§ 3. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева —

1. Докажите, что Периодический закон Д. И. Менделеева, как и любой другой закон природы, выполняет объясняющую, обобщающую и предсказательную функции. Приведите примеры, иллюстрирующие эти функции у других законов, известных вам из курсов химии, физики и биологии.

Периодический закон Менделеева— один из основополагающих законов химии. Можно утверждать, что вся современная химия построена на нем. Он объясняет зависимость свойств атомов от их строения, обобщает эту зависимость для всех элементов, разделяя их на различные группы, а также предсказывает их свойства в зависимости от строения и строение в зависимости от свойств.

Существуют другие законы, несущие объясняющую, обобщающую и предсказательную функции. Например, закон сохранения энергии, закон преломления света, генетический закон Менделя.

2. Назовите химический элемент, в атоме которого электроны располагаются по уровням согласно ряду чисел: 2, 5. Какое простое вещество образует этот элемент? Какую формулу имеет его водородное соединение и как оно называется? Какую формулу имеет высший оксид этого элемента, каков его характер? Запишите уравнения реакций, характеризующих свойства этого оксида.

3. Бериллий раньше относили к элементам III группы, и его относительная атомная масса считалась равной 13,5. Почему Д. И. Менделеев перенес его во II группу и исправил атомную массу бериллия с 13,5 на 9?

Раньше элемент бериллий ошибочно относили к III группе. Причина этого заключалась в неправильном определении атомной массы бериллия (вместо 9 ее считали равной 13,5). Д. И. Менделеев предположил, что бериллий находится в II группе, основываясь на химических свойствах элемента. Свойства бериллия были очень похожи на свойства Mg и Ca, и совершенно не похожи на свойства Al. Зная, что атомные массы Li и В, соседних элементов к Be, равны соответственно 7 и 11, Д. И.Менделеев предположил, что атомная масса бериллия равна 9.

4. Напишите уравнения реакций между простым веществом, образованным химическим элементом, в атоме которого электроны распределены по энергетическим уровням согласно ряду чисел: 2, 8, 8, 2, и простыми веществами, образованными элементами № 7 и № 8 в Периодической системе. Каков тип химической связи в продуктах реакции? Какое кристаллическое строение имеют исходные простые вещества и продукты их взаимодействия?

5. Расположите в порядке усиления металлических свойств следующие элементы: As, Sb, N, Р, Bi. Обоснуйте полученный ряд, исходя из строения атомов этих элементов.

N, Р, As, Sb, Bi — усиление металлических свойств. Металлические свойства в группах усиливаются.

6. Расположите в порядке усиления неметаллических свойств следующие элементы: Si, Al, Р, S, Cl, Mg, Na. Обоснуйте полученный ряд, исходя из строения атомов этих элементов.

Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl — усиление неметаллических свойств. Неметаллические свойства в периодах усиливаются.

7. Расположите в порядке ослабления кислотных свойств оксиды, формулы которых: SiO2, Р2O5, Al2O3, Na2O, MgO, Cl2O7. Обоснуйте полученный ряд. Запишите формулы гидроксидов, соответствующих этим оксидам. Как изменяется их кислотный характер в предложенном вами ряду?

8. Напишите формулы оксидов бора, бериллия и лития и расположите их в порядке возрастания основных свойств. Запишите формулы гидроксидов, соответствующих этим оксидам. Каков их химический характер?

9. Что такое изотопы? Как открытие изотопов способствовало становлению Периодического закона?

Периодическая система элементов отражает взаимосвязь химических элементов. Атомный номер элемента равен заряду ядра, численно он равен числу протонов. Число нейтронов, содержащихся в ядрах одного элемента, в отличие от числа протонов, может быть различным. Атомы одного элемента, ядра которых содержат разное число нейтронов, называются изотопами.

Каждый химический элемент имеет по несколько изотопов (природных или полученных искусственно). Атомная масса химического элемента равна среднему значению из масс всех его природных изотопов с учетом их распространенности.

С открытием изотопов для распределения элементов по периодической системе стали использовать заряды ядер, а не их атомные массы.

10. Почему заряды атомных ядер элементов в Периодической системе Д. И. Менделеева изменяются монотонно, т. е. заряд ядра каждого последующего элемента возрастает на единицу по сравнению с зарядом атомного ядра предыдущего элемента, а свойства элементов и образуемых ими веществ изменяются периодически?

Так происходит из-за того, что свойства элементов и их соединений зависят не от общего числа электронов, а только от валентных, которые находятся на последнем слое. Количество валентных электронов меняется периодически, следовательно, свойства элементов также меняются периодически.

11. Приведите три формулировки Периодического закона, в которых за основу систематизации химических элементов взяты относительная атомная масса, заряд атомного ядра и строение внешних энергетических уровней в электронной оболочке атома.

1. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от относительных атомных масс элементов.
2. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от заряда атомных ядер элементов.
3. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от строения внешних энергетических уровней в электронной оболочке атома.

gdz-himiya.ru

Урок-семинар в 11-м классе «Сущность и значение периодического закона»

Разделы: Химия

Цели урока:

  • Образовательные:
    • обобщение, систематизация знаний учащихся о сущности периодического закона Д.И.Менделеева, причинах периодическогоизменения свойств химических элементов в свете теории строения атома.
  • Развивающие:
    • развитие умений учащихся планировать и проводить эксперименты исследовательского характера, излагать теоретический материал, аргументировать выдвинутые идеи, делать выводы, применять, систематизировать и обобщать знания, устанавливать причинно-следственные связи.
    • Воспитательные: формирование научного мировоззрения учащихся.

Оборудование:

  • Таблица: «Периодическое изменение свойств элементов» (Приложение 1)
  • Химические реактивы для выполнения лабораторных опытов: гидроксид алюминия, гидроксид хрома (III), растворы соляной кислоты, азотной кислоты, гидроксида калия, гидроксида натрия.

