Фосфор

Тип урока: изучение новых знаний (интегрированный урок).

Обучающие:

• Изучить свойства и значение фосфора и его соединений;
• Совершенствовать умения учащихся применять полученные знания для характеристики элемента по его положению в периодической системе.

Развивающие:

• Развивать умение учащихся формулировать гипотезу и проводить ее опытную проверку, опираясь на знания химии;
• Совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами;
• Продолжить формирование умения оформлять результаты эксперимента.

Воспитательные:

• Способствовать формированию взглядов учащихся о познаваемости мира;
• Воспитывать бережное отношение к окружающей среде.

Методы и методические приемы:

• Фронтальный опрос;
• Эвристическая беседа;
• Лабораторный опыт, составление отчета по результатам эксперимента;
• Работа с раздаточным материалом;
• Демонстрация процесса горения фосфора в кислороде;
• Работа со средствами наглядности: Периодической системой химических элементов Д.И.Менделеева, таблицей растворимости веществ, таблицей электроотрицательности элементов;
• Письменная работа с тестовыми заданиями.

Оборудование и реактивы:

• Кодоскоп, лабораторный штатив с пробирками, ложечка для сжигания веществ, спиртовка, колба, стакан с водой, спички, коллекция апатитов;
• фосфор (красный), метиловый оранжевый, фосфорная кислота, гидроксид натрия, нитрат серебра.

Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Мне приятно видеть вас сегодня на уроке, где нам предстоит познакомиться с веществом, его соединениями, существование которых долгое время было окутано тайной. Но прежде чем открыть тайну, хотелось бы знать ваше настроение в начале урока и после изучения материала. Для этого обозначьте любой цветовой карточкой свое восприятие начала урока (учитель комментирует результаты и сообщает, что настроение у ребят такое хорошее, что на уроке все должно получиться также хорошо).

Актуализация знаний (фронтальная беседа).

Учитель химии: Мы продолжаем изучение главы “Неметаллы”. И тема нашего урока – “Фосфор”.

Учитель биологии: Обратите внимание на эпиграф: “Фосфор – элемент жизни и мысли”. Академик А.Е.Ферсман. На вопрос, почему фосфор называют элементом жизни и мысли, нам предстоит ответить на этом уроке.

Учитель химии: Вспомним все, что мы знаем об элементе фосфоре, исходя из его положения в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

Ученик:

• Химический знак элемента – Р,
• Ar (P)=31,
• Порядковый номер – 15,
• Фосфор находится в V группе, главной подгруппе, в III малом периоде.

Учитель химии: Напишите схему строения атома фосфора, электронную и электронно-графическую формулы в невозбужденном и возбужденном состоянии.

Ученик: (у доски)

Невозбужденное состояние атома фосфора:

Учитель химии: Исходя из строения атома фосфора, сделайте вывод, какие степени окисления характерны для фосфора. Приведите примеры соединений фосфора, в которых он проявляет различные степени окисления.

Ученик: Анализируя строение атома фосфора, можно предположить характерные для него степени окисления: -3 и +5. Примеры соединений:

РН3 – фосфин,	Р2 О 5 – оксид фосфора (V),
Мg3Р2 – фосфид магния,	Н3 РО4 – фосфорная кислота.

Учитель химии: Обратите внимание на таблицу относительной электроотрицательности и посмотрите значение электроотрицательности магния, кислорода, водорода, фосфора. Почему значение степени окисления фосфора с металлами и водородом отрицательно, а с кислородом положительно?

Ученик: В соединениях с водородом и металлами фосфор является более электроотрицательным элементом, а в соединении с кислородом менее электроотрицательным элементом (ОЭО (Мg)=1,2; ОЭО (Н)=2,1; ОЭО (О)=3,5; ОЭО (Р)=2,2).

Учитель химии: Каков характер простого вещества фосфора? Сравните неметаллические свойства простого вещества фосфора с соседями по периоду и подгруппе.

Ученик: Фосфор – неметалл. Неметаллические свойства у фосфора выражены меньше, чем у азота, так как у фосфора больше атомный радиус и больше заряд ядра. Неметаллические свойства у фосфора выражены больше, чем у кремния, так как у фосфора больше валентных электронов, меньше атомный радиус. У фосфора неметаллические свойства выражены меньше, чем у серы, так как у него больше атомный радиус и меньше валентных электронов.

