивительном мире неметаллов. Из 109 элементов 22 являются неметаллами. Земная кора, включая атмосферу и гидросферу, на 76,7% состоит из таких неметаллов, как кислород, кремний, водород, хлор, фосфор, углерод и азот. В морской воде – колыбели жизни на Земле – господствуют три неметалла: кислород, водород и хлор. Их общее содержание в морской воде составляет 99%. Сегодня мы изучим физические свойства неметаллов. Сравним их со свойствами металлов.

Класс делится на три группы. Каждая из групп выбирает капитана команды из более подготовленных учеников, которые в ситуации затруднений с ответом помогают команде справиться с заданием.
На столах учащихся карты независимого расследования, которые содержат несколько блоков: “Строение атома”, “Вид химической связи”, “Аллотропия” (см. Приложение 1).
Учащиеся записывают в картах тему урока и в течение урока по мере поступления сведений заполняют их. Оформление карт расследования способствует формированию культуры умственного труда.

Задание 1.

Составьте схемы строения электронной оболочки и схемы образования химической связи в следующих атомах и веществах:

• 1-я группа – атом углерода и молекула кислорода;

• 2-я группа – атом серы и молекула водорода;

• 3-я группа – атом фосфора и молекула хлора.

Группы работают в течение 5 минут.
После окончания работы и обсуждения записей делают общий вывод об особенностях строения атомов неметаллов и видах химической связи в молекулах простых веществ – неметаллов.

Ученик: В атомах неметаллов число электронов на внешнем энергетическом уровне от 4 до 8. Радиус атомов неметаллов в пределах одного периода уменьшается, а в пределах одной подгруппы увеличивается с ростом порядкового номера элементов. В простых веществах-неметаллах – ковалентная неполярная химическая связь.

Учитель: Первые попытки классификации химических элементов были предприняты еще в 70-х годах XVIII века. Все известные элементы были разделены на металлы и неметаллы. Вспомним физические свойства металлов.

На доске оформлена таблица с незаполненным разделом “физические свойства неметаллов”.

Химические элементы

Физические свойства

Задание 2.

Прочитайте тексты и соответствующие разделы учебника и подготовьте устный ответ о физических свойствах:

• 1 группа – физические свойства кислорода;
• 2 группа – физические свойства брома;
• 3 группа – физические свойства фосфора.

Тексты представлены в Приложении 2.

После ответов учащихся и заполнения таблицы формулируем вывод.

Ученик: Неметаллы – это химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, необладающие физическими свойствами металлов.

Учитель: У элементов – неметаллов наблюдается явление, когда одному химическому элементу соответствуют несколько простых веществ, отличающихся друг от друга по свойствам.

Демонстрационный эксперимент.

В большую пробирку, закрепленную в деревянной или металлической держалке, насыпают примерно на 1/3 ее объема кусочки черенковой или комковой серы. Пробирку осторожно нагревают над пламенем до тех пор, пока вся сера не превратится в желтую легкоподвижную жидкость. Затем усиливают нагревание. Расплав сначала становится густым, а потом снова делается жидким. Когда сера закипит, ее выливают в стакан с водой. В результате можно наблюдать тонкие, тягучие коричнево-желтые нити пластической серы. (1).

Учитель: Данное явление называется – аллотропией. Оно широко распространено среди химических элементов – неметаллов.

Задание 3.

Прочитайте тексты и соответствующие разделы учебника. Внесите в блок “Аллотропия” своей карты расследования сведения об аллотропных модификациях:

• 1 группа кислорода;

• 2 группа углерода;

• 3 группа фосфора.

Подготовьте устный ответ.

В процессе изучения материала учащиеся заполняют карту расследования. На этапах сбора и обработки информации собственная деятельность учащихся организована как групповая работа и предполагает как коллективный, так и индивидуальный способ получения знаний. Учащиеся знакомятся с учебной информацией о физических свойствах, аллотропных модификациях неметаллов, принимают самостоятельные решения о важности и соответствия задач своего исследования. Готовятся рассказать о результатах своего расследования.
Учитель с помощью кадоскопа дублирует и проверяет ответы учащихся.
Урок заканчивается экспресс-опросом, который проводят в форме селекторного совещания. Учащиеся кладут перед собой заполненные карты расследования и готовят сигнальные карты: зеленая обозначает – “да”, красная – “нет”, желтая – “сомневаюсь”.

Верно ли, что:

• Среди известных химических элементов большая часть – металлы?

• Молекула озона состоит из двух атомов кислорода?

• Белый фосфор не ядовит?

• Графит мягкий, легко расслаивается на отдельные мельчайшие пластинки?

