Урок щелочноземельные металлы урок 9 класс: Конспект урока по теме «Щелочноземельные металлы»

Содержание

Конспект урока по теме «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы» (9 класс)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Вышеславская основная школа» Гаврилов-Ямский район

Открытый урок химии в 9 классе

по теме:

«Бериллий, магний и щелочноземельные металлы»

Разработала учитель химии

Рыжакова Нина Юрьевна

Цель урока:

Дать общую характеристику металлов главной подгруппы II группы периодической системы химических элементов. Рассмотреть основные физические и химические свойства, выявить сходства и особенности.

Задачи:

Образовательные: продолжить работу формирования у учащихся умений давать характеристику хим. элемента по его положению в ПС, описывать физические, химические свойства элементов II группы главной подгруппы, расширить представления учащихся о соединениях химических элементов.

Развивающие: повысить познавательный интерес учащихся, развить навыки работы учащихся с учебной литературой, интеллектуального труда, умения логически мыслить, умения выполнять умственные операции: обобщение, сравнение, анализ, делать вывод, навыки познавательной исследовательской деятельности, умения прогнозировать результат.

Воспитательные: прививать постоянный интерес к предмету, навыки коммуникативности, рефлексии, воспитывать нравственные качества: волю, настойчивость, аккуратность, самостоятельность.

Тип урока: изучение новых знаний.

Методы и методические приемы:

Проблемно-поисковый метод, беседа, самостоятельная работа с учебником, выполнение опытов, выводы, выполнение упражнений, проверка, взаимопроверка.

Оборудование:

учебник Химия ─ 9 (Габриелян О.С.), дидактический лист – паспорт элементов изучаемой группы (каждому ученику), химическая посуда ─ пробирки, спиртовка, реактивы для демонстрации: магний и карбонаты, сульфаты, фосфаты, хлориды кальция и магния.

Ход урока:

I. Организационный момент

II. Актуализация учебного материала

Формулирование темы и цели урока (слайд 1)

Цель урока: (слайд 2)

1. Давать характеристику химических элементов по плану.

2. Совершенствовать навыки составления уравнений реакций электронного баланса ОВР, проведения и наблюдения химического эксперимента.

3. Продолжить формирование умений анализировать, делать выводы, работать самостоятельно.

Когда знакомились с темой «Щелочные металлы» мы составили план изучения материала. Давайте вспомним этот план.

1. Строение на основе положения в периодической системе. Предсказание свойств. Физические свойства металлов главной подгруппы II группы ПС.

2. Химические свойства металлов главной подгруппы II группы ПС.

3. Распространение в природе. Соединения магния и щелочноземельных металлов.

/На каждой парте план характеристики элемента и образованных им веществ

1. Охарактеризуйте положение элементов в ПСХЭ: подгруппа, группа.

2. Назовите элементы подгруппы.

3. Составьте электронные формулы первых трех элементов подгруппы.

4. Определите, что общего в строении атомов элементов, какова степень окисления в соединениях.

5. Назовите физические свойства и условия хранения.

6. Исходя из электронного строения атомов, охарактеризуйте химические свойства элементов главной подгруппы II группы (Восстановительные или окислительные).

7. Сравните количество химических свойств элементов (изменение при увеличении порядкового номера элемента).

8. Записать уравнения реакций, характеризующие химические свойства металлов (взаимодействие с другими веществами). Разобрать в свете ОВР.

9. Оксиды и гидроксиды этих элементов, формулы, свойства.

10. Генетические ряды.

11. Соли, применение/ для учащихся

В отличие от металлов главной подгруппы I группы, которые все относятся к группе щелочных металлов, не все элементы главной подгруппы II группы относятся к естественному семейству щелочноземельных металлов. К ЩЗМ относят кальций, стронций, барий, радий. Радий естественно-радиоактивный элемент, но его химические свойства соответствуют свойствам ЩЗМ.

Давайте обратимся к ПСХЭ и назовем все элементы главной подгруппы II группы (бериллий, магний и ЩЗМ).

─ Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 4,12, 20:

₊₄Ве 2е; 2е;

+12Mg 2е; 8е; 2е; ₊₂₀Са 2е; 8е; 8е; 2е;

─ Что общего в атомном строении элементов главной подгруппы II группы?

· Общим является одинаковое строение внешнего электронного слоя, у всех этих элементов на последнем слое находится 2 электрона.

─ Поэтому эти элементы будут проявлять постоянную степень окисления + 2.

─ Исходя из электронного строения атомов, охарактеризуйте химические свойства элементов главной подгруппы II группы.

· Атомы этих элементов являются сильными восстановителями, т.к. содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые они отдают при взаимодействии с другими соединениями.

─ Как изменяются химические свойства элементов главной подгруппы II группы при увеличении порядкового номера элемента.

· С увеличением порядкового номера элемента увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, следовательно, возрастает легкость отдачи электронов. Поэтому, восстановительные свойства элементов главной подгруппы II группы сверху вниз увеличиваются. Самый сильный восстановитель во II группе ─ радий (слайд 3)

─ Почему металлический магний хранят на воздухе, а ЩЗМ под слоем керосина?

· Очевидно, химическая активность магния ниже, чем у ЩЗМ.

─ Сравните химическую активность щелочных и щелочноземельных элементов.

· Химическая активность ЩЗЭ ниже, чем у щелочных металлов.

Физические свойства металлов.

Прочитайте на с. 96 абзац снизу. Слайд № 4.

· Ве ─ светло-серый, достаточно твердый, хрупкий металл;

· Mg ─ относительно мягкий, пластичный и ковкий металл;

· Са ─ достаточно твердый, пластичный металл;

· Sr ─ ковкий; Ва ─ пластичный, ковкий металл.

· На воздухе при обычной температуре поверхность бериллия и магния покрывается защитной оксидной пленкой. Щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха более активно, поэтому их хранят под слоем керосина или в запаянных сосудах, как и щелочные металлы.

Посмотрим фрагмент урока (до соединений) по адресу

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3124/start/

Химические свойства металлов.

Элементы главной подгруппы II группы взаимодействуют с:

1) неметаллами (О₂, S, Cl₂, N_2,H₂) Слайд 5.

При нагревании на воздухе все рассматриваемые металлы энергично сгорают с образованием оксидов. Для записи уравнений реакций также воспользуемся общим обозначением металлов М:

2М + О₂ = 2МО

Реакция сжигания магния сопровождается ослепительной вспышкой, раньше она применялась при фотографировании объектов в темных помещениях. В настоящее время используют электрическую вспышку.

(Видеоролики о горении металлов в кислороде)

Бериллий, магний и все щелочноземельные металлы взаимодействуют при нагревании с неметаллами — хлором, серой, азотом и т. д., образуя соответственно хлориды, сульфиды, нитриды:

2) Из всех металлов главной подгруппы II группы только бериллий практически не взаимодействует с водой (препятствует защитная пленка на его поверхности), магний реагирует с ней медленно, остальные металлы бурно взаимодействуют с водой при обычных условиях: Рис. 54, с. 98.

Записать уравнения реакций на примере кальция и разобрать две любые реакции в свете ОВР.

3) Подобно алюминию магний и кальций способны восстанавливать редкие металлы — ниобий, тантал, молибден, вольфрам, титан и др. — из их оксидов.

2Mg + TiO₂ = 2MgO + Ti

Такие способы получения металлов по аналогии с алюминотермией называют магниетермией и кальциетермией.

3) Взаимодействуют ли магний и кальций с кислотами?

─ Стружки магния насыпают в пробирку и приливают соляной кислоты, в результате реакции бурно выделяется водород.

Mg +2HCl = MgCl₂+H₂

Вывод. Магний взаимодействует с кислотами, вытесняя водород, а кальций взаимодействует с водой, которая содержится в растворе кислоты.

Рефлексия

Самостоятельная работа для закрепления изученного материала (слайды 6, 7, 8)

Взаимопроверка (слайд 9)

Металлы в природе

В каком виде существуют в природе бериллий, магний и ЩЗМ ─ в самородном состоянии или в виде соединений?

· Содержатся в природе только в виде соединений. Почему?

· Вследствие своей высокой химической активности.

Применение металлов

Магний и кальций применяют для производства редких металлов и легких сплавов. Например, магний входит в состав дюралюминия, а кальций — один из компонентов свинцовых сплавов, необходимых для изготовления подшипников и оболочек кабелей.

─ Генетические ряды бериллия и кальция (слайд 12)

Давайте попробуем составить генетический ряд металла, которому соответствует щелочь на примере кальция и генетический ряд амфотерного металла, которому на примере бериллия:

Ca à CaO à Ca(OH)₂ à Ca(NO₃)

2 à CaSO₄

Be à BeO à BeCl₂ à Be(OH)₂ à BeSO₄

Na₂BeO₂

Задание на дом: п. 15, с.96-106, № 1, с.106 и записать соответствующие уравнения реакций для двух генетических рядов.

Найти интересные сведения о соединениях ЩЗМ и их применении. Составить небольшие сообщения (слайды 10, 11).

Ресурсы:

1. Габриелян О.С. Химия 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ Габриелян О.С. – М.:Дрофа, 2019. – 319 с.: ил.

2. Урок 24. Щелочноземельные металлы https://resh.edu.ru/subject/lesson/3124/start/

3. Видеоролики о горении магния и кальция.

https://my.mail.ru/mail/sergei-solodkii/video/chem/110.html

https://ok.ru/video/3197307491

4. Презентация

Щелочноземельные металлы (9-й класс)

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: комбинированный урок

Задачи урока:

Обучающие: формирование знаний учащихся о щелочноземельных элементах как типичных металлах, понятия о взаимосвязи строения атомов со свойствами (физическими и химическими).

Развивающие: развитие умений исследовательской деятельности, умения добывать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.

Воспитывающие: воспитание устойчивого интереса к предмету, воспитание таких нравственных качеств как аккуратность, дисциплина, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.

Методы: проблемные, поисковые, лабораторная работа, самостоятельная работа учащихся.

Оснащение: компьютер, таблица по технике безопасности, диск “Виртуальная лаборатория по химии”, презентация.

1. Организационный момент.

2. Вводное слово учителя.

Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы познакомились с элементами I группы главной подгруппы – щелочными металлами. Сегодня приступаем к изучению металлов II группы главной подгруппы — щелочноземельных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.

3. Актуализация знаний.

Беседа.

— Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеева?

Ученик:

— В периодической системе щелочные металлы расположены в I группе главной подгруппе, на внешнем уровне 1 электрон, который щелочные металлы легко отдают, поэтому во всех соединениях они проявляют степень окисления +1. С увеличением размеров атомов от лития к францию энергия ионизации атомов уменьшается и, как правило, возрастает их химическая активность.

Учитель:

— Физические свойства щелочных металлов?

Ученик:

— Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, лёгкие, мягкие и легкоплавкие. Их твёрдость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.

Учитель:

— Знания Химических свойств щелочных металлов проверим в виде небольшой проверочной работы по вариантам:

I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.

Учитель: Тема нашего урока “Щелочноземельные металлы”

Задачи урока: Дать общую характеристику щелочноземельным металлам.

Рассмотреть их электронное строение, сравнить физические и химические свойства.

Узнать о важнейших соединениях этих металлов.

Определить области применения этих соединений.

— Наш план урока написан на доске, будем работать соответственно плана, просмотрим презентацию.

Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.
Строение атома щелочных металлов.
Физические свойства.
Химические свойства.
Применение щелочноземельных металлов.

Беседа.

Учитель:

Исходя, из полученных ранее знаний ответим на следующие вопросы: Для ответа воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева .

1. Перечислите щелочноземельные металлы

Ученик:

— Это магний, кальций, стронций, барий, радий.

Учитель:

2. Почему данные металлы назвали щелочноземельными?

Ученик:

Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и железа, носившими ранее общее название «земли»

Учитель:

3. Расположение щелочноземельные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Ученик:

— II группа главная подгруппа. У металлов II группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне содержится по 2 электрона, находящихся на меньшем удалении от ядра, чем у щелочных металлов. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же менее, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств также наблюдается при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях проявляют степень окисления +2.

Учитель: Физические свойства щелочноземельных металлов?

Ученик:

— Металлы II группы главной подгруппы — это серебристо-белые вещества, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Плотность их возрастает от Be к Ba, а температура плавления, наоборот, уменьшается. Они значительно тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.

Проблема: В каком виде щелочноземельные металлы встречаются в природе?

Почему в природе щелочноземельные металлы в основном существуют в виде соединений?

Ответ: В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне)

Физкультминутка – отдых глазам.

Учитель:

— Зная общие физические свойства, активность металлов, предположите химические свойства щелочноземельных металлов. С какими веществами взаимодействуют щелочные металлы?

Ученик:

— Щелочноземельные металлы взаимодействуют как с простыми веществами, и сложными. Активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами ( с галогенами, водородом, образуя гидриды). Из сложных веществ с водой – образуя растворимые в воде основания – щелочи и с кислотами.

Учитель:

— А теперь на опытах убедимся, в правильности наших предположениях о химических свойствах щелочноземельных металлов.

4. Лабораторная работа по виртуальной лаборатории.

Цель: провести реакции, подтверждающие химические свойства щелочноземельных металлов.

Повторяем правила техники безопасности для работы со щелочноземельными металлами.

работать в вытяжном шкафу
на подносе
сухими руками
брать в малых количествах

Работаем с текстом, который читаем по виртуальной лаборатории.

Опыт № 1.Взаимодействие кальция с водой.

Опыт № 2. Горение магния, кальция, стронция, бария

Записать уравнения реакции и наблюдения в тетрадь.

5. Подведение итогов урока, выставление оценок.

5. Рефлексия.

Что запомнилось на уроке, что понравилось.

6. Домашнее задание.

§ 12 упр.1(б) упр.4

Литература.