Учитель химии: Напишите формулы высшего оксида фосфора и соответствующего ему гидроксида, укажите их характер.

Ученик: Формула высшего оксида фосфора – Р₂О₅, это кислотный оксид; гидроксид – Н₃РО₄– фосфорная кислота.

Учитель химии: Напишите формулу летучего водородного соединения фосфора.

Ученик: Фосфор – неметалл, поэтому образует летучее водородное соединение, его формула– РН₃ (газ фосфин).

Учитель химии: Итак, зная периодический закон, периодическую систему химических элементов, теорию строения атома, мы смогли дать характеристику химическому элементу и его важнейшим соединениям.

Изучение нового материала.

Учитель химии: А теперь познакомимся с тем, какое место занимает фосфор в неживой природе. Об этом нам расскажет (называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Фосфор – весьма распространенный элемент в природе, на его долю приходится 0,093% от общей массы земной коры (13 место среди всех элементов). В свободном виде фосфор не встречается в природе, так как химически активен в свободном состоянии. Он входит в состав апатитов и фосфоритов (образцы минералов находятся на столах у учащихся, они их рассматривают, через кодоскоп показываются формулы основных природных соединений фосфора: фосфорит – Са₃(РО₄)₂; апатит – Са₅Х(РО₄)₃, где Х – фтор, реже хлор или гидроксогруппа. Учащиеся записывают формулы в тетрадях). В виде фосфидов железа, кобальта, никеля фосфор встречается в железных метеоритах.

Учитель биологии: О содержании фосфора в организме человека вас познакомит (называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Фосфор вместе с кальцием является главным компонентом костей и зубов. Основную массу сухой кости составляют неорганические вещества (65 – 70%) – это главным образом соли фосфора и кальция, придающие костям твердость и прочность, которую можно сравнить с чугуном и бронзой. В детском возрасте недостаток любого из этих элементов вызывает рахит (демонстрируется рисунок рахитичного ребенка). В теле человека на долю фосфора приходится 1.5 килограмм в виде фосфата кальция, из этого 2/3 приходится на костную ткань, около 0,25% - на мышечную и 0,04% - на нервную и мозг (демонстрируется схема “Содержание фосфора в организме человека”). Фосфор попадает в организм человека в виде соединений с пищей. Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,5 грамма.

Учитель биологии: Впервые фосфор в костях определил Ю. Ган в 1769 году, а через два года знаменитый шведский химик К. Шееле показал, что кости состоят главным образом из фосфата кальция, и предложил способ получения фосфора из золы, образующейся при сжигании костей.

Учитель химии: Очень интересна история открытия фосфора, с которой нас познакомит (называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Открытие фосфора приписывается гамбургскому алхимику Х. Бранду. В поисках “философского камня”, Бранд занимался перегонкой сухого остатка мочи. В приемнике оказалось вещество, испускавшее голубой свет. Так совершенно случайно в 1669 году был открыт белый фосфор – вещество, дававшее свечение. Разочаровавшись в своей находке, он продал открытие другому алхимику, тот третьему. Конец “фосфорному бизнесу” положил английский химик Р.Бойль, который опубликовал методику получения фосфора. Наименование элемента происходит от греческого слова “фос” - свет, и “форос” - несущий. Название “фосфоры” приписывают всем веществам, светящимся в темноте после облучения, а само явление холодного свечения называют фосфоресценцией (демонстрируется рисунок – открытие фосфора Х. Брандом).

Учитель химии: Так был получен фосфор много десятилетий назад. Основной же способ получения его сегодня сводится к следующему: его восстанавливают из фосфата кальция углем в присутствии оксида кремния (IV). Уравнение этой реакции следующее – (показывается через кодоскоп) 2Са₃(РО₄)₂ + 10С + 6SiO₂ = Р₄ + 10СО + 6СаSiО₃ (ученики записывают его в тетрадь). Особый интерес представляют физические свойства фосфора. Этот элемент является одним из самых богатых аллотропными модификациями. Вспомните, что же такое аллотропия?

Ученик: Аллотропия – это явление, при котором один и тот же химический элемент образует несколько простых веществ.