• Для живых организмов особое значение имеет кислород?

В заключение урока подводятся итоги, выставляются оценки.

Приложение 1.

 

Аллотропия

Приложение 2.

Кислород.

Кислород – самый распространенный химический элемент в земной коре. Кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, составляющие земную кору, содержат кислород. Кислород является также важной частью многих органических соединений, например, белков, жиров и углеводов, имеющих исключительное значение в жизни растений, животных и человека.
В 1772 г. шведский химик К.В. Шееле установил, что воздух состоит из кислорода и азота. В 1774 г. Д. Пристли получил кислород разложением оксида ртути (2). Кислород – бесцветный газ без вкуса и запаха, относительно мало растворим в воде, немного тяжелее воздуха: 1 л кислорода при нормальных условиях весит 1,43 г, а 1 л воздуха – 1,29 г. ( Нормальные условия – сокращенно: н. у. – температура 0 ^оС и давление 760 мм рт. ст., или 1 атм) . При давлении 760 мм рт. ст. и температуре – 183 ^оС кислород сжижается, а при снижении температуры до – 218,8 ^оС затвердевает.
Химический элемент кислород О, кроме обычного кислорода О₂ , существует в виде еще одного простого вещества – озона О₃. Кислород О₂ превращается в озон в приборе, называемом озонатором.
Это газ с резким характерным запахом (название “озон” в переводе с греческого – “пахнущий”). Запах озона вы, вероятно, не раз ощущали во время грозы. Озон состоит из трех атомов элемента кислорода. Чистый озон – газ синего цвета, в полтора раза тяжелее кислорода, лучше его растворяется в воде.
В воздушной атмосфере над Землей на высоте 25 км существует озоновый слой. Там озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. В свою очередь озоновый слой задерживает это опасное для всех живых существ излучение, что обеспечивает нормальную жизнь на Земле.
Озон используют для обеззараживания питьевой воды, так как озон окисляет вредные примеси в природной воде. В медицине озон используют как дезинфицирующее средство.

Бром.

В чистом виде бром – очень ядовитая, темно-красная, почти бурая, тяжелая (пл. 3,1) жидкость, которая даже при обычной температуре быстро испаряется на воздухе. Пары брома имеют оранжево-бурый цвет, обладают специфическим, удушающим едким запахом, сильно раздражающим слизистые оболочки. За запах бром получил свое название от греческого слова “бромос”, что значит - “зловоние”. При ничтожных следах паров брома в воздухе человек получает тяжелое отравление.
Бром был открыт в 1826 г. молодым преподавателем колледжа города Монпелье Баларом. Открытие Балара сделало его имя известным всему миру.
Основным источником бромистых соединений является вода соляных озер. Добывают бром также и из морской воды испарением ее в мелководных бассейнах и последующей обработкой полученного рассола хлором. (2)

Фосфор.

В 1669 г. гамбургский алхимик Х. Бранд при перегонке сухого остатка от выпаривания мочи впервые получил белый фосфор. Поначалу алхимик думал , что это искомый “философский камень”, ибо полученное вещество в темноте испускало голубоватый свет
В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных видоизменений. Белый фосфор – это кристаллическое вещество, мягкий, легко режется ножом, бесцветный с желтоватым оттенком, обладает характерным чесночным запахом. В воде не растворяется, температура плавления 44 ^оС, в темноте светиться, является сильным ядом.
Красный фосфор – порошкообразное вещество, темно-красного цвета, без запаха, в воде не растворяется. При сильном нагревании превращается в пары белого фосфора. Не светится, не ядовит.

Углерод.

Углерод в природе находится как в свободном виде, так и в соединениях. В свободном виде углерод встречается в виде графита и алмаза. Графит встречается довольно часто, алмаз – крайне редко. Соединения углерода весьма распространены: все живые организмы, а также каменный уголь, торф, нефть и т. п. содержат углерод. Графит и алмаз добывают из недр земной коры, их можно получить и искусственным путем.
Алмаз – очень твердый, прозрачный, электрический ток не проводит.
Графит – мягкий, легко расслаивается на отдельные мельчайшие пластинки. Непрозрачный, серого цвета с металлическим блеском, электрический ток проводит относительно хорошо.(3).

Список литературы:

1. Б.Д. Стелин, Л.Ю. Аликберова. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. М. “Дрофа”, 2002 г.
2. П.Р. Таубе, Е.И. Руденко. От водорода до… М., “Высшая школа”, 1968 г.
3. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия 8 класс. М. Просвещение, 1993 г.
4. О.С. Габриелян. Химия 8 класс. М. “Дрофа”, 2002 г.