Учитель: Периодический закон и периодическая система химических элементов пережили уже два этапа в их понимании и развитии. На первом этапе – химическом – внимание концентрировалось на периодическом изменении свойств элементов, на втором – электронном – внимание сосредоточено на зависимости свойств элементов от электронного строения атомов. Цель нашего урока – систематизировать и обобщить знания о связи периодического закона с теорией строения атома, на основе периодического закона подтвердить наиболее общие законы развития природы.

Сообщение учащегося: Причины периодичности.

Периодическая зависимость – повторяемость свойств через определенный период. Период – ряд элементов с одинаковым числом энергетических (квантовых) уровней, расположенных в порядке возрастания зарядов атомных ядер.

В III периоде атомы элементов имеют 3 энергетических уровня. От элемента к элементу на единицу возрастает заряд ядра и число электронов на внешнем электронном слое, атомные радиусы сокращаются, т. к. происходит их стягивание в результате притяжения к ядру большего количества электронов. Натрий и магний – это s-элементы, в их атомах заполняется s-подуровень, от алюминия до аргона – p-элементы, т. к. в их атомах заполняется p-подуровень. С накоплением электронов в наружном электронном слое и сокращением атомного радиуса связано ослабление металлических свойств и нарастание неметаллических свойств. Восстановительные свойства ослабляются, окислительные усиливаются.
В периодах растет высшая степень окисления в соединениях, она определяется числом электронов наружного слоя.
Характер оксидов и гидроксидов изменяется от основных через амфотерные к кислотным, гидроксид натрия – сильное основание, щелочь, гидроксид алюминия – амфотерный гидроксид, хлорная кислота – самая сильная кислота.

Валентность в гидридах металлов увеличивается, в летучих водородных соединениях неметаллов падает. Эти закономерности повторяются в каждом периоде.
В главных подгруппах располагаются элементы сходные, но неодинаковые, с ростом заряда ядра атомные радиусы увеличиваются, т. к. растет число электронных слоев в атомах, усиливается свойство отдавать электроны, растут металлические свойства.
Т. о. главная причина периодичности связана с периодическим изменением числа электронов в наружном слое атома. Количественные изменения, постоянно накапливаясь, приводят к качественным изменениям – возникновению новых свойств.
Современная формулировка периодического закона: свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер, числа валентных электронов, строения внешних электронных слоев атомов химических элементов. Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Важнейшие свойства химических элементов – металличность и неметалличность. Подтвердим зависимость свойств химических элементов от строения атома.

Учащиеся выполняют задание № 1 экспериментально-теоретической программы урока

Опишите строение атома определенного химического элемента по плану: схема строения атома, электронная формула, электронно-графическая формула, принадлежность к металлам или неметаллам, определенному семейству, число валентных электронов.

1 вариант 2 вариант
элемент № 11 (Na) элемент № 15 (P)

Составьте уравнения реакций, подтверждающих химические свойства простого вещества, оксида и гидроксида соответствующего элемента, укажите химический характер проявляемых свойств.

Выводы учащихся:

Натрий – s – элемент, типичный металл, т. к. на внешнем электронном слое атома содержит один электрон. Натрий – одновалентен, высшая степень окисления равна +1. При горении среди других продуктов сгорания образует оксид Nа2О. При растворении в воде образует щелочь, сильное основание, это доказывается малиновой окраской индикатора фенолфталеина. Главное свойство оснований – взаимодействие с кислотами. Таким образом, соединения натрия, как типичного металла, проявляют основные свойства.

Фосфор – р – элемент, неметалл, т. к. на внешнем слое атома содержит 5 электронов. Фосфор пятивалентен, высшая степень окисления равна +5. При горении образует высший оксид Р2О5, при растворении оксида в воде образуется фосфорная кислота Н3РО4 – кислота средней силы. Наличие кислоты в растворе доказывается красной окраской лакмуса. Главное свойство кислот – взаимодействие с основаниями.

Таким образом, соединения фосфора, как неметалла, проявляют кислотные свойства.

Учитель: Естественная система химических элементов включает элементы не только с ярко выраженными металлическими и неметаллическими свойствами. Деление элементов на металлы и неметаллы относительно, несовершенно.Приведите доказательства этого положения.

Учащиеся приводят примеры металлических признаков физических свойств графита, кремния, йода, металлического водорода, молекулярной кристаллической решетки и химической инертности инертных газов, амфотерности соединений многих металлов.

Учитель: Деление элементов на металлы и неметаллы применимо больше к простым веществам, которые, в зависимости от условий могут проявлять как металлические, так и неметаллические свойства. Металличность и неметалличность простых веществ – это функция условий существования химического элемента. Для соединения металлов и неметаллов в единую систему связующим мостиком являются амфотерные соединения. Выявим причины амфотерности на основе строения атомов элементов.

Учащиеся выполняют задание № 2 экспериментально-теоретической программы урока

а) Опишите строение атома химического элемента по плану: схема строения атома, электронная формула, электронно-графическая формула, принадлежность к металлам или неметаллам, определенному семейству,число валентных электронов

1 Вариант 2 Вариант

элемент №13 (AL) элемент №24 (Cr)

б) Вам выданы следующие вещества:

1 Вариант 2 Вариант

Гидроксид алюминия Гидроксид хрома (III)

На основе строения атома указанного элемента определите химический характер соединения, подтвердите свойства экспериментально, составьте молекулярные и ионные уравнения реакций. Укажите, какие свойства проявляет соединение в каждой реакции, каковы признаки реакций? Выявите главную причину проявляемых соединением свойств.