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия 9.- Москва.: Просвещение, 2001
Габриелян О.С. Химия 9.-Москва.:Дрофа, 2008
Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя. Химия 9.-Москва.:Дрофа 2002
Габриелян О.С. Контрольные и проверочные работы. Химия 9.-Москва.:Дрофа, 2005.
Коллекция Виртуальной лаборатории. Учебное электронное издание

Конспект урока для 9 класса «Соединения щелочноземельных металлов» / Открытый урок

Общая дидактическая цель: создать условия для изучения новой темы «Соединения щелочноземельных металлов».

Ход урока

1. Организационный момент

Здравствуйте ребята, все готовы к уроку? Садитесь.

2. Проверка домашнего задания

А сейчас давайте проверим, как вы дома поработали дома с прошлой темой.

Фронтальный опрос:

1) Где в ПСХЭ находятся щелочноземельные металлы? (2 группа главная подгруппа)

2) Какие элементы относятся к щелочноземельным металлам? (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

3) Назовите общую особенность в строении атомов элементов II группы главной подгруппы (на внешнем энергетическом уровне по 2 электрона)

4) Как строение атомов IIА определяет их химические свойства? (они будут проявляться восстановительные свойства, т.е. отдавать электроны)

Хорошо, молодцы.

3. Актуализация и коррекция опорных знаний и умений

Сейчас я предлагаю каждому самостоятельно выполнить задания на карточке, которая лежит у вас на столах. Напишите ваше имя и фамилию и свои ответы записывайте прям в нее.

Карточка с заданиями:

1. Запишите химические символы щелочноземельных металлов в порядке увеличения их относительной атомной массы – …	Ве, МgСа, Sr,Ba
2. Запишите уравнение реакции образования нитрида кальция	3Са+N₂=Са₃N₂
3. Какой металл II группы главной подгруппы периодической системы, не реагирующий с водой – …	Ве
4. Запишите пару щелочноземельных металлов, используемых в пирометаллургии	Мg и Са
5. Какой из щелочноземельных металлов наиболее энергично реагирует с водой?	Ba

Закончили? Хорошо, давайте проведем самоконтроль выполнения заданий. На доске представлены правильные ответы и критерии оценки вашей работы. Пожалуйста, проверьте себя. На столах у вас лежат оценочные листы, поставьте в него вашу первую отметку.

4. Сообщение темы, цели урока и мотивация учебной деятельности

Начать наш урок я бы хотела с высказывания Б. Шоу «Деятельность – единственный путь к знанию». Вы сегодня будете выполнять определенные задания и сами делать выводы, а значит получать новые знания через различные виды деятельности.

Давайте перейдем к теме нашего урока. Ребята, сейчас я предлагаю вам посмотреть короткие видеофрагменты. По окончании, вы попробуете сами сформулировать тему нашего занятия. Внимание на экран. (показываю видеоролики о соединениях кальция и магния).

Итак, давайте попробуем. Как вы думаете, о чем сегодня мы будем разговаривать?

Примерные ответы:

О кальции и магнии
Об их распространенности в природе
О щелочноземельных металлах, а конкретнее об их соединениях.

Верно, давайте запишем тему нашего урока «Соединения щелочноземельных металлов».

Ребята, а какова цель нашего занятия? Как вы думаете?

Примерные ответы:

1. Узнать, где встречаются соединения этих металлов в природе
2. Поговорить об их применении
3. Изучить их физические свойства
4. Выделить их химические свойства

5. Восприятие и первичное осознание нового материала

Вы сегодня не просто так сидите по группам, изучение соединений щелочноземельных металлов мы будем осуществлять по определенному плану. У вас на столах лежат карточки с заданием, которые вы должны выполнить в группе. Каждая группа рассматривает свой вопрос. Все необходимое оборудование у вас есть. На эту работу у вас 10 минут. По окончании, по одному представителю от группы, его вы выберите самостоятельно, выйдет сюда и расскажет, над чем вы работали всем остальным ребятам.

Я буду подходить к вам, можете задавать мне вопросы. Задание понятно? Тогда приступаем к выполнению.

1 группа: Распространение соединений щелочноземельных металлов в природе, образцы соединений, их химические формулы.

2 группа: Физические свойства соединений щелочноземельных металлов. Жесткость воды.

3 группа: Химические свойства соединений щелочноземельных металлов.

4 группа: Получение и применение соединений щелочноземельных металлов.

6. Первичное обобщение и систематизация знаний

Хорошо, заканчивайте. Я попрошу по одному представителю от каждой группы по очереди выйти сюда и поделиться с нами, над каким вы вопросом работали, что вам удалось выяснить. В процессе выступления остальные ребята могут задать вопросы и записывают к себе в тетрадь основные моменты, касающиеся вопроса.

7. Рефлексивно-оценочный этап

Хорошо, спасибо. Молодцы. Сейчас попробуйте оценить коллективно работу каждого члена группы. Критерии оценки лежат у вас на столах. Полученный результат каждый запишите себе в оценочный лист. Обсуждайте. Готовы?

Ребята, давайте вместе сейчас обобщим все, что было сказано на уроке.

Вопросы:

В виде каких полезных ископаемых встречаются соединения щелочноземельных металлов? (известняк, гипс, кварц, кальцит, песчаник, мрамор)
Что такое жесткость воды?
Как получают оксиды щелочноземельных металлов? (обжигом карбонатов)
Какими физическими свойствами обладает карбонат кальция?
С какими неорганическими веществами реагируют оксиды щелочноземельных металлов? ( с водой, кислотами, солями).
Каков характер оксидов щелочноземельных металлов? (основный)

На мой взгляд, все поработали хорошо.

8. Домашнее задание

А сейчас откройте ваши дневники, давайте запишем, что вы будете делать дома. Прочитать §12, выполнить упражнения 4 и 5 письменно. Задание понятно? Убираем дневники.

9. Организованное окончание урока

Задайте мне вопросы. Положите на край стола ваши карточки с заданиями и оценочные листы. Я их соберу и поставлю оценку за работу на уроке. Если вопросов нет, то можете быть свободны. Спасибо за урок, до свидания!

Приложение

Оценочный лист

ФИО ученика

Работа с карточкой

Работа в группе

Оценка учителя

Итоговая отметка

Скачать публикацию

Бериллий, магний, щелочноземельные металлы

Бериллий, магний и щелочноземельные металлы.

Сегодня мы познакомимся с элементами II A группы. К ним относятся бериллий, магний, и щелочноземельные элементы: кальций, стронций, барий, радий.

Радий является радиоактивным элементом, в природе его содержание незначительно. Все изотопы радия радиоактивны, а cамый долгоживущий из них – радий 226, имеет период полураспада, равный 1620 лет.

Так как это элементы II A группы, то на внешнем энергетическом уровне у них два электрона. Эти электроны сильно отдалены от ядра, поэтому их легко оторвать, они являются сильными восстановителями. Во всех соединениях они проявляют степень окисления, равную +2.

Во II A группе сверху вниз увеличивается радиус атомов, а, следовательно, металлические и восстановительные свойства.

Распространённость магния и кальция в земной коре составляет около 1,5%. Содержание бериллия, стронция и бария не превышает 0,01%, а радиоактивный радий является продуктом распада урана и содержится в земной коре в очень малых количествах.

Вследствие высокой химической активности все элементы этой группы в природных условиях встречаются только в виде соединений.

Разберём физические свойства элементов (II) A группы. Простые вещества, образованные элементами этой группы, представляют собой типичные металлы с характерным металлическим блеском. Они представляют собой серебристо-белые металлы, а стронций имеет золотистый оттенок, хорошо проводят теплоту и электрический ток, имеют довольно высокие температуры плавления.

Стронций значительно твёрже бария, а барий по мягкости напоминает свинец. Из приведённой таблицы видно, что плотность металлов увеличивается сверху вниз, температуры кипения и плавления, как правило, понижаются.

Температуры плавления этих металлов гораздо выше, чем у щелочных металлов, у бериллия она превышает 1000 градусов по Цельсию, и он относится к тугоплавким металлам.

Плотность всех металлов этой группы не превышает 5 г/см³, и поэтому они относятся к лёгким.

Получают магний и кальций электролизом расплавленных хлоридов.

Что касается металлов II A группы, то они также как и щелочные металлы обладают высокой химической активностью.

При комнатной температуре к кислороду устойчивы только бериллий и магний, благодаря оксидной плёнке на поверхности. При высокой температуре окисление бериллия и магния кислородом протекает очень интенсивно. Щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха более активно, поэтому их хранят под слоем керосина или в запаянных сосудах, как и щелочные металлы.

При нагревании на воздухе эти металлы энергично сгорают с образованием оксидов. В реакции кальция с кислородом образуется оксид кальция, кальций повышает свою степень окисления до +2, а кислород понижает степень окисления до -2.

В результате сжигания магния выделяется большое количество света и теплоты, раньше эту реакцию применяли при фотографировании объектов в тёмных помещениях.

В рекцию с азотом при комнатной температуре втупает только радий, остальные металлы реагируют с азотом при нагревании с образованием нитридов. Так, в реакции бария с азотом образуется нитрид бария, барий повышает свою степень окисления до +2, а азот понижает до -3.

В реакцию взаимодействия с галогенами элементы II A группы вступают только при нагревании, при этом образуются соответствующие галогениды. В реакции кальция с хлором образуется хлорид кальция, в реакции бария с бромом образуется бромид бария. Металлы повышают свою степень окисления до +2, а галогены понижают свою степень окисления до -1.

В реакцию с серой металлы вступают тоже только при нагревании с образованием сульфидов. В реакции магния с серой образуется сульфид магния, магний повышает свою степень окисления до +2, а сера понижает степень окисления до -2.

Элементы II A группы реагируют с водородом только при высокой температуре, при этом образуются гидриды. В реакции кальция с водородом образуется гидрид кальция, где степень окисления водорода -1, а у кальция – +2.

С водой же практически не взаимодействует только бериллий, из-за защитной плёнки на его поверхности, магний реагирует с водой медленно, остальные металлы бурно реагируют с водой при обычных условиях. В реакции кальция с водой образуется гидроксид кальция и выделяется водород, в реакции бария с водой образуется гидроксид бария и водород, в реакции стронция с водой образуется гидроксид стронция и водород.

Все металлы II A группы легко растворяются в растворах кислот (серной, хлороводородной, фосфорной и т. д.) с образованием соответствующих солей и водорода. Магний практически нерастворим в плавиковой кислоте из-за малой растворимости его фторида, а бериллий реагирует с азотной кислотой только при нагревании. Остальные металлы активно взаимодействуют с кислотами. В результате взаимодействия кальция с серной кислотой образуется сульфат кальция и водород, в результате взаимодействия магния с соляной кислотой образуется хлорид магния и водород.

Бериллий, как вы помните, является амфотэрным элементом, поэтому он легко растворяется в водных растворах щелочей. В реакции бериллия с раствором гидроксида натрия образуется комплексная соль –тэтрагидроксобериллат натрия.

Подобно алюминию, магний и кальций способны восстанавливать редкие металлы – ниобий, тантал, молибдэн, вольфрам, титан – из их оксидов. Такие способы получения металлов называют магниетермией и кальциетермией. Магний чаще используют для получения титана, а кальций – для получения ванадия.

Кроме этого, магний можно использовать для вытеснения менее активного металла из раствора соли. Например, в реакции магния с раствором сульфата железа два магний вытесняет железо, как менее активный металл.

В природе щелочноземельные металлы находятся только в виде соединений из-за своей химической активности.

Рассмотрим их оксиды. Их оксиды имеют состав МеО и гидроксиды состава Ме(ОН)₂. Основный характер оксидов и гидроксидов увеличивается в этой группе сверху вниз. Т. е. изменяется от амфотэрных, как у оксида бериллия и гидроксида бериллия до основных, как у оксида радия и гидроксида радия.

Амфотерные BeO и Be(OH)₂ → основные RaO и Ra(OH)₂.

Гидроксиды бериллия и магния нерастворимы в воде, а гидроксиды щелочноземельных металлов и радия являются щелочами.

Оксиды элементов II A представляю собой твёрдые белые тугоплавкие вещества, устойчивые к воздействию высоких температур. Оксид магния почти не вступает в реакцию с водой, а оксиды щелочноземельных металлов и радия реагируют с водой, образуя гидроксиды. Например, в результате взаимодействия оксида бария с водой образуется гидроксид бария, а в реакции оксида кальция с водой – гидроксид кальция.

Оксиды щелочноземельных металлов и магния получают обжигом карбонатов: в результате разложения карбоната кальция образуется оксид кальция и оксид углерода четыре, при разложении карбоната магния образуется оксид магния и также оксид углерода (IV).

В технике оксид кальция называют негашёной известью, а оксид магния – жжёной магнэзией (её применяют для изготовления огнеупорных тиглей, труб, кирпичей, он входит в состав зубных порошков). Оба этих оксида используют в производстве строительных материалов. Они представляют собой твёрдые тугоплавкие вещества белого цвета.

Оксиды элементов II A группы легко растворяются в кислотах, а оксид и бериллия, и в растворах щелочей. Например, в реакции оксида магния с соляной кислотой образуется хлорид магния и вода, а оксид бериллия реагирует и с соляной кислотой с образованием соли – хлорида бериллия, и с раствором гидроксида натрия с образованием комплексной соли – тэтрагидроксобериллата натрия.

Гидроксиды щелочноземельных металлов являются щелочами. Их растворимость воде увеличивается в ряду от гидроксида кальция до гидроксида бария. Эти гидроксиды получают взаимодействием соответствующего оксида с водой. Гидроксид кальция получают по реакции оксида кальция с водой, гидроксид стронция по реакции оксида стронция с водой, а гидроксид бария по реакции оксида бария с водой.