Учитель химии: Одно из аллотропных видоизменений фосфора – белый фосфор, формула которого Р₄, решетка молекулярная. На столах перед вами образцы другой аллотропной модификации – красный фосфор, решетка атомная. Они существенно отличаются друг от друга (на доске демонстрируется таблица “Свойства белого и красного фосфора”).

Свойства белого и красного фосфора.

Белый фосфор – сильный яд, ожоги от него долго не заживают. С белым фосфором связана много различных историй, о них нам расскажет (называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Много мрачных суеверий и легенд порождали “блуждающие огни”. Народная фантазия испокон веков заселяла кладбища душами грешников. Между тем “блуждающие огни” обязаны своим происхождением естественным биохимическим и химическим процессам. Растительные и животные останки содержат фосфор. Попадая в почву, они, под влиянием влаги, тепла, микроорганизмов, разлагаются. В результате образуются газы метан и фосфин, способные гореть. Реакция сопровождается выделением тепла, под влиянием которого воспламеняется фосфин и поджигает метан. Итак, таинственное явление вполне объяснимо.

Учитель химии: История белого фосфора интересна, но у фосфора есть еще аллотропные видоизменения (по мере того, как их называют, на доске идут аппликации в той же цветовой гамме) – это синий, коричневый, фиолетовый, черный фосфор. Эти модификации имеют разное строение и отличаются по физическим свойствам и химической активности. Белый и красный фосфор взаимодействуют с металлами, образуя фосфиды (на доске записывается уравнение химической реакции, ученики записывают его в тетрадь).

3Са + 2Р = Са₃Р_{2 (фосфид кальция)}

Учитель химии: Белый фосфор горит в атмосфере галогенов, образуя тригалогенид при избытке фосфора и пентагалогенид при избытке галогена (учащиеся записывают уравнения реакций в тетрадях; учитель – на доске).

2Р + 3Сl₂ = 2PCl₃

2Р + 5Сl₂ = 2РCl₅

Фосфор образует соединение с кислородом, сгорая ярким пламенем (демонстрация опыта – горение фосфора в кислороде; ученики записывают уравнение реакции в тетрадях, учитель – на доске).

Образовавшийся оксид фосфора (V) хорошо растворим в воде. Какое вещество при этом образуется (демонстрация опыта – растворение оксида фосфора (V) в воде, добавляется метиловый оранжевый, который определяет, кислую среду).

Ученик: По изменению цвета индикатора можно сделать вывод, что образовалась ортофосфорная кислота.

Учитель химии: Запишите уравнение химической реакции, которое отражает взаимодействие оксида фосфора (V) с водой (учащиеся записывают уравнение реакции в тетрадях, учитель – на доске).

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

Ортофосфорная кислота – трехосновная. Это твердое вещество, хорошо растворимое в воде, кислота средней силы, образует несколько видов солей: средние – ортофосфаты и кислые – гидро- и дигидрофосфаты. Ортофосфорную кислоту и ее соли можно распознать с помощью раствора нитрата серебра. Давайте проверим это практически. Прежде чем приступить к выполнению лабораторного опыта, вспоминаем, что работать с растворами кислот нужно осторожно, так как они опасны для человека. (Учащиеся проводят опыт, учитель в это время демонстрирует его результат). Запишите уравнение реакции, свои наблюдения в тетрадях (ученик записывает уравнение реакции в молекулярном и ионном виде на доске, учащиеся сравнивают их со своими записями в тетрадях и заполняют таблицу).

Лабораторная работа “Качественная реакция на фосфат – ион”.

№	ЧТО ДЕЛАЛ	ЧТО НАБЛЮДАЛ	УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ВЫВОДЫ
1.	К раствору фосфорной кислоты прилил раствор нитрата серебра	Выпал осадок желтого цвета
2.	К раствору фосфата натрия прилил раствор нитрата серебра	Выпал осадок желтого цвета

Свойства фосфорной кислоты и ее солей более подробно мы рассмотрим на следующем уроке.

Заключительная часть.

Учитель химии: Итак, запишите домашнее задание: параграф 27, упражнение 3, 4, страница 126. На ваших столах лежат тестовые задания, выполните их (5-7 минут).

Содержание проверочного теста по химии.