Выводы учащихся: гидроксиды алюминия и хрома (III) амфотерны, амфотерность обусловлена промежуточным числом валентных электронов и проявляемой промежуточной степенью окисления алюминия и хрома +3.

Учитель: Все разнообразие химических элементов связано единой идеей строения атома. Периодический закон в настоящее время является важнейшим инструментом познания, определяет развитие атомной физики, химии, геологии, астрономии, атомной и ядерной техники, химической технологии, металлургии, медицины и других отраслей знания. Выделяют несколько важнейших функций периодического закона.

Сообщение учащегося. Функции периодического закона.

Объясняющая функция закона заключается в способности объяснить те или иные явления. При составлении таблицы Менделеев трижды сознательно нарушил принцип ее построения, отраженный в периодическом законе. Он переставил элементы местами так, что элемент с большей массой опережает элемент с меньшей массой, но при такой расстановке все они попадают в группы сходных по свойствам элементов. Открытие строения атома оправдало данные перестановки. Элементы оказались в системе расставлены правильно на основе зарядов атомных ядер. Перестановки Менделеева можно объяснить явлением изотопии. Развивающая функция закона проявляется в том, что закон может дать толчок развитию других направлений науки. Периодический закон способствовал развитию теории строения атома, что дало самому закону более глубокое научное обоснование.
Обобщающая функция проявляется в способности соединить отдельные факты в строгую систему взаимосвязанных явлений.
Прогностическая функция заключается в способности предсказывать свойства и явления.

Сообщение учащегося. Прогностическая функция периодического закона.

У 10-ти элементов Менделеев изменил принятые в то время относительные атомные массы и соответственно изменил их валентность, у 10-ти других атомные массы подправил, 8 элементов разместил в системе вопреки принятым представлениям. Все эти новшества были восприняты ученым миром как неслыханная дерзость. Но твердо убежденный в естественности своей системы, Менделеев решается на невиданный в истории химии шаг. Свойства предсказанных им экабора, экаалюминия и экасилиция он описывает с удивительной точностью и предлагает даже методы их открытия.

Открытие Л.Буабодраном галлия, Л.Нильсоном скандия, К.Винклером германия подтвердило прогностические возможности периодического закона.
В 1884 г. Николай Александрович Морозов, заключенный царским правительством за революционную деятельность пожизненно в Шлиссельбургскую крепость, начинает от тоски тюремной жизни изучать химию. Он знакомится с системой Менделеева и ставит перед собой вопрос: нет ли периодической зависимости среди углеводородов? Морозов составляет свою таблицу и приходит к неожиданному выводу: все углеводороды, как и все элементы периодической системы, в той или иной степени активны, но среди элементов нет химически инертных, подобно предельным углеводородам. Возникает вопрос: а что, если инертные элементы существуют в природе, но пока не открыты? И Морозов предсказывает, что эти элементы следует искать в воздухе, т. к. скорее всего это газы.
Можно представить себе торжество Морозова, когда он, находясь в заключении, узнал из газет, что английский ученый У. Рамзай открыл, и именно в воздухе, инертный газ аргон. Вскоре последовало открытие и других инертных газов.
Так на основе периодической системы Морозову удалось предсказать то, что не удалось сделать в полной мере даже самому Менделееву.

Сообщение учащегося. Искусственное получение элементов

К 1937 г. общее число открытых элементов достигло 88. Самым тяжелым из них был уран – № 92. Значит, в периодической системе оставались еще 4 «окна» с номерами 43, 61, 85, 87. Все попытки найти их в природе заканчивались неудачей. Этим окнам суждено было заполниться в период с 1937 по 40-й годы, и получены они были при помощи ядерных реакций. Самым первым был искусственно получен элемент № 43 путем обстрела изотопов молибдена ядрами атомов дейтерия (дейтерий – изотоп водорода).

Ядра атомов молибдена и дейтерия сливаются, образую ядро с зарядом 43, массой 99. Этот элемент был назван в честь торжества техники технецием. Искусственным путем было открыто значительное число химических элементов.
. Ядерные реакции еще раз доказывают взаимосвязь всех элементов, объединенных в периодическую систему.

Сообщение учащегося. «Меченые атомы»
«Меченые атомы» – радиоактивные изотопы – разновидности атомов одного и того же химического элемента, отличающиеся массой. Спонтанно делясь, они постоянно сигнализируют о себе, и их распад можно зафиксировать регистрационными приборами; меченые атомы широко применяют в сельском хозяйстве, медицине, в научных исследованиях. Так, например, было обнаружено, какую природу имеет кислород, выделяющийся при фотосинтезе.

Для испытаний растения поливали водой, содержащей изотоп кислорода-18, а углекислый газ содержал обычный распространенный легкий изотоп кислорода — 16. Выделяющийся при фотосинтезе кислород содержал только изотопы — 18, значит, он имеет «водное» происхождение, и этот факт сыграл определенную роль при раскрытии фотосинтетических процессов.

Учитель: Периодический закон, основанный на теории строения атома, объяснил множество явлений природы, подтвердил философские категории.

Учитель предлагает учащимся воспользоваться справочниками, словарями, ознакомиться с философскими категориями: «причина и следствие», «единичное, особенное, общее», « содержание и форма», ответить на вопросы:

1. Что помогают осознать категории общего и особенного? Чем обусловлена общность всех химических элементов? Чем обусловлена особенность отдельных групп элементов и единичность (индивидуальность) каждого из химических элементов?
2. Что выражает бесконечная цепь причин и следствий? Какова главная причина периодического изменения свойств элементов? Каковы следствия увеличения числа валентных электронов в атомах элементов одного периода и увеличения атомных радиусов элементов главных подгрупп?

Учащиеся отвечают на вопросы.

Сообщение учащегося. Содержание и форма.