Реакция взаимодействия оксида кальция с водой сопровождается выделением большого количества теплоты и называется гашением извести, а образующийся при этом гидроксид кальция – гашёной известью. Тестообразную смесь гашёной извести с песком и водой называют известковым раствором и используют для скрепления кирпичей при кладке стен.

Поглощая из воздуха углекислый газ, гидроксид кальция превращается в карбонат. Происходит постепенное затвердевание (схватывание) смеси.

Прозрачный раствор гидроксида кальция называют известковой водой, а белую взвесь его в воде – известковым молоком.

Гашёную известь используют в строительстве, а известковое молоко применяют в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока.

Проведём небольшой эксперимент. Получим гидроксид кальция и исследуем его свойства. Для этого поместим в стаканчик немного оксида кальция, а затем добавим воду и размешаем содержимое стаканчика. У нас получился раствор гидроксида кальция.

Дадим отстояться немного этому мутному раствору, а потом отфильтруем содержимое стаканчика. У нас получился раствор, который гораздо прозрачнее предыдущего.

Разделим его на две пробирки. В первую пробирку будим продувать выдыхаемый воздух, который содержит углекислый газ. В результате у нас раствор мутнеет. Раствор стал мутный, вследствие образования нерастворимой соли – карбоната кальция.

А к раствору во второй пробирке добавим несколько капель фенолфталеина. Раствор окрашивается слегка в малиновый цвет, однако, окраска не такая насыщенная, как в растворах щелочей. Следовательно, раствор гидроксида кальция является малорастворимым основанием.

Гидроксиды элементов II A группы реагируют с кислотами, а гидроксид бериллия – ещё и с основаниями. Гидроксид бария в реакции с соляной кислотой образует соль – хлорид бария и воду. А гидроксид бериллия реагирует с кислотами и с основаниями. В реакции с серной кислотой образуется соль – сульфат бериллия и вода, а в результате реакции гидроксида бериллия с раствором гидроксида натрия образуется комплексная соль – тэтрагидроксобериллат натрия.

Таким образом, соли бериллия, магния и щелочноземельных металлов получают взаимодействием их с кислотами.

Соли их представляют собой белые кристаллические вещества, большинство из них растворимы в воде. Из сульфатов хорошо растворимы в воде только сульфаты бериллия и магния. Растворимость сульфатов элементов главной подгруппы II группы уменьшается от сульфата бериллия к сульфату бария. Карбонаты этих металлов малорастворимы или нерастворимы в воде. Сульфиды щелочноземельных металлов, после предварительного освещения начинают светиться различными цветами. Они входят в состав специальных светящихся красок, которые называют фосфорами. Их используют для изготовления светящихся дорожных знаков, циферблатов часов и других изделий.

Рассмотрим наиболее значимые соли.

CaCO₃– карбонат кальция – одно из самых распространённых соединений. Это соединение содержат такие минералы, как мел, мрамор, известняк.

Мрамор – основной материал для скульпторов, архитекторов. Из этого материала изготовлены стены индийского мавзолея Тадж-Махала, облицованы многие станции московского метро, созданы многие скульптуры, такие как скульптура царя Иоанна Грозного.

Без известняка не обходится ни одно строительство. Он и сам является прекрасным строительным материалом, кроме этого он используется как сырьё для получения других материалов: цемента, гашёной и негашёной извести, стекла и т.д.

Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных. Мел используют при производстве школьных мелков, зубной пасты, бумаги, резины и побелки.

Карбонат магния – MgCO₃ – необходим в производстве стекла, цемента, кирпича, в металлургии.

Сульфат кальция – CaSO₄ – встречается в природе в виде минерала гипса. Его используют в строительстве, в медицине для наложения фиксирующих гипсовых поязок, получения слепков, но здесь используют полуводный гипс – алебастр, он при взаимодействии с водой образует двуводный гипс.

Кристаллогидрат сульфата магния, горькая, или английская соль используется в медицине в качестве слабительного средства. Содержится в морской воде и придаёт ей горький вкус.

Сульфат бария – BaSO₄– нерастворимая в воде соль и способная задерживать рентгеновкие лучи, поэтому её используют в рентгенодиагностике («баритовая каша») для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Фосфат кальция – Ca₃(PO₄)₂– входит в сотав фофоритов и апатитов, в состав костей и зубов. В организме человека содержится около одного килограмма кальция в виде фосфата кальция.

Вообще, кальций играет большую роль для всех живых организмов, потому что из него построен костный скелет. А также играеь существенную роль в процессах жизнедеятельности: ионы кальция необходимы для работы сердца, участвуют в процессах свёртывания крови.

На долю кальция приходится более 1,5% массы тела человека, 98% кальция содержится в костях, который необходим и для работы нервной системы.

Человек должен получать в день 1,5 г кальция. Наибольшее количество кальция содержится в сыре, твороге, петрушке, салате.

Ещё одним важным биоэлементом является магний, который участвует в обмене веществ. Он содержится в печени, костях, крови, нерной ткани и мозге. В организме человека содержится около 40 г магния. Магний входит в сотав хлорофилла, поэтому участвует в процессе фотосинтэза.

Соли щелочноземельных металлов окрашивают пламя в яркие цвета, поэтому их используют как добавки в фейерверки. Кальций окрашивает пламя в кирпично-красный цвет, стронций – в малиновый, барий – в светло-жёлтый.

Магний был получен в 1808 г. Дэви из белой магнэзии – минерала, который нашли вблизи греческого города Магнэзия.

Но полученный таким образом металл был загрязнён примесями, а чистый магний был получен в 1829 г. Бюсси.

Кальций впервые был получен в 1808 г. Дэви. Название было дано от латинского слова кальс, что означает «известь, мягкий камень».

Таким образом, элементы II A группы имеют на внешнем энергетическом уровне два электрона, они являются восстановителями, в соединениях они проявляют степень окисления, равную +2, в группе сверху вниз увеличиваются радиусы атомов, а следовательно восстановительные и металлические свойства. Они обладают высокой химической активностью, поэтому встречаются в природе в виде соединений. Для них характерны такие физические свойства, как металличексий блеск, тепло -и электропроводность, они лёгкие, температуры плавления у них выше, чем у щелочых металлов. Щелочноземельные металлы реагируют с неметаллами, водой, кислотами. Наиболее распространённые их соединения – оксиды, гидроксиды и соли. Оксид бериллия и его гидроксид обладает амфотэрными свойствами, оксид и гидроксид магния – слабыми основными свойствами, у остальных оксидов и гидроксидов ярко выражены основные свойства. Соли этих элементов играют большое значение, такие как карбонат кальция, сульфат магния, фосфат кальция, сульфат бария и другие.

Конспект урока «Бериллий, магний, щелочноземельные металлы» 9 Класс🔥

Разработка урока химии, 9 класс по теме «Бериллий, магний, щелочноземельные металлы» к учебнику О. С. Габриелян, Химия 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений — М. : Дрофа 2007 г./2008

Автор-составитель Ильичева Т. В., учитель химии МОУ-СОШ №21г. Альметьевск, РТ

ЦЕЛИ ЦРОКА:

Познакомить со свойствами элементов II группы, главной подгруппы, их соединениями и основными областями применения.

Развивать умения анализировать, сравнивать, предугадывать свойства металлов, опираясь на знания об особенностях строения атомов химических

элементов. Расширять кругозор, обогащать словарный запас.

Воспитывать интерес к химии как науке, сознательное отношение к химическим знаниям.

ОБОРУДОВАНИЕ УРОКА:

Карточки со словами;

Компьютер;

Учебные диски: «Виртуальная лаборатория», «Самоучитель — химия»;

Образцы металлов ;

Задания к кроссворду на каждую парту по одному экземпляру.

ТИП УРОКА:

Комбинированный.

МЕТОДЫ:

Наглядный, словесный.

Х О Д У Р О К А :

I Организационный момент.

II Актуализация знаний.

Проверка домашнего задания :

№1 а, с. 58 — решает 1 ученик;

№1 б, с.58 — решает 2 ученик.

Игра » Соотнеси!» .

Соотнести технические названия веществ с их формулами.

Формулы выписаны в столбик на доске, а названия вразброс на карточках, прикрепляемых к доске магнитами с обратной стороны.

На доске формулы : NaOH NaCl Na2SO410h3O KOH NaHCO3 Na2CO310h3O K2CO3.

На карточках: едкий натр, едкий кали, поваренная соль, кристаллическая сода, пищевая сода, глауберова соль, поташ.

Попутно, по мере соотнесения формул и названий, необходимо называть область применения данных веществ.

3.Микроитог:

С солями и гидроксидами каких металлов мы работали?

Что общего в строении щелочных металлов?

Почему их хранят под слоем керосина?

Перечислите их физические свойства.

Как они изменяются с увеличением порядкового номера?

Перечислите основные химические свойства щелочных металлов.

Учащиеся смотрят видеофрагменты с использованием компьютера; диск «Самоучитель — химия» .

III Изучение нового материала.

1. Самостоятельная работа учащихся в рабочих тетрадях:

№2, с.49.

С какими химическими элементами вы работали?

Где они все располагаются?

2. Сообщение темы.

Тема нашего урока так и называется: «Бериллий, магний, щелочноземельные металлы».

3. Физические свойства металлов II группы, главной подгруппы, нахождение в природе; строение ЩЗМ, бериллия, магния.

Демонстрируются образцы металлов, имеющиеся в лаборатории, либо используется фотофрагменты диска «Самоучитель — химия».

Объяснение учителя: казалось, все эти элементы находятся в одной группе, в главной подгруппе, но по какой-то причине магний и бериллий к группе щелочноземельных металлов не относят?! Оказывается, если магний по свойства во многом тяготеет к ЩЗМ, то бериллий стоит как бы особняком. По свойствам он ближе к алюминию, расположенному по диаганали от него в III группе.

По какой причине не относят к ЩЗМ магний мы узнаем сегодня чуть позже.

Далее заслушиваются выступления учащихся о физических свойствах данных металлов их применении, истории открытия, нахождении в природе, учитель может добавить:

Бериллий — Встречается в природе в виде минералов: берилла, хризоберилла и их разновидностей: изумруда, аквамарина, александрита — известных как драгоценные камни.

Образец александрита показывается на фотофрагменте компьютера, диск «Самоучитель — химия».

Бериллий и его растворимые в воде соединения высокотоксичны . Даже ничтожно малая примесь его в воздухе приводит к тяжелым заболеваниям. Он находит широкое применение в технике. Добавляя к меди он сильно повышает ее твердость, прочность, химическую стойкость, делает похожей на сталь.

Основной потребитель бериллия — атомная энергетика. Потребность в нем с каждым годом растет.

Магний Был впервые получен Деви в 1808 году из белой магнезии — минерала , Найденного близ греческого города Магнезия. По названию минерала и дали название простому веществу и химическому элементу. Сульфат магния называют еще горькой солью — она придает морской воде горьковатый вкус.

Данная соль магния используется в качестве слабительного средства. Сплавы с магнием прочнее, тверже, легко полируются, обрабатываются и их используют в автомобильной промышленности, авиационной, ракетной технике.

Как вы думаете почему остальные металлы этой группы, главной подгруппы названы ЩЗМ?

Так они именуются по той причине, что их гидроксиды, подобно гидроксидам ЩМ растворимы в воде, то есть являются щелочами.

«Земельными они названы потому, что в природе они встречаются в состоянии соединений, образующих нерастворимую массу земли, и сами в виде оксидов имеют землистый вид…» — Д. И. Менделеев.

Кальций занимает пятое место по распространенности. Так же впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «кальс», что значит, «известь, мягкий камень». Встречается в виде гипса, кальцита .

Кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка.

Подумайте из чего кальцит формируется?

Поэтому неудивительно, что иногда в известняках находят ракушки или отпечатки животных.

Где он применяется? .

Стронций Встречается реже в виде минерала целестина, что с латинского означает «небесный» — сульфат стронция, образован розово-красными, бледно-голубыми кристаллами. Свое название он получил от названия шотландской деревни Стронциан, близ которой в конце XVIII века найден редкий минерал стронцианит SrCO3.

Барий Встречается в виде барита BaSO4 . Показ образца бария с помощью фотофрагмента компьютерного диска «Самоучитель — химия». Применяется для изготовления радиоламп, в кожевенном деле , в сахарном производстве, для приготовления фотобумаги, выплавке специальных окон.

Вспомните внешний вид, агрегатное состояние металлов: бериллия, магния, кальция; обратите внимание на зависимость температуры плавления, плотности простых веществ и сделайте соответствующие выводы, используя таблицу :

На доске:

Плотность

Г/см

1,85

1,737

1,54

2,63

3,6

Температура

Плавления

1287

648

842

768

727

969

Выслушиваются ответы учащихся, затем показ видеофрагмента «Физические свойства ЩЗМ, бериллия, магния» с помощью диска «Виртуальная лаборатория».

Почему металлический магний хранится на воздухе , ЩЗМ под слоем керосина?

Сравните химическую активность ЩЗМ и ЩМ.

4. Химические свойства ЩЗМ, бериллия, магния.

Предположите с чем могут взаимодействовать металлы II группы, главной подгруппы?!

Взаимодействие с неметаллами

Кислородом:

Показ видеофрагмента «взаимодействие ЩЗМ с кислородом», диск «Виртуальная лаборатория»

Запись любого уравнения на доске и в тетрадях .

Хлором, серой, азотом, водородом:

Показ видеофрагмента «Взаимодействие ЩЗМ с неметаллами»,

Диск «Виртуальная лаборатория».

Запись любого уравнения по выбору учащихся на доске и в тетрадях .

С водой:

Показ видеофрагментов: «Взаимодействие ЩЗМ, бериллия, магния с водой», «Положение ЩЗМ, бериллия, магния в ПСХЭ», диск «Виртуальная лаборатория».