Любой предмет состоит из отдельных элементов и процессов, которые в совокупности составляют содержание предмета. У содержания имеется форма, форма и содержание не существуют друг без друга. В процессе развития содержание играет ведущую роль, его изменение ведет к изменению формы. Если периодический закон – это содержание, то его формой является графическое изображение – периодическая система. Существует около пятисот вариантов периодической системы (например, короткая и длинная), но содержание одно – периодическая зависимость свойств от зарядов атомных ядер элементов. В п. с. 7 периодов и 8 групп. По форме период – горизонтальный ряд элементов, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным элементом, а по содержанию период – это ряд элементов с одинаковым числом энергетических уровней. По форме группа – это вертикальная колонка элементов, а по содержанию – это ряд элементов, имеющих одинаковую максимальную степень окисления. По форме каждый элемент имеет свое место, свою клетку в периодической системе, а по содержанию каждый элемент можно отнести к s-, p-, d- или f семействам.

Учитель: Закон – объективная, всеобщая, необходимая и существенная связь явлений и предметов, которая характеризуется устойчивостью и повторяемостью. Периодический закон, связывающий химические элементы, – один из общих законов природы. Он выполняется везде, где имеются химические элементы и их соединения, но он действует только в рамках совокупности химических элементов, не распространяясь на другие явления природы. Вы знаете, что есть и другие законы – наиболее общие законы развития природы. Периодический закон подтверждает эти законы.

Сообщение учащегося: Закон единства и борьбы противоположностей утверждает, что борьба противоположностей – источник движения и развития материального мира. Этот закон проявляется в строении атома, как единстве двух противоположностей (положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов), в металлических и неметаллических свойствах отдельных элементов, которые могут взаимодействовать с образованием соединений, в основном и кислотном характере соединений металлов или неметаллов, во внутренней противоречивости амфотерных соединений, в неделимости друг от друга процессов окисления и восстановления.
Ярким примером элемента с внутренне противоречивостью является водород, который проявляет свойства металла и неметалла, восстановителя и окислителя.
Подобно щелочным металлам, атом водорода содержит на внешнем и единственном электронном слое один электрон, легко сбрасывает его в химических реакциях с неметаллами и при этом проявляет свойства восстановителя.
Однако водород может проявлять и окислительные свойства, взаимодействуя с щелочными металлами, превращая их в гидриды. При этом атом водорода принимает один электрон до завершения внешнего слоя. В данной реакции водород вдет себя как типичный неметалл.

Сообщение учащегося: Закон перехода количественных изменений в качественные характеризует процесс обновления материального мира, говорит о его скачкообразном развитии. Под скачком понимается переход от одного качества к другому. Скачки условно делят на медленные (многостадийные) и мгновенные (одностадийные). Переход от элемента к элементу в периоде с ростом заряда ядра атома – это незначительные мгновенные скачки образования нового качества, т. е. новых свойств. Изменение свойств элементов от типичных металлов к типичным неметаллам в периоде – это результат медленного многостадийного скачка. Переход от галогенов к инертному газу – это большой мгновенный скачок, связанный с завершением наружного электронного слоя, также большим мгновенным скачком является переход от инертного элемента к щелочному металлу, он связан с возникновением нового слоя. Таким образом, количественные изменения в отдельных атомах и системе элементов постоянно ведут к качественно новым свойствам.

Сообщение учащегося: Закон отрицания отрицания выражает всеобщую закономерность развития материального мира от простого к сложному и предполагает связь, преемственность в развитии. Наиболее ярко она выражена при переходе от периода к периоду. Например, калий повторяет свойства натрия, но в то же время атом калия имеет на один электронный слой больше и является более реакционноспособным. Следовательно, развитие идет как бы по спирали, с каждым витком повторяя предыдущие этапы развития, но на более высоком уровне.

Учитель: Открытие и развитие периодического закона на основе теории строения атома подтвердило познаваемость мира, доказало его материальность, единство и противоречивость. Химические элементы – ступени развития вещества. Основой их единства и взаимосвязи служит сходство элементарных частиц, входящих в состав атомов. Каждый элемент, будучи частью целого, занимает свое место в периодической системе. В природе имеет место не беспорядочное скопление качественно разнородных веществ: все они находятся друг с другом в закономерных взаимосвязях и построены из атомов ограниченного числа элементов. Величайшая заслуга Д.И.Менделеева в том, что он не остановился на разделении элементов по группам, а объединил отдельные группы элементов в единую систему.
Нельзя не согласиться с ярким высказыванием А.Е. Ферсмана: «Будут, конечно, появляться и умирать новые теории; блестящие обобщения и новые представления будут сменять устаревшие понятия; величайшие открытия и эксперименты будут далеко превосходить все прошлое и открывать невероятные по новизне и широте горизонты – все это будет приходить и уходить, но периодический закон Менделеева будет всегда жить, развиваться, уточняться и руководить исканиями».

Литература:

1. Смирнова Т.В. Формирование научного мировоззрения учащихся при изучении химии. М. Просвещение, 1984;
2. Агафошин И.П. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. М.Просвещение. 1982;
3. Габриелян О.С., Лысова Г.Г., Введенская А.Г. Настольная книга учителя химии. 11 класс. Часть I. М. Дрофа. 2003.
4. Аспицкая А.Ф. Роль химии в формировании мировоззрения учащихся. Химия (ИД «Первое сентября») 2011 № 3.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Самостоятельная работа по химии Периодический закон 9 класс

Самостоятельная работа по химии Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева для учащихся 9 класса. Самостоятельная работа состоит из 3 вариантов в каждом по 4 задания и предназначена для проверки знаний по теме Общая характеристика химических элементов и химических реакций.

1. Рассмотрите фрагмент периодической таблицы в том виде, в котором ее создал Д.И. Менделеев.

Какой элемент должен стоять за цинком? Какие элемен­ты будут обладать свойствами, сходными с этим элементом? Как изменяются свойства элементов-аналогов в главной под­группе?

2. Покажите на примере одного периода, что Периодиче­ский закон, как и любой закон природы, выполняет объяс­няющую функцию.

3. Расположите элементы в ряд по увеличению электро­отрицательности: Р, Cl, Na, Al, S, Mg, Si. Укажите причину увеличения электроотрицательности.

4. Расположите гидроксиды в порядке увеличения их основных свойств: LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, КОН.

1. Рассмотрите фрагмент Периодической таблицы в том виде, в котором ее создал Д.И. Менделеев.

Какой элемент должен стоять перед мышьяком? Какие элементы будут обладать свойствами, сходными с этим эле­ментом? Как изменяются свойства оксидов элементов-аналогов в главной подгруппе?

2. Покажите на примере одной подгруппы, что Периоди­ческий закон, как и любой закон природы, выполняет объ­ясняющую функцию.

3. Расположите элементы в ряд по увеличению металли­ческих свойств: Bа, Са, Sr, Ве, Ra, Mg. Укажите причину увеличения металлических свойств.

4. Расположите оксиды в порядке увеличения их ки­слотных свойств: Р2O5, SO3, N20, Аl2O3, Cl2O7, MgO.

1. Если следовать принципу расположения элементов по увеличению значения Мr, то, после открытия инертных га­зов, фрагмент периодической таблицы выглядел бы так:

Какие элементы следует поменять местами? Почему? Какие элементы будут обладать свойствами, сходными с каждым из этих элементов? Как будут изменяться свойства элементов в периоде, атомы элементов в котором содержат три энергетических уровня?

2. Астат — радиоактивный элемент, полученный искус­ственно, и короткоживущий. Экспериментально изучать свойства астата проблематично. Покажите на примере аста­та, что Периодический закон, как и любой закон природы, выполняет предсказательную функцию.

3. Расположите элементы в ряд по увеличению окисли­тельных свойств: О, Li, С, F, Ве, N, В. Укажите причину увеличения окислительных свойств.

Ответы на самостоятельную работу по химии Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Вариант 1.
1.
Элемент — галлий. Сходные свойства имеют: В, Al, In, Tl. С увеличением порядкового номера в подгруппе увеличи­ваются радиус атома, металлические и восстановительные свойст­ва. Уменьшаются неметаллические свойства, окислительные свойства и электроотрицательность.
2.
Например: неметалличе­ские свойства элементов увеличиваются по периоду, так как уве­личивается число электронов на внешнем энергетическом уровне.
3. Na, Mg, Al, Si, Р, S, Cl.
4. LiOH, NaOH, КОН, RbOH, CsOH.
Вариант 2.
1.
Элемент — германий. Сходные свойства имеют С, Si, Sn, Рb. Кислотные свойства оксидов ослабевают.
2.
Например: металлические свойства элементов в главных подгруппах возрастают, так как увеличивается радиус атомов.
3. Ве, Mg, Са, Sr, Bа, Ra.
4.
В порядке увеличения кислотных свойств оксиды распола­гаются так:
Na2O, MgO, Аl2O3, Р2O5, SO3, Сl2O7.
Вариант 3.
1.
Поменять местами следует К и Ar. Аналоги К: Li, Na, Rb, Cs, Fr. Аналоги Ar: Не, Ne, Kr, Хе, Rn. По 3-му периоду возрастают неметаллические, окислительные свойства и электроотрицательность. Уменьшаются металлические, вос­становительные свойства и радиус атома.
2.
Астат — аналог элементов F, Cl, Br, I, так как он содержит 7 электронов на внешнем энергетическом уровне. Степени окисления: -1 и +7. Формула кислотного оксида: At2O7, гидроксида: HAtO4 , летуче­го водородного соединения: НАt, в растворе является кислотой.
3. Li, Ве, В, С, N, О, F.
4. В2O3, Аl2O3, Ga2O3 , In2O3, Тl2O3.

testschool.ru

Какие функции выполняет периодический закон

Разработка плана-конспекта урока «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»
Учитель: Потокина Нина Николаевна

МОУ СОШ N47 г. Тверь

Тема: «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»

Цель урока: а) познавательный аспект:

  1. Проконтролировать степень усвоения ЗУН, сформированных на предыдущем уроке: составление схем строения атомов, определение понятий: «элемент-металл», «элемент-неметалл»
  2. Обеспечить усвоение следующих основных знаний, входящих в содержание темы урока:

-определение понятий: «периодичность», «периодический закон»

-характеристика структуры периодической системы

-значение периодического закона

3.Сформировать следующие специальные умения:

— объяснение причины периодического изменения свойств химических элементов

-установление физического смысла порядкового номера элемента, номера группы, номера периода, периодического закона.

-выявление закономерности изменения металлических и неметаллических свойств элементов в периодах и в группах

б) развивающий аспект:

Обеспечить, используя задания, требующие выполнения мыслительных операций различного уровня сложности, формирование самостоятельности суждений учащихся, интеллектуальных и учебно-коммуникативных умений и навыков:

-развитие речи (обогащение и усложнение словарного запаса, усложнение смысловой функции речи)

-формирование внимания, техники письма, чтения

-формирование мыслительных операций( анализ и синтез, выделение главного и существенного, абстрагирование и конкретизация, сравнение и различение)

в) воспитывающий аспект:

1.Содействовать в ходе урока формированию научного мировоззрения учащихся:

— убеждённости в материальности мира путём раскрытия природы изучаемых явлений

-понимание объективного характера изучаемого закона, возможности познания природы и использования этих знаний в научной и практической деятельности

-установление причинно-следственных связей: состав- строение- свойства

2.Осуществлять нравственное воспитание ( патриотизм,интернационализм, товарищество, этические нормы поведения)

3.Формировать уважение к науке как к части культуры общества.