Вопросы классу:

Что является продуктами реакций с водой?

Какие из них будут растворимы?

Магний при взаимодействии с водой дает нерастворимое основание, поэтому окраска фенолфталеина не изменяется, и по этой причине его не относят к ЩЗМ.

Запись уравнения взаимодействия магния либо любого ЩЗМ с водой на доске и в тетрадях, обращается внимание на тип реакции.

С оксидами менее активных металлов :

Запись уравнения в тетради и на доске, с использованием учебника п.12.

Этот способ получения металлов называют по аналогии с алюминотермией.

Микроитог.

Заранее заготавливаются компьютерные слайды, выполненные в программе Microsjft PowerPoint с основными моментами, главными мыслями изученной темы.

IV Закрепление.

Разгадывание кроссворда по теме: «Щелочноземельные металлы, бериллий и магний».

ПО ГОРИЗОНТАЛИ:

1.Минерал, содержащий карбонат кальция; является важным строительным материалом.

7. Минерал, образующийся из остатков раковин древних животных.

8. Mg + N2 = … .

ПО ВЕРТИКАЛИ:

2. CaSO4 2h3 O

3. Mg + …. = Mgh3

4. Группа металлов, в которую входит кальций, барий, стронций, радий.

5. Щелочноземельный металл.

6. …+ Н2О=Са 2 +Н2

9. Степень окисления магния в соединениях.

V Итог, домашнее задание : п.12, №5, с.50 — I вариант;

№6,7, с.50 — II вариант .

АНАЛИЗ УРОКА ХИМИИ

9класс

Учитель: Ильичева Т. В.

Урок был построен логически правильно, согласно структуре урока, все этапы были выдержаны.

Цели, поставленные учителем, в ходе урока полностью были реализованы.

Достигалось это через применение основных педагогических принципов: наглядности, доступности, последовательности и преемственности, связи с жизнью.

Основными методами урока являлись: словесный , наглядный — через применение современных компьютерных технологий. Сочетание различных приемов позволило разнообразить виды деятельности на уроке: самостоятельная работа учащихся в тетрадях, на доске; работа с учебником, использование компьютера, отгадывание кроссворда.

Хорошо была поставлена работа над развитием операций мышления . Учащиеся получали не готовую информацию от учителя, а сами, на основе полученных ранее знаний смогли сравнивать свойства ЩЗМ, ЩМ делать соответствующие выводы.

Активно велась словарная работа: новые, трудные в написании слова, незнакомые ранее, были выписаны на доску и применялись в ходе объяснения учителем.

На уроке прослеживалась межпредметная связь . При объяснении особенностей бериллия учитель акцентировал внимание на важности химических знаний в сохранении здоровья .

Применение компьютера, учебных дисков по химии позволило доказать учащимся, что компьютер может выступать в качестве учебного пособия, способного дать новые знания, а также вызвало живой интерес к уроку и к химии как науке.

Каждый этап урока подытоживался, акцентировалось внимание на самом главном.

Обстановка на уроке была доброжелательной, тон учителя спокойный. Учителю удалось охватить весь класс.

Своевременно подведен итог урока, выставлены оценки. Домашнее задание нормировано, записано на доске.

Урок химии по теме «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы»,9 класс — К уроку — Химия

Бериллий, магний и щелочноземельные металлы

Цель: дать общую характеристику металлов главной подгруппы II группы. Рассмотреть основные физические и химические свойства этих элементов

Ход урока

Орг момент
Проверка умений и навыков

Генетические ряды:

LiOH ←Li →Li₂O →LiOH→LiCl

↓

LiCl

Na→Na₂O₂→Na₂O→NaOH→Na₂SO₄

↓

Na₃PO₄

Беседа по вопросам:

— Что общего в строении атомов ЩМ?

— Как меняются восстановительные свойства ЩМ в группе?

— Почему ЩМ хранят под слоем керосина?

— Перечислить физические свойства ЩМ.

— Как получают ЩМ?

— Перечислить основные химические свойства ЩМ.

— Какой характер имеют оксиды ЩМ?

— В какой цвет окрашиваю пламя соли лития, натрия, калия?

3. Изучение нового материала

Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы

Элемент	Ar	Количество электронов на последнем уровне	СО	Атомный радиус	Металлические свойства	Восстановительные свойства
Бериллий Be	9	2s2	+2	))
Магний Mg	24	3s2	+2	)))
Кальций Ca	40	4s2	+2	))))
Стронций Sr	88	5s2	+2	)))))
Барий Ba	137	6s2	+2	))))))
Радий Ra	[226]	7s2	+2	)))))))

К щелочноземельным металлам относят : Ca, Sr, Ba, Ra

Ве — амфотерный металл, Mg – металл, Сa, Sr,Ba — щёлочноземельные металлы Ra –радиоактивный элемент

— Общим является одинаковое строение внешнего электронного слоя

— Элементы проявляют СО +2

— Атомы элементов являются сильными восстановителями, т. к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами.

— С увеличением № элементов увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, следовательно возрастает легкость отдачи электронов. Восстановительные свойства увеличиваются в группе сверху вниз.

— Mg хранится на воздухе, ЩЗМ под слоем керосина.

Физические свойства.

Be – светло-серый, твердый, хрупкий металл

Mg – относительно мягкий, пластичный, ковкий

Ca – твердый, пластичный

Sr – ковкий

Ba — пластичный, ковкий

Химические свойства элементов II группы главной подгруппы

1.С кислородом	2M+O₂=2MO (оксид)
2.С галогенами	M+Cl₂=MCl₂ (хлорид)
3. С серой	M+S=MS (сульфид)
4.С азотом	3M+N₂=M₃N₂ (нитрид)
5.С водородом	M+H₂=MH₂ (гидрид)
6.С водой	M+2H₂O=M(OH)₂+H₂

Химические свойства оксидов и гидроксидов

BeO – амфотерный оксид

M gO

CaO

SrO Основные оксиды

BaO

CaO +H₂O → Ca(OH)₂

По таблице растворимости определить растворимость гидроксидов:

Ве(ОН)₂ – амфотерный гидроксид

Mg(OH)₂– нерастворимое основание

Ca(OH)₂

Sr(OH)₂ — растворимые основания (щелочи)

Ba(OH)₂

Генетические ряды

Са(ОН)₂ ←Са→СаО→Са(ОН)₂→Са(NO₃)₂→CaSO₄

Be→BeO→BeCl₂→Be(OH)₂→Na₂BeO₂

↓

BeSO₄

Домашнее задание

§12, упр 5

Введение в щелочные металлы (старшие классы, наука)

Планы уроков

Уроки на уровне класса

Дошкольное учреждение, детский сад, классы 1–2, классы 3–5, средняя школа, старшая школа, продвинутый уровень, другое, все

Уроки предметной области

Искусства и ремесла, Компьютеры, Игры, География, Здоровье, История, Язык, Литература, Математика, Музыка, Физическое образование, Чтение/Письмо, Наука, Социальные науки, Специальное обучение, Другое

Наука, уровень: Старший
Опубликовано вторник, 25 апреля, 10:12:28 PDT 2000 Джейсоном Крамером (jason1978@wildmail. com).
IUP, Индиана, Пенсильвания, США
Необходимые материалы: находятся в основной части плана урока в разделе «ресурсы».
Время активности: 45 минут-1 час
Преподаваемые понятия: щелочные металлы

ПЛАН УРОКА ПО ЩЕЛОЧНЫМ МЕТАЛЛАМ
I. ЗАГОЛОВОК
Джейсон Крамер
25 апреля 2000 г.
Общая химия/Химия I
10–11 классы – 30 учащихся
Время обучения – 1 час
II. ОБОСНОВАНИЕ И ПРЕДПОСЫЛКИ
Цель этого урока – познакомить учащихся с щелочными металлами, входящими в группу 1 Периодической таблицы элементов. Основные факты будут даны для каждого из шести элементов щелочных металлов: атомный номер, атомный вес, цвет, температуры кипения и плавления, используемый химический символ, общие факты о каждом элементе и о том, как они могут выглядеть и какими они могут быть. используются для или где они находятся. Это общий обзор этих шести элементов. Студенты смогут увидеть два щелочных металла из первых рук, когда учитель проводит эксперимент, в то время как учащиеся наблюдают за разрезанием куска натрия, а также за выдерживанием кусочка калия и натрия в воде, чтобы показать некоторые химические вещества. свойства этого класса металлов. Презентация Power Point будет использоваться для общей конспектирующей части лекции.
Учащиеся будут иметь достаточные базовые знания о терминах атомный номер, вес, точки кипения и плавления, причину использования химического символа, а также периодическую таблицу и тип информации, которую можно найти в периодической таблице. Учащиеся понимают общие правила поведения при работе в лаборатории или во время проведения в лаборатории презентаций/экспериментов для учителей. Студенты также обладают достаточными навыками ведения заметок, чтобы делать соответствующие заметки на этом вводном уроке.
III. ЦЕЛИ УРОКА
1. TLW (Учащийся) сможет назвать шесть щелочных металлов, их химические символы, их атомные номера и узнать их положение в Периодической таблице элементов.
PI: (Индикатор успеваемости) В конце недели учащиеся пройдут короткий тест по щелочным металлам, спросив их место в Периодической таблице, их химические символы и их атомные номера. Студенты должны быть в состоянии набрать не менее 20 баллов из 25 возможных в этом тесте для работы среднего уровня.
2. TLW описывают один общий факт для каждого из щелочных металлов. Это включает в себя выбор факта, откуда они были найдены, для чего они используются, когда они были обнаружены, как они были названы или их латинское корневое слово.
PI: В короткой викторине, которую учащиеся будут проходить в конце недели, у них будет место, чтобы написать по одному факту, который они знают о каждом из шести элементов, изученных ими в классе.
IV. РЕСУРСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
* Программное обеспечение для презентаций Microsoft Power Point
*проектор для презентации Power Point и экран
*доступ к Интернету для онлайн-информации о шести щелочных металлах
*доступ к чистому металлу натрия и калия для презентации учителя
*защитные очки и фартук
*большой 2-галлонный химический стакан или контейнер
*вода
*щипцы
*аптечные перчатки для предотвращения ожогов при добавлении Na/K в воду.
http://www.webelements.com
http://www.chemicalelements.com/groups/alkali.html
http://www.encarta.msn.com
V. ПОНЯТИЯ
Существует шесть щелочных металлов, найденных в Периодической таблице в Группе I, которые представлены их ковкими и пластичными химическими свойствами.
Они мягче, чем большинство металлических элементов периодической таблицы. На самом деле они не обладают такими же свойствами, как большинство других металлических элементов.
Все они являются высокоактивными элементами и могут взорваться при контакте с водой.
Они не встречаются в природе в свободном виде и очень реакционноспособны: один электрон на их внешней оболочке облегчает их соединение с другими элементами для образования соединений.
VI. ПРОЦЕДУРЫ
A. Введение и мотивация
В начале презентации Power Point учащиеся увидят перед собой цветной экран со словами «Щелочные металлы», а на заднем фоне звучит танцевальная песня, чтобы получить их внимание и заинтересовать их.
Учитель будет задавать ученикам вопросы о щелочных металлах, чтобы узнать, читали ли ученики их учебник или слышали ли они о них в других классах, чтобы заинтересовать их темой и увидеть общие знания класса с самого начала.
После короткой сессии вопросов и ответов о щелочных металлах учитель переходит к самой презентации Power Point, и начинается часть урока с конспектированием.
B. Основная часть урока
Группа I периодической таблицы: щелочные металлы
T: (Учитель) Теперь все знают, что такое периодическая таблица и какой тип информации содержится в ней, верно? Итак, мы поговорили о других классах элементов, найденных в этой химической таблице, поэтому мы собираемся добавить еще один к нашим общим знаниям. Эта новая группа элементов находится в первом столбце или строке в левой части таблицы в Группе 1. Кто помнит, в каком направлении идут группы в Периодической таблице? Сверху вниз, верно! Группа элементов, находящихся в группе 1, называется щелочными металлами.
Кто-нибудь слышал о щелочных металлах раньше? Сколько элементов составляют эту группу элементов? Чем эти металлы отличаются от остальных металлических элементов? Хорошо, сегодня мы рассмотрим шесть щелочных металлов, которые составляют группу 1 в периодической таблице. Готовый?
Затем учитель начинает презентацию Power Point. Презентация состоит из слайдов по каждому отдельному элементу. Каждый из шести элементов имеет 3 слайда, посвященных их свойствам, информации и тому, как они выглядят. Первый слайд для каждого элемента знакомит учащихся с названием элемента, химическим символом элемента, его атомным номером, атомным весом, цветом, температурой плавления, температурой кипения, характеристикой и латинским корнем слова, составившего название элемента. элемент. Затем в качестве последнего элемента на первых слайдах дается общая характеристика элемента, например, как он может быть наиболее реактивным из шести элементов или как его можно разрезать ножом, объясняя, насколько мягким может быть элемент.
На втором слайде для каждого элемента показано изображение реального элемента и его модели Бора, показывающей конфигурацию электронов в каждой из его оболочек и количество нейтронов и протонов в ядре каждого элемента. Если изображение элемента невозможно найти в Интернете или в книге, например, для франция, цезия и рубидия, то модель Бора — единственное, что показано на втором слайде элементов.
Третий слайд каждого элемента может переключаться между сообщениями учащимся о том, для чего используется элемент, где он находится, кто его обнаружил или даже как он был обнаружен. Это слайд с фактами и информацией для каждого элемента. Здесь учащиеся получат информацию для викторины, а затем и для теста по устройству.
После того, как презентация Power Point будет завершена, напомните учащимся о короткой викторине по этой теме в конце недели и приступайте к занятиям.
Презентация для учителя с металлами натрия и калия
Презентация проводится в лаборатории с использованием защитных очков и фартука, надетых учителем. Студенты должны будут носить только защитные очки. Двухгаллонную емкость с водой, используемую для реакции двух металлов при воздействии воды, следует окружить защитным стеклом или пластиковым экраном.
Во-первых, воспользовавшись ножом, учитель положит нож в каждую банку и отрежет кусочек натрия и калия, чтобы показать, насколько эти металлы мягкие по сравнению с другими металлами периодической таблицы. Затем учитель возьмет эти кусочки натрия и калия, по одному, используя щипцы, и поместит кусочки в воду, чтобы показать реакцию каждого из металлов при воздействии воды. Здесь обязательно должны быть защитные очки, а учитель должен быть в защитных перчатках, чтобы не обжечь руки в случае попадания брызг Na/K и воды на руки или предплечья.
C. ЗАКРЫТИЕ
После завершения презентации учащиеся вернутся к своим партам в классе. Затем их спросят о некоторых общих фактах сегодняшнего урока, чтобы проверить, усвоили ли они какую-либо информацию, полученную сегодня в классе. После этого короткого сеанса вопросов и ответов учащимся будет разрешено упаковать свои сумки с учебниками и приготовиться к звонку звонка, сигнализирующему о смене классов.
VII. ОЦЕНКА
A. Оценка учащихся
1. План оценки
Понимание учащимися концепций, преподаваемых в классе по щелочным металлам, будет оцениваться во время короткого теста в конце недели, относящегося к материалу, преподаваемому в классе, и будет снова оцениваться во время модульного теста в конце модуля.
Студенты также будут оцениваться по своему поведению во время презентации лаборатории, проводимой учителем, а также по их сотрудничеству во время записи в классе.