Мотивация: показ значимости новых знаний

-для развития науки

-в жизненно-познавательном опыте

-в процессе обучения (наличие базовых знаний о положении элемента в ПСХЭ Д.И. Менделеева и строении его атома обеспечивает усвоение материала последующих тем; позволяет устанавливать причинни- следственные связи)

Ход урока

  1. Организационный этап.
  2. Этап проверки домашнего задания( состав и строение атомов, металл, неметалл)
  3. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала (сообщение темы урока, формулирование вместе с учащимися целей: а) усвоить новое понятие «периодический закон» б)изучить структуру периодической системы в)установить связь периодического закона ипериодической системы со строением атома г)оценить значение периодического закона Мотивация Задачи урока: организация дальнейшей деятельности учащихся по изучению и усвоению нового материала ( работа в составе четырёх групп с познавательными текстами с последующим комментированием материала по схеме-конспекту) Алгоритм работы:

-прочитать текст -соотнести информацию текста с соответствующим блоком опорного конспекта -ответить на вопросы, выполнить тестовые задания, обсудить ответы в группе -выбрать комментатора

  1. Новый материал

Учебный текст №1 «Периодический закон»

Формируемые понятия: «периодичность», «периодический закон» Вопросы для вывода: а) Можно ли сказать, что периодический закон существует в природе реально?

б) В чём заслуга Д.И. Менделеева?
Учебный текст №2 «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева»

Формируемые понятия: «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева», «периоды», «группы», «главные и побочные подгруппы»

Вопросы для вывода: Периодическая система и периодическая таблица- это одинаковые понятия?

Учебный текст №3 «Периодический закон и периодическая система в свете учения о строении атома»

Формируемые понятия: физический смысл периодического закона, № периода, № группы

Вопросы для вывода: Почему наблюдается периодическая зависимость свойств элементов и образованных ими веществ от заряда ядра атома?

Учебный текст №4 « Значение периодического закона»

Формируемые понятия: материальность, единство и познаваемость мира, взаимосвязь явлений

Вопросы для вывода: Какие факты доказывают научность открытого Д.И.Менделеевым закона

  1. Этап закрепления (Ответы на вопросы и тестовые задания, содержащиеся в учебных текстах)

Диагностическая работа

1.Выберите схемы химических элементов:

1В. Второго периода 2В Третьего периода

а)2е,8е б)2е,8е,5е в) 1е г)2е,8е,8е,1е

2.Выберите схемы элементов:

1В Третьей группы 2В Шестой группы

а)2е, 8е,6е б)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 в)1s 2 2s 1 г)1s 2 2s 2 2p 6

3.Наиболее ярко 1В металлические 2В неметаллические свойства выражены у: а)1s 2 2s 2 б)1s 2 2s 1 в) 1s 2 2s 2 2p 1 г) 1s 2 2s 2 2p 2

4.Причина 1В Усиления металлических свойств в периодах

2В Усиления металлических свойств в группах:

а) увеличение числа ЭУ б) увеличение числа электронов на ВЭУ в)увеличение заряда ядра г) увеличение массы атома

  1. Этап информирования учащихся о домашнем задании
  2. Выводы по уроку:

— ПЗ существует и действует в природе реально и независимо от сознания человека. Человек лишь открывает закон , т. е. познаёт связь явлений и выражает её в формулировке: « свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атома»

— Периодическая система- естественная классификация химических элементов. Периодическая таблица- графическое изображение периодического закона

-Свойства элементов изменяются периодически, т.к. периодически изменяется число электронов на внешнем уровне их атомов

-ПЗ- это не гипотеза, а научная теория, т.к. выполняет три основные функции: обобщающую, объясняющую и прогностическую

(ПСХЭ Д.И.Менделеева – единое целое, включающее в себя все химические элементы, т.к. у них общие черты строения атомов, общие свойства; ПЗ показывает взаимосвязь состава- строения- свойств; ПЗ позволяет предсказывать существование и свойства ещё неоткрытых элементов)

18 февраля 1869года

Пришёл! 1.Д.И.Менделеев сравнил между собой все химические элементы.

2.За основу сравнения взял атомные массы.

Увидел! Повторение сходных элементов металлов и неметаллов через равные промежутки.

Победил! 1. Классифицировал все химические элементы, создав периодическую систему.

2.Сформулировал периодический закон: «свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атома»

Блок 2 Как формула, как график трудовой

Строй менделеевской системы

Вокруг тебя творится мир

Входи в него, вдыхай, руками трогай!

Малые(1,2,3) 1- 2 элемента, 2,3- по 8элементов

Большие(4,5,6,7);. 4,5-по 18 элементов

Слева направо металлические свойства убывают, а неметаллические усиливаются.

(элементы и малых и больших периодов)

(элементы только больших периодов)

Сверху вниз металлические свойства усиливаются, а не- металлические ослабевают.
труктура

Блок 3 ПЗ и ПСХЭ в свете учения о строении атома

Порядковый № = заряду ядра атома(Z)

№ периода = числу ЭУ(энергетических уровней)

№ группы = числу электронов на ВЭУ(внешнем энергетическом уровне)

Период: Z, число электронов на ВЭУ увеличивается, число ЭУ =const

Радиус атома уменьшается , притяжение электронов к ядру растёт

Группа:Z, числоЭУ, радиус атома увеличиваются, число электронов на ВЭУ=const притяжение электронов к ядру уменьшается

Металличность- отдача электронов

Блок4 Значение ПЗ

ПЗ позволил: 1. Исправить атомные массы

2.Предсказать существование и свойства ещё неоткрытых элементов

ПЗ послужил толчком для развития атомной физики, геохимии, биохимии, химии космоса…

ПЗ подтвердил законы природы:

-единство и материальность мира

-взаимосвязь явлений
«Мир сложен. Он полон событий, сомнений

И тайн бесконечных и смелых догадок.