Элементы группы 2: щелочноземельные металлы

Бериллий, магний, кальций, барий, стронций и радий являются щелочноземельными металлами группы 2, которые представляют собой мягкие серебряные металлы с менее металлическим качеством, чем щелочные металлы группы 1. Хотя более тяжелые металлы, такие как Ca, Sr, Ba и Ra, имеют много общих черт с щелочными металлами группы 1, они практически так же реакционноспособны. Валентные оболочки всех элементов группы 2 имеют два электрона, что дает им степень окисления +2.

Элементы группы 2: щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы представляют собой набор из шести химических элементов группы 2 периодической таблицы. Бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra) являются участвующими элементами (Ra). При стандартной температуре и давлении элементы имеют очень похожие свойства: все они блестящие, серебристо-белые и умеренно реактивные металлы. Все известные щелочноземельные металлы встречаются в природе, хотя радий встречается только как побочный продукт распада урана и тория, а не как первичный элемент.

Поскольку валентные оболочки щелочноземельных металлов имеют полностью заполненную s-орбиталь, они быстро теряют два электрона, образуя катионы с зарядом +2. В результате наиболее распространенная степень окисления щелочноземельных металлов +2. Они также известны как металлы второй группы, так как они находятся во втором столбце периодической таблицы.

Общая электронная конфигурация этих элементов нс ² .

Физические свойства щелочноземельных металлов

Атомный и ионный радиусы

Как ионный, так и атомный радиусы уменьшаются вниз по столбцу таблицы Менделеева из-за заряда и добавления электрона на тот же энергетический уровень, что делает их меньше, чем щелочные металлы, и больше, чем другие атомы тот же период. В щелочноземельных элементах оба s-электрона могут быть потеряны, что делает их дважды положительными катионами. Радиус катионного атома меньше, чем у нейтрального атома. Ионные радиусы продолжают расти по мере продвижения вниз по колонке.

Be ⁺² ˂ Mg ⁺² ˂ Ca ⁺² ˂ Sr ⁺² ˂ Ba ⁺²

Density

Because the radius of the atoms is smaller , объем атомов также меньше. Кроме того, атомы имеют более прочную металлическую связь из-за наличия двух валентных электронов. Таким образом, щелочноземельные металлы плотнее и жестче, чем щелочные металлы. Плотность щелочноземельных металлов обычно увеличивается от магния к радию, при этом кальций имеет наименьшую плотность.

Энергия ионизации

Щелочноземельные элементы могут передавать оба своих валентных электрона, образуя конфигурацию благородного газа октета. В результате они имеют две энергии ионизации:

Первая энергия ионизации щелочноземельных металлов – это энергия, необходимая для отрыва первого электрона от нейтрального атома. Он больше, чем атом щелочного металла, из-за меньших радиусов и того, что электроны прочно удерживаются более высоким ядерным зарядом, а также из-за того, что электроны удаляются из полностью заполненной и поэтому стабильной подоболочки.

Вторая энергия ионизации, необходимая для второго электрона от катиона в щелочноземельных металлах, будет выше, чем первая энергия ионизации атома, но ниже, чем вторая энергия ионизации любого щелочного металла. Несмотря на большую энергию ионизации, оба электрона могут быть удалены, потому что атом принимает конфигурацию благородного газа, а меньший размер и более высокий заряд помогают преодолеть более высокую энергию ионизации, генерируя более высокую энергию решетки из-за плотной упаковки атомов или ионов в твердых телах. Кроме того, из-за большей сольватации жидкости имеют более высокую энергию гидратации.

Растворимость

Ион бериллия является наиболее водорастворимым ионом щелочноземельного металла, и его растворимость уменьшается с увеличением размера, что делает ион бария наименее растворимым в воде. На растворимость вещества в воде влияют его ионный состав и размер. Меньшие ионы имеют более высокую плотность заряда и могут быть растворены большим количеством молекул воды. Это увеличивает энтальпию гидратации и делает гидратированные ионы более стабильными.

Растворимость Be ⁺²> Растворимость MG ⁺²> Растворимость CA ⁺²> Растворимость SR ⁺²> Растворимость BA ⁺²

2714127141271412714127141414141410141410141410141014101410141014141014101410141014141014101414141014101410141414101414141014 гг.

пропорциональна восстановительной способности. Прогнозируется, что от бериллия к барию восстановительная характеристика будет расти по мере снижения энергии ионизации вдоль столба. От бериллия к барию восстановительный потенциал падает, что указывает на увеличение восстановительной способности. Щелочноземельные металлы являются более слабыми восстановителями, чем щелочные металлы, из-за их более высокой энергии ионизации.

Температуры плавления и кипения

Температуры плавления и кипения щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных металлов из-за их меньшего размера и сильной металлической связи в плотно упакованной структуре. За исключением магния, температуры плавления и кипения щелочноземельных металлов падают в порядке от бериллия к барию.

Химические свойства щелочноземельных металлов

Гидриды

Бериллий не реагирует сразу с водородом. Восстановление хлорида бериллия алюмогидридом лития дает гидрид бериллия. Бериллий и магний образуют ковалентные гидриды, в которых два атома металла связаны с каждым водородом. Банановая связь является примером молекулы с тремя центрами, имеющими всего два электрона.

Реакция с водой

Даже при более высоких температурах бериллий не реагирует с водой. Магний образует гидроксиды и выделяет водород только при взаимодействии с горячей водой. Магний получает защитную оболочку из своего оксида, которая защищает его от дальнейшего воздействия молекул воды. Другие щелочноземельные металлы выделяют водород при взаимодействии даже с холодной водой.

Сульфаты

В отличие от сульфатов щелочных металлов сульфат бериллия растворим в воде. Энергия гидратации сульфата бериллия увеличивается по мере уменьшения его размера и плотности заряда, что приводит к увеличению растворимости. Растворимость других сульфатов падает от BeSO ₄ в BaSO ₄, когда энергия решетки увеличивается, а энергия гидратации уменьшается (из-за увеличения размера).

Аномальное поведение бериллия
Из-за своего небольшого размера, наивысшей энергии ионизации, высокой электроположительной природы и наибольшей поляризующей природы бериллий имеет более сильный ковалентный характер. Характеристики бериллия отличают его от других щелочноземельных металлов.
Среди щелочноземельных металлов это самый твердый.
Даже при очень высоких температурах не вступает в реакцию с водой.
Бериллий имеет самые высокие температуры плавления и кипения.
Не образует гидридов при контакте с водородом.
Из-за более высокого электродного потенциала он не выделяет водород из кислоты, как другие щелочноземельные металлы. Концентрированная азотная кислота образует оксидный слой, который делает ее неактивной.
Оксид и гидроксид амфотерного бериллия Образует соли при растворении в кислотах и бериллат при растворении в основаниях.
Бериллий образует карбид с определенной формулой, когда он реагирует с водой, давая метан, а не ацетилен, как другие металлы.
Нитрид бериллия является горючим материалом.
Не реагирует с азотом и кислородом воздуха.

Диагональное соотношение бериллия с алюминием
Оба не подвержены влиянию кислорода и азота окружающей среды.
Даже при высоких температурах ни один из них не вступает в реакцию с водой.
Водород из кислоты не выпускают. Они становятся пассивными после обработки сильной азотной кислотой.
Оба производят поливалентные гидриды с ковалентными мостиками.
Оба имеют поливалентные мостиковые галогениды с низкой температурой плавления. Кислоты Льюиса являются галогенидами.
Оба нитрида гидролизуются водой с выделением аммиака.
Оксиды и гидроксиды Be и Al являются амфотерными. В результате они реагируют как с кислотой, так и с основанием.
Оба производят карбид, который гидролизуется с образованием метана.
Карбонаты алюминия и бериллия нестабильны.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Назовите элементы, которые называются щелочноземельными металлами?

Ответ:

Бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra) являются щелочноземельными металлами (Ra).

Вопрос 2. Почему щелочноземельные металлы тверже щелочных металлов?

Ответ:

Поскольку радиус атомов меньше, объем атомов также меньше. Кроме того, атомы имеют более прочную металлическую связь из-за наличия двух валентных электронов. В результате щелочноземельные металлы плотнее и жестче, чем щелочные металлы.

Вопрос 3. Почему температура плавления и кипения щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных металлов?

Ответ:

Температуры плавления и кипения щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных металлов из-за их меньшего размера и сильной металлической связи в плотноупакованной структуре.

Вопрос 4. Как щелочноземельные металлы реагируют с водой?

Ответ:

Даже при более высоких температурах бериллий не реагирует с водой. Магний реагирует только с горячей водой, образуя гидроксиды и выделяя водород. Магний получает защитный слой оксида, который предотвращает дальнейшее воздействие молекул воды. Другие щелочноземельные металлы выделяют водород при взаимодействии даже с холодной водой.

Вопрос 5. Что такое банановая облигация?

Ответ:

Бериллий и магний образуют ковалентные гидриды, в которых каждый водород связан с двумя атомами металла. Это известно как банановая связь.

Представление о химических свойствах щелочноземельных металлов. Щелочноземельные металлы (9 класс)

Элемент Ar Число электронов на последнем уровне СО Атомный радиус Металлические свойства Восстановительные свойства Be9 2s2+2)) Mg243s2+2))) Ca404s2+2)))) Sr885s2+2))) )) Ba1376s2+2)))))) Ra7s2+2))))))) Общая характеристика элементов основной подгруппы II группы

Краткая электронная запись — 2с22с2 2с22с2 2п62п6 2п62п6 3с23с2 3с23с2 3п63п6 3п63п6 4с24с2 3д03д0

Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Та же структура внешнего электронного слоя. Элементы проявляют CO +2. Атомы элементов являются сильными восстановителями, так как содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействии с другими элементами. Атомы элементов являются сильными восстановителями, так как содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействии с другими элементами. С увеличением элементов увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, а значит, и легкость отдачи электронов увеличивается. Восстановительные свойства возрастают в группе сверху вниз.

2Me 0 +O 2 2Me +2 O -2 Me 0 +H 2 Me +2 H 2 Me 0 +Cl 0 2 Me +2 Cl 2 Me 0 +S 0 Me +2 S -2 Me 0 +2HCl Me +2 Cl 2 + H 2 Me 0 +2HOH Me +2(OH) 2 + H 2 Химические свойства элементов II группы главной подгруппы Химические свойства элементов II группы главной подгруппы

Соединения щелочноземельных металлов Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей. Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.

Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: а) заряд ядра: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * К; б) количество электронных слоев: Mg*Ca, Na*Mg, Ca*K; Са*К; в) количество электронов на внешнем уровне: Mg*Ca, Na*Mg, Ca*K; г) атомный радиус: Mg*Ca, Na*Mg, Ca*K; д) восстановительные свойства: Mg*Ca, Na*Mg, Ca*K. Ca*K. Проверка знаний

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: комбинированный урок

Цели урока:

Методические пособия: формирование у учащихся знаний о щелочноземельных элементах как типичных металлах, понятие о связи между строением атомов и свойствами ( физические и химические).

Развивающая: развитие исследовательских навыков, умение извлекать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.

Воспитатели: воспитание устойчивого интереса к предмету, воспитание таких моральных качеств, как аккуратность, дисциплинированность, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.

Методы: задача, поиск, лабораторная работа, самостоятельная работа студентов.

Оборудование: компьютер, безопасный стол, диск «Виртуальная лаборатория по химии», презентация .

Во время занятий

1. Организационный момент.

2. Вступительное слово преподавателя.

Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы познакомились с элементами I группы основной подгруппы – щелочными металлами. Сегодня мы приступаем к изучению металлов II группы основной подгруппы — щелочноземельных металлов. Для того, чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить самые важные вопросы, которые были рассмотрены на предыдущих уроках.

3. Актуализация знаний.

Разговор.

Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеев?

Студент:

В периодической системе щелочные металлы расположены в I группе главной подгруппы, на внешнем уровне 1 электрон, который щелочные металлы легко отдают, поэтому во всех соединениях проявляют степень окисления +1. С увеличением размеров атомов от лития до франция энергия ионизации атомов уменьшается и, как правило, возрастает их химическая активность.