Как чудо природы рождается гений

И в хаосе этом наводит порядок.»

Учебный текст 1 «Периодический закон Д.И.Менделеева»
Задание: дайте формулировку периодического закона, объясните понятие периодичность

  1. К середине 19века било открыто более 60 химических элементов, У большинства которых были изучены физические и химические свойства. Открытие новых элементов и изучение свойств элементов и их соединений позволили, с одной стороны, накопить богатый фактический материал, а с другой – выявили необходимость его систематизации

Ни одна из попыток классификации не выявила основной закономерности в их расположении и, следовательно, не могла привести к созданию естественной системы, охватывающей все элементы и отражающей природу их сходства и различия.

  1. За основу сравнения всех химических элементов Д.И.Менделеев взял фундаментальную количественную характеристику элемента- атомную массу.

Д.И.Менделеев расположил все известные элементы в порядке возрастания атомных масс :Li – Be – В – C – N – O – F – Ne – Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl

И обнаружил, что в полученном им естественном ряду элементов сходные элементы(Li – Na — щелочные металлы; F- Cl – типичные неметаллы «галогены») повторяются через правильные интервалы. Эта закономерность была названа Д.И.Менделеевым законом периодичности и сформулирована следующим образом:

Свойства простых тел, а также форма и свойства соединений химических элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов.

  1. Д.И.Менделеев разбил естественный ряд на отрезки, которые начинались щелочным металлом , отрезки расположил друг под другом и получил систему химических элементов

Li – Be – В – C – N – O – F – Ne

Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl

Это расположение отражало периодичность изменения свойств химических элементов.
Вопросы: 1) Какое свойство элемента Д.И.Менделеев положил в основу классификации?

2)Объясните выражение «свойства элементов изменяются периодически»? Какие свойства элементов изменяются периодически?

Учебный текст 2 « Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева»
Задание: Объясните выражение «периодическая система- естественная классификация химических элементов, а таблица- графическое изображение периодического закона»
1.В результате сопоставления свойств и атомных масс элементов Д.И. Менделеев пришёл к открытию ПЗ и на его основе- ПСХЭ, т.е. ПСХЭ реально существует в природе, является естественной классификацией химических элементов.

Таблица, которой мы пользуемся- это графическое изображение ПЗ. В настоящее время наиболее распространёнными формами таблицы являются короткая и длинная. Короткая форма таблицы была разработана Д.И. Менделеевым в 1870 году, её называют классической. (Первый вариант , предложенный в 1869 году, имел длинную форму

т. е. в ней периоды располагались одной строкой) В школе изучают короткую форму таблицы. Какова же её структура?

2. Периоды- горизонтальные ряды элементов, в пределах которых свойства элементов изменяются последовательно. Периоды делятся на малые (1период-2 элемента; 2,3 периоды- по 8 элементов) и большие

(4,5 периоды- по 18 элементов; 6 период- 32 элемента; 7 период- незаконченный)

Во всех периодах с увеличением порядкового номера элемента(СЛЕВА НАПРАВО) металлические свойства убывают, а неметаллические усиливаются.

3.Группы- это вертикальные столбцы элементов, их восемь.

Каждая группа состоит из 2-х подгрупп: главной и побочной.

Главная подгруппа включает элементы и малых и больших периодов.

Побочная подгруппа включает элементы только больших периодов.

Например:1группа главная подгруппа:H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr; побочная подгруппа- Cu, Ag, Au.

В подгруппу объединены элементы со сходными свойствами: сверху вниз металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабевают. Пользуясь ПСХЭ можно дать сравнительную характеристику свойств любого элемента.
Тесты: 1. Элемент №20 находится: а)5п, 4 гр., гл. подгр. б) 4п, 5 гр., гл. подгр. в) 4п, 2гр., гл. подгр. 2п, 4 гр., гл. подгр.)

2.В 3 группе гл. подгруппе находится: а)Na б) Mg в)Al г) C

3Наиболее ярко металлические свойства выражены у: а)Na б) Mg в)Al

4Наиболее ярко металлические свойства выражены у: а) Li, б)Na, в)K

5Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у: а)N б)O в)F

6Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у: а) C б)Si в)Ge

Учебный текст3 «Периодический закон и периодическая система в свете учения о строении атома»

Задание: Дайте современную формулировку ПЗ. Почему заряд ядра ( порядковый номер) является главной характеристикой элемента?

  1. После создания ПСХЭ перед учёными встал ряд вопросов. Сколько элементов должна содержать ПСХЭ? Почему свойства элементов изменяются периодически, ведь атомная масса изменяется непрерывно? Почему металлические свойства элементов с увеличением атомной массы в периоде ослабевают, а в группе усиливаются? Данные о строении атома позволили выяснить физический смысл ПЗ и ответить на многие вопросы. Сопоставление свойств элемента и строения его атома приводит к выводу: главной характеристикой элемента является его порядковый номер т.к. он равен заряду ядра атома. Заряд ядра определяет число электронов в атоме, которые определённым образом располагаются вокруг ядра, характер распределения электронов вокруг ядра определяет химические свойства атомов. Современная формулировка ПЗ:

Свойства элементов, а также их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома.

  1. В пределах периода происходит постепенное накопление электронов в наружном слое от 1 до 8, поэтому происходит плавная смена металлических свойств элемента неметаллическими. Число ЭУ остаётся неизменным и совпадает с № периода.
  2. В пределах группы главной подгруппы число электронов на ВЭУ остаётся неизменным, равным № группы. Меняется же число ЭУ, следовательно, растёт радиус атома, притяжение электронов к ядру уменьшается, что объясняет рост сверху вниз металлических и снижение неметаллических свойств элементов.
  3. Свойства элементов периодически повторяются, т.к. с возрастанием заряда ядра атома периодически повторяется число электронов на ВЭУ атома элемента( физический смысл ПЗ). В большинстве случаев с возрастанием заряда ядра атомов элементов увеличиваются и их относительные атомные массы. Это обстоятельство и позволило Д.И.Менделееву открыть ПЗ задолго до открытия строения атома.

Тесты: 1Выберите название элемента, у которого на ВЭУ 8 электронов:

а) неон, б)фтор, в)бор, г)кислород

2.4ЭУ содержит электронная оболочка атома:

а)кремния, б) серебра, в) калия г)бериллия

3Электронная схема +Х)2)5 соответствует:

а)бору, б)серебру, в) хлору, г) азоту

4.Дополните формулу 1s 2 2s 2 …3s 1 , выберите название химического элемента, которому она принадлежит: а)алюминий, б)литий, в)натрий, г)азот

5. Дополните формулу +Х)2)…)3, выберите название химического элемента, которому она принадлежит: : а)алюминий, б)литий, в)натрий, г)азот
Учебный текст 4. «Значение периодического закона»

Задание: оценивая значение открытия Д.И.Менделеева Ф.Энгельс писал: Менделеев совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту неизвестный планеты Нептуна. В чем научный подвиг Д.И.Менделеева?

1)Казалось всё просто: написать символы химических элементов, их атомные массы; расположить карточки в порядке возрастания атомных масс. НО, давайте представим середину 19 века. Что знали современники Д.И.Менделеева? 63 элемента. Некоторые из них не были хорошо очищены от примесей, а это вело к искажению атомных масс, свойств элементов. В таблице было много пустых клеток. Чтобы не нарушать периодичность, Д.И.Менделеев вынужден был исправлять атомные массы некоторых элементов(так масса бериллия считалась 13,5, металл бериллий попадал между двумя неметаллами углеродом и азотом. Менделеев исправляет массу бериллия на среднюю и ставит между литием и бором ( 7+11):2=9). Последующие исследования подтвердили это. А тогда это был смелый шаг. Кроме того ученый вынужден был допустить 3 перестановки: Элемент№18 аргон имеет массу 40, а элемент№19 калий – 39(№27 и №28; №52 и №53). Это было воспринято большинством ученых, как научное легкомыслие, необоснованная дерзость.

2)Д.И.Менделеев делает еще один смелый шаг: он подробно описывает свойство еще никому не известных элементов. Дальнейшее развитие экспериментальной химии убедительно подтвердило менделеевские прогнозы . Каково же было удивление и восхищение ученых разных стран, когда открыв новый элемент они обнаруживали точное совпадение его свойств с прогнозами Д.И.Менделеева. Периодическая система химических элементов сделалась компасом в исследованиях ученых. Опираясь на нее, они стали открывать новые химические элементы, создавать новые вещества с заранее предсказанными свойствами. С периодическим законом связан прогресс не только в науке(взаимопревращение элементов, поиск путей освобождения ядерной энергии, получения изотопов, развитие физики, геохимии, биохимии, химии космоса), но и в технике: ПЗ открывает закон распределения металлов в земной коре, помогая поиском полезных ископаемых. Металлурги нашли связь ПСХЭ с ролью и поведение элементов в специальных видах стали. Таким образом, границы действия закона обширны: они охватывают химические элементы Вселенной, и образуемые ими простые и сложные вещества. При жизни Д.И.Менделеева ПЗ опирался на атомно – молекулярное учение, сегодня- на электронную теорию строения атома, продолжая жить и развиваться.

Как вы понимаете выражение: «Закон, являясь инструментом познания, выполняет 3 функции: обобщающую, объясняющую, прогностическую.»?

podmel.ru

Еще по теме:

  • Колягин методическое пособие Алгебра. 7 класс. Методические рекомендации. Колягин Ю.М., Ткачева М.В. и др. 2-е изд. - М.: 2017 - 144 с. Данная книга окажет практическую помощь учителям, работающим по учебнику алгебры авторов Ю. М. Колягина и др. В ней дан обзор основных […]
  • Сайт тулгу приказы о зачислении Сайт тулгу приказы о зачислении В 2018-м году Минобрнауки России выделило Тульскому государственному университету 1365 бюджетных мест очной формы обучения и 40 бюджетных мест очно-заочной и заочной форм обучения. Из них 1017 приходятся на […]
  • Наследование rh фактора Наследование групп крови. Наследование резус-фактора. Резус-конфликт. Система АВ0.Впервые антигенные различия эритроцитов человека были выявлены в 1900 г. К. Ландштейнером. Группы крови системы АВ0 («а», «б», «ноль») контролируются одним аутосомным […]
  • Ь на конце после шипящих правило Азбучные истины Интерактивный диктант Учебник ГРАМОТЫ: орфография Учебник ГРАМОТЫ: пунктуация Имена и названия. Интерактивный тренажер Полезные ссылки Летнее чтение Запоминалки Цитаты о языке Скороговорки Пословицы и поговорки Учебник ГРАМОТЫ: […]
  • Электросварочные работы правила Сварочные работы - Правила безопасной эксплуатации электроустановок потребителей Книга 3, Раздел 6, Статья 7, Параграф 3 Требования к электросварочным работам и оборудованию 6.7.47. Электросварочные работы должны выполняться в соответствии с […]
  • Ссылки на патент ССЫЛКА НА ПАТЕНТ Как сослаться на патентный документ В некоторых диссертациях необходимо ссылаться на патенты. При этом ссылаться на них необходимо в соответствии с государственными стандартами ― ГОСТом 7.1–2003 «Библиографическая запись. […]