Учитель:

Физические свойства щелочных металлов?

Студент:

Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с легким оттенком, легкие, мягкие и легкоплавкие. Их твердость и температура плавления естественным образом уменьшаются от лития к цезию.

Учитель:

Проверим знание химических свойств щелочных металлов в виде небольшой контрольной работы по вариантам:

I вариант: Напишите уравнения реакций взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I вариант: Напишите уравнения реакций взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I I I вариант: Напишите уравнения реакций взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.

Учитель: Тема нашего урока «Щелочноземельные металлы»

Цели урока: Дать общую характеристику щелочноземельных металлов.

Рассмотрите их электронную структуру, сравните физические и химические свойства.

Узнайте о наиболее важных соединениях этих металлов.

Определить область применения этих соединений.

Наш план урока написан на доске, будем работать по плану, смотрите презентацию.

Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеев.
Строение атома щелочного металла.
физических свойств.
Химические свойства.
Использование щелочноземельных металлов.

Разговор.

Учитель:

На основании полученных ранее знаний ответим на следующие вопросы: Для ответа воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеев.

1. Перечислите щелочноземельные металлы

Студент:

Это магний, кальций, стронций, барий, радий.

Учитель:

2. Почему эти металлы называются щелочноземельными?

Студент:

Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а их оксиды по тугоплавкости аналогичны оксидам алюминия и железа, которые ранее носили общее название «земля»

Преподаватель:

3. Размещение щелочноземельных металлов в ДНХЭ Д.И. Менделеев.

Студент:

II группа – основная подгруппа. Металлы II группы главной подгруппы имеют 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, расположенном на меньшем расстоянии от ядра, чем щелочные металлы. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же меньше, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств наблюдается и при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях они проявляют степень окисления +2.

Учитель: Физические свойства щелочноземельных металлов?

Студент:

Металлы II группы основной подгруппы – вещества серебристо-белого цвета, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Их плотность увеличивается от Ве к Ва, а температура плавления, наоборот, снижается. Они намного тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.

Задача: Откуда в природе встречаются щелочноземельные металлы?

Почему щелочноземельные металлы в основном существуют в природе в виде соединений?

Ответ: В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, так как обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне)

Физкультминутка — отдых для глаз.

Учитель:

Зная общие физические свойства, активность металлов, предположим химические свойства щелочноземельных металлов. С какими веществами взаимодействуют щелочные металлы?

Студент:

Щелочноземельные металлы взаимодействуют как с простыми, так и со сложными веществами. Они активно взаимодействуют практически со всеми неметаллами (с галогенами, водородом, образуя гидриды). Из сложных веществ с водой — образуя водорастворимые основания — щелочи и с кислотами.

Учитель:

А теперь опытами проверим правильность наших предположений о химических свойствах щелочноземельных металлов.

4. Лабораторная работа в виртуальной лаборатории.

Цель: провести реакции, подтверждающие химические свойства щелочноземельных металлов.

Повторяем правила техники безопасности при работе с щелочноземельными металлами.

работа в вытяжном шкафу
на подносе
с сухими руками
принимать в небольших количествах

Работаем с текстом, который читаем в виртуальной лаборатории.

Опыт №1. Взаимодействие кальция с водой.

Опыт №2. Сжигание магния, кальция, стронция, бария

Запишите уравнения реакции и наблюдения в тетрадь.

5. Подведение итогов урока, выставление оценок.

5. Отражение.

Чем запомнился урок, что понравилось?

6. Домашнее задание.

§ 12 упражнение 1(b) упражнение 4

Литература.

Рудзитис Г.Э., Фельдман Ф.Г. Химия 9.- М.: Просвещение, 2001
Габриелян О.С. Химия 9.-Москва.: Дрофа, 2008
Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Справочник учителя. Химия 9.-Москва.: Дрофа 2002
Габриелян О.С. Контрольно-проверочная работа. Химия 9.-Москва.: Дрофа, 2005.
Коллекция Виртуальной Лаборатории. Учебное электронное издание

Муниципальный автономный общий образовательный учреждение

«В средней школе № 24», Syktyvkar

План — Резюме урока

Тема: щелочная земля.0432 Цель занятия:

Для изучения физических, химических свойств щелочноземельных металлов;

Узнайте об использовании щелочноземельных металлов и их соединений.

тип урока — изучение нового материала.

Технология критического мышления

Формы организации образовательной деятельности — фронтальная, парилка, индивидуальная.

Методы обучения :

методы обучения :

Задачи

I Учебники:

Описывать физические свойства щелочноземельных металлов;

Ознакомление с особенностями химических свойств и областями применения щелочноземельных металлов.

II Проявление:

Развитие и обобщение знаний студентов о практическом применении щелочноземельных металлов;

III Образовательный :

Оборудование:

Мультимедийный проектор

для демонстрационных экспериментов: магний, соляная кислота, ложки для сжигания веществ, спички, колбы с кислородом, пробирки;

Инструкция «Применение щелочноземельных металлов и их соединений»

Литература для учителя:

Кузнецова Н. Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия: 9 класс: Учебник для студентов общеобразовательных учреждений / Под ред. Н.Э. Кузнецова. – М.: Вентана-Граф, 2008.

Шаталов М.А., Кузнецова Н.Е. Преподавание химии. Решение интегративных учебных задач: 8-9 классы: Методическое пособие. – М.: Вентана-Граф, 2006.

Кузнецова Н.Е., Шаталов М.А. Преподавание химии на основе межпредметной интеграции: 8-9 кл.: учебно-метод. Выгода. -М.: Вентана-Граф, 2006.

Аствацатуров Г.О. Технология целеполагания урока. – Волгоград: Учитель, 2009.

Материалы практикума «Разработка компетентностно-ориентированных заданий по учебным предметам» АНО «Центр развития молодежи», г. Екатеринбург.

Во время занятий

I организационный момент

Приветствие учителя. Готов к уроку. Что вы видите на картинках. Что их объединяет? (Слайд 1). Металлы.

II Актуализация знаний

Вспомним все, что мы знаем о металлах («знаю»). Металлы расположены в нижней левой части ПС, имеют металлический блеск, хорошо проводят электрический ток, а также изучены свойства щелочных металлов (Слайд 2). Что мы еще не узнали? Предполагается, что это щелочноземельные металлы и подгруппа алюминия . Итак, какая тема сегодняшнего урока? щелочноземельные металлы (Слайд 3). Итак, что мы хотим знать? Физические свойства, химические свойства и области применения (Слайд 4). Целью нашего занятия будет: 1. Изучить физические, химические свойства щелочноземельных металлов; 2. Узнайте о применении щелочноземельных металлов (Слайд 5).

Физические свойства щелочных металлов. Как вы думаете, какими физическими свойствами будут обладать щелочноземельные металлы? Допустим: металлический блеск, мягкость (близкая к щелочной), низкая плотность. У вас на столе лежит инструкция. Прочитай текст. Что у них общего? Они серебристого цвета и все мягкие, кроме бериллия. (Слайд 6) .

Что определяет химические свойства щелочноземельных металлов? Наличие 2-х электронов на внешнем энергетическом уровне. Как вы думаете, с чем будут реагировать щелочноземельные металлы? Могут принимать: с водой, кислотами, кислородом.

Химические свойства щелочных металлов.

Давайте посмотрим на химические свойства. Для этого разделимся на три группы (по столбцам). Откройте §51 стр. 237. В столбце I будут записаны химические свойства кислорода и галогена на примере магния. 2 Я + О 2 = 2 МеО (оксид), 2M г + О 2 = 2M перейти . Давайте посмотрим, как горит магний (демонстрационный эксперимент: горение магния (показывает ученик)). Я + Хэл 2 = МеХал 2 ( галогениды ), Мг+Cl 2 = MgCl 2 .

Колонка II — с серой и с азотом на примере кальция. Ме+С = МеС ( сульфид ), Ср+С = срс; Я+Н 2 = Я 2 Н 3 ( нитрид ), Sr + N 2 = Ср 2 Н 3 . III колонка — с водородом и с водой на примере кальция. Я + Н 2 = МеХ 2 (гидрид), Ca + Н 2 = Са Н 2 ; Я + 2Н 2 О = М е( Ох ) 2 + Н 2 , Са + 2Н 2 О = Са ( О ) 2 + Н 2 .

Еще ЩЗ металлы будут взаимодействовать с кислотами. Посмотрим, как магний будет взаимодействовать с соляной кислотой (демонстрационный опыт: взаимодействие магния с кислотой (показывает учащийся)). Внимание слайд! Я + кислоты = соль + H 2 (Слайд 7) . Какие продукты образуются в результате реакции? Выделяется хлорид магния и водород. Mg + 2HCl = MgCl 2 + Н 2.

Обнаружение в природе щелочноземельных металлов и соединений щелочноземельных металлов. Как вы думаете, где в природе можно найти чистые щелочноземельные металлы? Нигде, так как в чистом виде они не встречаются из-за высокой химической активности. На ваших столах лежат бумаги. Просканируйте текст глазами (15 секунд). Сейчас я покажу вам картинку, а вы по тексту, который есть у вас на таблицах, расскажете, где добывают и используют этот металл. Ответьте, используя текст на таблицах (Слайды 8-9) .

III Консолидация

Сегодня мы изучали щелочноземельные металлы. Что вы узнали о них? Достигли ли вы цели, поставленной в начале урока? Да, мы узнали их физические и химические свойства, их наличие в природе и их применение (Слайд 10). А теперь «Заполните пропуски!» (Слайд 11) . Домашнее задание. §51; подготовьте об истории открытия щелочноземельных металлов по вариантам: I вариант — Be , II вариант — мг , III вариант — Ca , IV вариант — Ср , Опция В — Ba , вариант VI — Ra (Слайд 12).

Инструкция «Физические свойства, применение и нахождение щелочноземельных металлов и их соединений»

Бериллий — твердый металл светло-серого цвета. Встречается в природе в виде минералов: берилл, хризоберилл и их разновидности: изумруд , аквамарин , александрит — известны как драгоценные камни. Бериллий и его водорастворимые соединения высокотоксичны (ядовиты). Даже ничтожно малая примесь его в воздухе приводит к тяжелым заболеваниям. Он находит широкое применение в технике. Добавленный к меди, он значительно увеличивает ее твердость, прочность, химическую стойкость и делает ее похожей на сталь. Основным потребителем бериллия является атомная энергетика. Потребность в нем растет с каждым годом.

Магний — мягкий серебристо-белый металл. Б Впервые был получен Деви в 1808 году из белой магнезии (магнезита MgCO 3 ) — минерала, найденного недалеко от греческого города Магнезия. По названию минерала дали название простому веществу и химическому элементу. Сульфат магния (одну из распространенных солей магния) еще называют горькой солью — он придает морской воде горький вкус. Эта соль магния используется как слабительное. Сплавы с магнием прочнее, тверже, легко полируются, обрабатываются и используются в автомобилестроении, авиации и ракетной технике.

Кальций — мягкий серебристо-белый. По распространенности занимает пятое место. Он также был впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «cals», что означает «известь, мягкий камень». Встречается в виде кальцита (кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка), а также в виде минерального гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Применяется в строительстве, в медицине для наложения гипсовых повязок, изготовления слепков. Кальций также содержится в костях и зубах человека.

Стронций — мягкий, ковкий и пластичный серебристо-золотистого цвета. Реже встречается в виде минерала целестина, что в переводе с латыни означает «небесный» — сульфат стронция, образованный розово-красными, бледно-голубыми кристаллами. Свое название он (стронций) получил от названия шотландской деревни Стронтиан, близ которой в конце XVIII века был найден редкий минерал стронцианит SrCO 3 . Основными областями применения стронция и его химических соединений являются радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия

Барий — мягкий серебристо-белый металл. Встречается в виде барита BaSO 4 («барис» — тяжелый с лат.). Его используют для изготовления радиоламп, в кожевенном деле (для удаления шерсти), в производстве сахара, для изготовления фотобумаги, для выплавки специальных окон. BaSO 4 благодаря своей нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи используется в рентгенодиагностике — баритовая каша.

Радий — Блестящий серебристо-золотой металл.

Применяется для изготовления люминесцентных красок постоянного свечения (для маркировки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных часов и других приборов).

Заполните пропуски!

Ca + … = 2CaO

… + … = Be 3 N 2

Mg + … = MgSO 4 + …

Чтобы использовать предварительный просмотр презентаций, создайте учетную запись Google (аккаунт) и войдите в систему: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

щелочноземельные металлы

Позиция в таблице Менделеева. В периодической системе они находятся в главной подгруппе II группы. Они сильные восстановители, дают 2 Е, во всех соединениях проявляют степень окисления +2. Общая конфигурация внешнего энергетического уровня nS² Mg +12 2 ē, 8 ē, 2 ē Ca +20 2 ē, 8 ē, 8 ē, 2 ē Sr +38 2 ē, 8 ē, 18 ē, 8 ē, 2 ē Ba +56 2 ē, 8 ē, 18 ē, 18 ē, 8 ē, 2 ē

Позиция в таблице Менделеева Be Mg Ca Sr Ba Ra Повышены восстановительные свойства

Атомная структура +4)) +12))) +20)))) +38))))) +56))))) ) Be Mg Ca Sr Ba 2 2 2 2 2

Физические свойства щелочноземельных металлов Щелочноземельные металлы представляют собой серебристо-белые твердые вещества. По сравнению со щелочными металлами они имеют более высокие t°пл. и t° кип., потенциалы ионизации, плотности и жесткость. Бериллий (Be) — очень твердый материал, который может поцарапать стекло; твердость остальных элементов подгруппы снижается, а барий по твердости близок к свинцу

Физические свойства щелочноземельных металлов. Значения Be Mg Ca Sr Ba Ra Ρ г/см 1,85 1,737 1,54 2,63 3,6 6 Т пл. ° по С 1287 648 842 768 727 969

Физические свойства пламя цвет þ t плавления 1,74 г/см 3 651 С 0 1,54 г/см 3 851 С 0 2,63 г/см 3 770 С 0 3,76 г/см 3 710 С 0 Mg Ca Sr Ba

Встречается в природе Бериллий: 3BeO Al2O3 6SiO2 — берилл Магний: MgCO3 — магнезит Кальций: CaCO3 MgCO3 — доломит KCl MgSO4 3h3O — каинит KCl MgCl2 6h3O — карналлит CaCO3 — кальцит (известняк, мрамор, мел) Ca3 (PO4) 2 — апатит, фосфорит CaSO4 2h3O — гипс CaSO4 — ангидрит CaF2 — плавиковый шпат (флюорит) Стронций: SrSO4 — целестит SrCO3 — стронцианит Барий: BaSO4 — барит BaCO3 — витерит

Химические свойства С простыми веществами (неметаллами) 2Me 0 + O 2 → 2Me +2 O -2 — оксид Me 0 + H 2 → Me +2 H 2 — гидрид Me 0 + Cl 0 2 → Me +2 Cl 2 — хлорид Me 0 + S 0 → Me +2 S -2 — сульфид 2. С комплексными веществами Me 0 + 2HCl → Me +2 Cl 2 + H 2 Me 0 + 2HOH → Me +2(OH) 2 + H 2

Соединения щелочноземельных металлов Оксиды щелочноземельных металлов — МеО, являются основными по своей природе, легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.

BaSO 4 Благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяется в рентгенодиагностике — баритовая каша.

Ca 3 (PO 4) 2 Входит в состав фосфоритов и апатитов, а также костей и зубов. В организме взрослого человека содержится 1 кг Са в форме фосфата кальция.

CaCO 3 Карбонат кальция является одним из наиболее распространенных соединений на Земле. Содержит горные породы – мел, мрамор, известняк.

CaSO 4 ∙ 2H 2 O Встречается в природе в виде минерального гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Применяется в строительстве, в медицине для наложения гипсовых повязок, изготовления слепков.

MgCO 3 широко применяется в производстве стекла, цемента, кирпича, а также в металлургии для преобразования пустой породы в шлак.

Ca(OH)2 Гидроксид кальция или гашеная известь с песком и водой называется известковым раствором и широко используется в строительстве. При нагревании распадается на оксид и воду.

щелочноземельные металлы

Составитель: преподаватель МОКУ «Китайская СОШ»

Трубинова Е.Л.

Обобщить и систематизировать знания о щелочноземельных металлах
Уметь характеризовать элементы по положению в таблице Менделеева
Знать физические и химические свойства
Знать применение соединений щелочноземельных металлов

Позиция в периодической системе. Строение атома

Щелочноземельные металлы в периодической системе находятся в главной подгруппе II группы.

Являются сильными восстановителями, дают 2 Е, во всех соединениях проявляют степень окисления +2.

Mg +12 2 , 8 , 2

Ca +20 2 , 8 , 8 , 2

Sr +38 2 , 8 , 18 , 00 9 , 20 0 3 , Ba +56 2 ē, 8 ē, 18 ē, 18 ē, 8 ē, 2 ē

Физические свойства

цвет пламени ρ t плавления

1,74 г/см 3 654 C 3 0

3 851 C 0

2,63 г/см 3 770 C 0

3,76 г/см 3 710 C 0

Химические свойства

2Me

6 0

+О 2 → 2Me +2 О -2

Я 0 +Н 2 → Я +2 Н 2

Я 0 +Кл 0 2 → Я +2 Класс 2

Я 0 +S 0 → Я +2 С -2

Я 0 +2HCl → Me +2 Класс 2 + Н 2

Я 0 +2HOH → Я +2 (ОН) 2 + Н 2

Соединения щелочноземельных металлов Металлы

Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.

BaSO 4

Благодаря нерастворимости и способности удерживать рентгеновские лучи применяется в рентгенодиагностике — баритовая каша.

Ка 3 (ПО 4 ) 2

Входит в состав фосфоритов и апатитов, а также в состав костей и зубов. В организме взрослого человека содержится 1 кг Са в форме фосфата кальция.

CaCO 3

Карбонат кальция — одно из самых распространенных соединений на Земле. Содержит горные породы – мел, мрамор, известняк.

Встречается в природе в виде минерального гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Применяется в строительстве, в медицине для наложения гипсовых повязок, изготовления слепков.

CaSO 4 ∙ 2Н 2 О

МгСО 3

Широко применяется в производстве стекла, цемента, кирпича, а также в металлургии для перевода пустой породы в шлак.

Са(ОН) 2

Гидроксид кальция или гашеная известь с песком и водой называется известковым раствором и широко используется в строительстве. При нагревании распадается на оксид и воду.

Проверка знаний

Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *:

а) заряд ядра: мг * Са , Нет данных * мг , Са * ТО;

б) количество электронных слоев: мг * Са , Нет * мг ,

Са * ТО;

в) количество электронов на внешнем уровне:

мг * Са , Нет * мг , Са * ТО;

г) атомный радиус: мг * Са , Нет * мг , Ca * К ;

д) восстанавливающие свойства: мг * Са ,

Нет данных * мг , Ca * К .

проверь себя (самостоятельная работа)

Схемы взаимодействия щелочноземельных металлов с неметаллами дополнить общими формулами и названиями продуктов реакции.

Запишите конкретные уравнения реакций, расставив в них коэффициенты методом электронных весов:

a) M + S b) M + N 2

c) M + H 2 d) M + C1 2

Пример: ___________________ Пример: _____________

Сложите уравнения реакции:

a) Ca + Н 2 О → ……………………….

б) Mg + HC л →……………………….

в) Ba + O 2 →…………………………..

Провести превращения по схеме:

Me → Мео → Ме(ОН) 2 → МеСО 4

Домашнее задание:

§ 12. упр. № 5, 8

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно провести любые два преобразования из составленных учащимися на уроке.

Подержанные книги

Рудзитис Г. Э., Фельдман Ф.Г. Химия 9.- М.: Просвещение, 2001
Габриелян О.С. Химия 9.-Москва.: Дрофа,

Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Справочник учителя. Химия 9.-Москва.: Дрофа 2002
Коллекция Виртуальной Лаборатории. Учебное электронное издание

Щелочноземельные металлы | Encyclopedia.com

КОНЦЕПЦИЯ

Шесть щелочноземельных металлов — бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий — составляют группу 2 периодической таблицы элементов. Это ставит их рядом с щелочными металлами в группу 1, и, как следует из их названий, эти два семейства имеют ряд общих характеристик, в первую очередь их высокую реакционную способность. Кроме того, подобно щелочным металлам или любому другому семейству в периодической таблице, не все члены семейства щелочных металлов созданы одинаково с точки зрения их изобилия на Земле или их полезности для жизни человека. Магний и кальций имеют ряд применений, начиная от строительства и других конструкционных приложений и заканчивая пищевыми добавками. Фактически, оба являются важными компонентами метаболизма живых существ, в том числе человеческого тела. Барий и бериллий имеют множество специализированных применений в различных областях, от ювелирных изделий до медицины, а стронций в основном используется в фейерверках. Радий, с другой стороны, редко используется вне лабораторий, в основном потому, что его радиоактивные свойства представляют опасность для жизни человека.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Определение семейства

Выражение «семейство элементов» относится к группам элементов периодической таблицы, которые имеют общие характеристики. К ним относятся (в дополнение к щелочноземельным металлам и щелочным металлам) переходные металлы, галогены, инертные газы, лантаноиды и актиноиды. (Все они рассматриваются в отдельных эссе в этой книге.) Кроме того, есть несколько более крупных категорий общих черт, которые часто пересекаются по семейным линиям; таким образом, все элементы классифицируются как металлы, металлоиды и неметаллы. (Они также обсуждаются в отдельных эссе, в которых упоминаются «сироты» или элементы, не принадлежащие ни к одной из упомянутых выше семей.)

Эти группировки, как по семействам, так и по более широким подразделениям, относятся как к внешним наблюдаемым характеристикам, так и к поведению электронов в атомных структурах элементов. Например, металлы, составляющие подавляющее большинство элементов периодической таблицы, имеют тенденцию быть блестящими, твердыми и ковкими (то есть они могут гнуться, не ломаясь). Многие из них плавятся при довольно высоких температурах, и практически все они испаряются (становятся газами) при высоких температурах. Металлы также образуют ионные связи, самую тесную форму химической связи.

ЭЛЕКТРОННЫЕ КОНФИГУРАЦИИ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ.

Что касается семейств, существуют определенные наблюдаемые свойства, которые заставляли химиков в прошлом объединять щелочноземельные металлы в группы. Эти свойства будут обсуждаться применительно к щелочноземельным металлам, но следует подчеркнуть еще один момент в отношении деления элементов на семейства. С прогрессом в понимании, который последовал за открытием электрона в 1897 году, наряду с развитием квантовой теории в начале двадцатого века, химики разработали более фундаментальное определение семейства с точки зрения электронной конфигурации.

Как уже отмечалось, семейство щелочноземельных металлов занимает вторую группу или столбец периодической таблицы. Все элементы в той или иной группе, независимо от их кажущихся различий, имеют общую закономерность в конфигурации своих валентные электроны — электроны «снаружи» атома, участвующие в химической связи. (Напротив, основные электроны, которые занимают более низкие области энергии внутри атома, не играют роли в связывании элементов.)

Все члены семейства щелочноземельных металлов имеют конфигурацию валентных электронов с ² . Это означает, что два электрона вовлечены в химическую связь и что эти электроны движутся по орбитали или диапазону вероятностей, примерно соответствующему сфере. Орбитальная структура s соответствует первому из нескольких подуровней основного энергетического уровня.

Каким бы ни был номер главного энергетического уровня, соответствующего периоду или строке периодической таблицы, атом имеет одинаковое количество подуровней. Таким образом, бериллий в Периоде 2 имеет два основных энергетических уровня, и его валентные электроны находятся на подуровне 2 с ² . На другом конце группы находится радий, относящийся к периоду 7. Хотя радий намного сложнее бериллия и имеет семь энергетических уровней вместо двух, тем не менее он имеет ту же конфигурацию валентных электронов, только на более высоком энергетическом уровне: 7 с. ² .

ГЕЛИЙ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ.

Если изучить конфигурации валентных электронов элементов периодической таблицы, можно заметить удивительную симметрию и порядок. Все члены группы, хотя их основные энергетические уровни различаются, имеют общие характеристики в структуры их валентных оболочек. Кроме того, для восьми групп, пронумерованных в североамериканской версии периодической таблицы, номер группы соответствует количеству валентных электронов.

Есть только одно исключение: гелий с валентной электронной конфигурацией 1 s ² обычно помещается в группу 8 с благородными газами. Основываясь на этой конфигурации s ², может показаться логичным разместить гелий поверх бериллия в семействе щелочноземельных металлов; но есть несколько причин, почему это не делается. Во-первых, гелий явно не металл. Что еще более важно, гелий ведет себя совершенно иначе, чем щелочноземельные металлы.

В то время как гелий, как и остальные благородные газы, обладает высокой устойчивостью к химическим реакциям и связыванию, щелочноземельные металлы известны своей высокой реакционной способностью, т. е. тенденцией к установлению или разрыву связей между атомами или молекулами, так что материалы трансформируются. (Похожая взаимосвязь существует в группе 1, которая включает водород и щелочные металлы. Все они имеют одинаковую валентную конфигурацию, но водород никогда не включается в семейство щелочных металлов. )

Характеристики щелочноземельных металлов

Как и щелочные металлы, щелочноземельные металлы обладают свойствами основания, а не кислоты. Щелочноземельные металлы блестящие, и большинство из них белого или серебристого цвета. Как и их «собратья» по семейству щелочных металлов, при нагревании они светятся характерными цветами. Кальций светится оранжевым, стронций — очень ярко-красным, а барий — яблочно-зеленым. Физически они мягкие, хотя и не такие мягкие, как щелочные металлы, многие из которых можно резать ножом.

Еще одно сходство щелочноземельных металлов с щелочными металлами заключается в том, что четыре из них — магний, кальций, стронций и барий — были идентифицированы или выделены в первом десятилетии девятнадцатого века английским химиком сэром Хамфри. Дэви (1778-1829 гг.)). Примерно в то же время Дэви также выделил натрий и калий из семейства щелочных металлов.

РЕАКТИВНОСТЬ.

Щелочноземельные металлы менее реакционноспособны, чем щелочные металлы, но, как и щелочные металлы, они гораздо более реакционноспособны, чем большинство элементов. Опять же, как и их «собратья», они реагируют с водой с образованием газообразного водорода и гидроксида металла, хотя их реакции менее выражены, чем у щелочных металлов. Металлический магний в чистом виде горюч, а на воздухе он горит интенсивным белым светом, соединяясь с кислородом с образованием оксида магния. Точно так же кальций, стронций и барий реагируют с кислородом с образованием оксидов.

Из-за высокой реакционной способности щелочноземельные металлы редко встречаются в природе сами по себе; скорее, они обычно встречаются с другими элементами в форме соединений, часто в виде карбонатов или сульфатов. Это, опять же, еще одно сходство с щелочными металлами. Но в то время как щелочные металлы склонны образовывать катионы 1+ (положительно заряженные атомы), щелочноземельные металлы образуют катионы 2+, то есть катионы с положительным зарядом 2.

ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ И ПЛАВЛЕНИЯ.

Щелочноземельные металлы отличаются от щелочных металлов точками плавления и кипения — теми температурами, при которых твердый металл превращается в жидкость, а жидкий металл — в пар. Для щелочных металлов температуры кипения и плавления уменьшаются с увеличением атомного номера. Однако картина не столь ясна для щелочноземельных металлов.

Самые высокие температуры плавления и кипения у бериллия, который действительно имеет самый низкий атомный номер. Он плавится при 2348,6°F (1287°C) и кипит при 4789,8°F (2471°C). Эти цифры намного выше, чем у лития, щелочного металла того же периода, что и бериллий, который плавится при 356,9°F (180,5°C) и кипит при 2457°F (1347°C).

Магний, второй щелочноземельный металл, плавится при 1202°F (650°C) и кипит при 1994°F (1090°C) — значительно более низкие показатели, чем у бериллия. Однако температуры плавления и кипения выше у кальция, третьего из щелочноземельных металлов, с цифрами 1547,6°F (842°C) и 2703,2°F (1484°C) соответственно. Температуры плавления и кипения неуклонно снижаются по мере повышения уровня энергии стронция, бария и радия, однако эти температуры никогда не бывают ниже, чем для магния.

ИЗОБИЛИЕ.

Из щелочноземельных металлов наиболее распространен кальций. Он занимает пятое место среди элементов земной коры, составляя 3,39% массы элемента. Он также занимает пятое место по распространенности в организме человека с долей 1,4%. Магний, составляющий 1,93% земной коры, является восьмым по распространенности элементом на Земле. Он занимает седьмое место в организме человека, составляя 0,50% массы тела.

Барий занимает семнадцатое место среди элементов в земной коре, хотя на его долю приходится всего 0,04% массы элемента. Ни он, ни остальные три щелочных металла не появляются в организме в незначительных количествах: действительно, барий и бериллий ядовиты, а радий настолько радиоактивн, что воздействие его может быть чрезвычайно вредным.

В земной коре стронций присутствует в количестве 360 частей на миллион (частей на миллион), что на самом деле довольно много по сравнению с рядом элементов. В океане его присутствие составляет около 8 частей на миллион. Напротив, содержание бериллия в земной коре измеряется в частях на миллиард (частей на миллиард) и оценивается в 1900 частей на миллиард. Значительно более редким является радий, который составляет всего 0,6 части на триллион земной коры — факт, который сделал его выделение франко-польским физиком и химиком Марией Кюри (1867-1919 гг.).34) тем более впечатляет.

ПРИМЕНЕНИЕ В РЕАЛЬНОЙ ЖИЗНИ

Бериллий

В восемнадцатом веке французский минералог Рене Жюст-Аюи (1743-1822) заметил, что и изумруды, и минералы берилла обладают схожими свойствами. Французский химик Луи-Николя Воклен (1763–1829) в 1798 году определил общий для них элемент: бериллий (Be), имеющий атомный номер 4 и атомную массу 9,01 а.е.м. Прошло около трех десятилетий, прежде чем немецкий химик Фридрих Вёлер (1800–1882) и французский химик Антуан Бюсси (1794-1882), работая независимо, удалось выделить элемент.

Бериллий содержится главным образом в изумрудах и аквамаринах, оба драгоценных камня являются формами соединения бериллия алюмосиликата берилла. Хотя он токсичен для человека, бериллий, тем не менее, находит применение в сфере здравоохранения: поскольку он пропускает больше рентгеновских лучей, чем стекло, бериллий часто используется в рентгеновских трубках.

Металлические сплавы, содержащие около 2 % бериллия, имеют тенденцию быть особенно прочными, устойчивыми к износу и стабильными при высоких температурах. Медно-бериллиевые сплавы, например, применяются в ручных инструментах для производств, использующих легковоспламеняющиеся растворители, так как инструменты из этих сплавов не дают искр при ударе друг о друга. Сплавы бериллия и никеля применяются для специальных электрических соединений, а также для высокотемпературных применений.

Магний

Английский ботаник и врач Неемия Грю (1641-1712) в 1695 году обнаружил сульфат магния в источниках недалеко от английского города Эпсом, графство Суррей. Это соединение, называемое с тех пор «солями Эпсома», давно известно своей лечебной ценностью. Английская соль используется для лечения эклампсии, состояния, которое вызывает судороги у беременных женщин. Соединение также является сильным слабительным и иногда используется для избавления организма от ядов, таких как родственный элемент магния, барий.

Какое-то время ученые путали оксидное соединение магнезии с известью или карбонатом кальция, что на самом деле включает в себя другой щелочноземельный металл. В 1754 году шотландский химик и физик Джозеф Блэк (1728–1799) написал «Опыты над магнезией, альбой, негашеной известью и некоторыми другими щелочными веществами», важную работу, в которой он различал магнезию и известь. Дэви в 1808 году объявил магнезию оксидом нового элемента, который он назвал магнием, но прошло около 20 лет, прежде чем Бюсси удалось выделить этот элемент.

Магний (Mg) имеет атомный номер 12 и атомную массу 24,31 а.е.м. Он содержится в основном в таких минералах, как доломит и магнезит, оба из которых являются карбонатами; а в карналлите — хлорид. Силикаты магния включают асбест, мыльный камень или тальк и слюду. Не все формы асбеста содержат магний, но тот факт, что многие из них содержат магний, лишь показывает, как химические реакции могут изменить свойства элемента, которым он обладает сам по себе.

ВАЖНЫЙ КОМПОНЕНТ ЗДОРОВЬЯ.

В то время как магний легко воспламеняется, асбест когда-то использовался в больших количествах в качестве антипирена. И хотя асбест был в значительной степени удален из общественных зданий по всей территории Соединенных Штатов из-за сообщений, связывающих воздействие асбеста с раком, магний является важным компонентом здоровья живых организмов. Он играет важную роль в хлорофилле, зеленом пигменте растений, который улавливает энергию солнечного света, и по этой причине он также используется в удобрениях.

В организме человека ионы магния (заряженные атомы) помогают процессу пищеварения, поэтому многие люди принимают минеральные добавки, содержащие магний, иногда в сочетании с кальцием. Существует также его использование в качестве слабительного, о чем уже упоминалось. Английская соль, как и подобает ее щелочному или щелочному свойству, чрезвычайно горька — такое вещество человек принимает внутрь только в условиях крайней необходимости. С другой стороны, магнезиальное молоко является слабительным с гораздо менее неприятным вкусом.

МАГНИЙ ИДЕТ НА ВОЙНУ.

Отличительной чертой химической универсальности магния является то, что тот же самый элемент, столь важный для сохранения жизни, также широко используется в войне. Незадолго до Первой мировой войны Германия была ведущим производителем магния во многом благодаря методу электролиза, разработанному немецким химиком Р. В. Бунзеном (1811–1899). Когда Соединенные Штаты начали войну против Германии, американские компании начали производство магния в больших количествах.

Бунзен обнаружил, что порошкообразный магний горит ярко-белым пламенем, а на войне магний использовался в сигнальных ракетах, трассирующих пулях и зажигательных бомбах, которые воспламеняются и сгорают при ударе. Яркий свет, получаемый при сжигании магния, также нашел применение в мирное время, например, в фейерверках и вспышках, используемых в фотографии.

Магний участвовал в другой мировой войне. К тому времени, когда нацистские танки вошли в Польшу в 1939 году, немецкий военно-промышленный комплекс начал использовать этот металл для производства самолетов и другой военной техники. Америка снова запустила свою собственную машину военного производства, резко увеличив производство магния почти до 184 000 тонн (166 924 800 кг) в 1943 году.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ.

Магний в основном использовался в Первой мировой войне из-за его зажигательных свойств, но во Второй мировой войне он в основном использовался в качестве конструкционного металла. Он легкий, но прочнее на единицу массы, чем любой другой обычный конструкционный металл. Как металл для строительных машин и другого оборудования магний по популярности уступает только железу и алюминию (плотность которого примерно на 50% больше, чем у магния).

Автомобильная промышленность является одной из областей производства, особенно заинтересованной в структурных качествах магния. По обе стороны Атлантики автопроизводители используют или тестируют автомобильные детали из сплавов магния и других металлов, прежде всего алюминия. Магний легко отливается в сложные конструкции, что может означать сокращение количества деталей, необходимых для сборки автомобиля, и, следовательно, оптимизацию процесса сборки.

Среди видов спортивного инвентаря, в которых используются магниевые сплавы, есть маски для бейсбольных мячей, лыжи, гоночные автомобили и даже подковы. Различные марки лестниц, переносных инструментов, электронного оборудования, биноклей, фотоаппаратов, мебели и багажа также используют детали из этого легкого и прочного металла.

Кальций

Дэви выделил кальций (Ca) с помощью электролиза в 1808 году. Элемент, название которого происходит от латинского calx, или «известь», имеет атомный номер 20 и атомную массу 40,08. . Основными источниками кальция являются известняк и доломит, оба из которых являются карбонатами, а также сульфатный гипс.

В виде известняка и гипса кальций использовался в качестве строительного материала с древних времен и продолжает находить применение в этой области. Известь смешивают с глиной для получения цемента, а цемент смешивают с песком и водой для приготовления раствора. Кроме того, при смешивании с песком, гравием и водой из цемента получается бетон. Мрамор, который когда-то использовался для строительства дворцов, а сегодня используется в основном для декоративных целей, также содержит кальций.

Сталелитейная, стекольная, бумажная и металлургическая промышленность используют гашеную известь (гидроксид кальция) и негашеную известь или оксид кальция. Он помогает удалить примеси из стали и загрязняющие вещества из дымовых труб, а карбонат кальция в бумаге обеспечивает гладкость и непрозрачность готового продукта. При добавлении карбида кальция (CaC ₂) в воду образуется легковоспламеняющийся газ ацетилен (C ₂ H ₂), используемый в сварочных горелках. В различных соединениях кальций используется как отбеливатель; материал в производстве удобрений; и как заменитель соли в качестве плавящего средства на обледенелых дорогах.

В пищевой, косметической и фармацевтической промышленности кальций используется в антацидах, зубной пасте, жевательной резинке и витаминах. В еще большей степени, чем магний, кальций важен для живых существ и присутствует в листьях, костях, зубах, раковинах и кораллах. В организме человека он помогает свертыванию крови, сокращению мышц и регуляции сердцебиения. Содержащийся в зеленых овощах и молочных продуктах кальций (наряду с добавками кальция) рекомендуется для профилактики остеопороза. Последнее, состояние, связанное с потерей плотности костей, особенно затрагивает пожилых женщин и приводит к тому, что кости становятся хрупкими и легко ломаются.

Стронций

Ирландский химик и врач Адаир Кроуфорд (1748-1795) и шотландский химик и хирург Уильям Камберленд Круикшанк (1790-1800) в 1790 году открыли то, что Кроуфорд назвал «новым видом земли» недалеко от Стронтиана в Шотландии. Год спустя английский химик Томас Чарльз Хоуп (1766-1844) приступил к изучению руды, найденной Кроуфордом и Круикшенком, которую они назвали стронцией.

В отчетах, подготовленных в 1792 и 1793 годах, Хоуп объяснил, что стронций можно отличить от извести или гидроксида кальция на с одной стороны, и барит или гидроксид бария, с другой, благодаря его реакции на испытания пламенем. В то время как кальций давал красное пламя, а барий — зеленое, стронций светился ярко-красным, легко отличимым от более темного красного цвета кальция.

В очередной раз именно Дэви выделил новый элемент с помощью электролиза в 1808 году. Впоследствии названный стронцием (Sr), его атомный номер 38, а атомная масса 87,62. Серебристо-белый, он быстро окисляется на воздухе, образуя бледно-желтую оксидную корку на любой свежесрезанной поверхности.

Хотя он обладает свойствами, подобными свойствам кальция, сравнительная редкость стронция и затраты на его извлечение не создают экономических стимулов для использования его вместо гораздо более распространенного родственного элемента. Тем не менее, у стронция есть несколько применений, в первую очередь из-за его яркого малинового пламени. Поэтому он применяется при изготовлении фейерверков, сигнальных ракет и трассирующих пуль, то есть снарядов, излучающих свет при полете по воздуху.

Одним из наиболее противоречивых «применений» стронция был радиоактивный изотоп стронций-90, побочный продукт испытаний ядерного оружия в атмосфере с конца 1940-х годов. Изотоп выпал на землю в виде мелкого порошка, покрыл траву, был проглочен коровами и в конце концов оказался в производимом ими молоке. Из-за своего сходства с кальцием изотоп попал в зубы и десны детей, которые пили молоко, что вызвало проблемы со здоровьем, которые помогли положить конец атмосферным испытаниям в начале 19 века.60-е годы.

Барий

История бария аналогична истории других щелочноземельных металлов. В восемнадцатом веке химики были убеждены, что оксид бария и оксид кальция представляют собой одно и то же вещество, но в 1774 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле (1742–1786) продемонстрировал, что оксид бария представляет собой отдельное соединение. Дэви выделил этот элемент, как и два других щелочноземельных металла, с помощью электролиза в 1808 году.

Барий (Ba) имеет атомную массу 137,27 и атомный номер 56. сульфат и витерит, карбонат. Сульфат бария используется в качестве белого пигмента в красках, а карбонат бария применяется в производстве оптического стекла, керамики, глазури. гончарные и специальные изделия из стекла. Одно из его наиболее важных применений — это смазка буровых долот, известная как «грязь» или суспензия, для бурения нефтяных скважин. Как и ряд родственных элементов, барий (в форме нитрата бария) используется в фейерверках и сигнальных ракетах. В моющих средствах для моторных масел для поддержания чистоты двигателей используются оксид бария и гидроксид бария.

Бериллий — не единственный щелочноземельный металл, используемый для получения рентгеновских лучей, а магний — не единственный член семейства, применяемый в качестве слабительного. Барий используется в клизмах, а сульфат бария используется для покрытия внутренней оболочки кишечника, что позволяет врачу исследовать пищеварительную систему пациента. (Хотя барий ядовит, в форме сульфата бария он безопасен для приема внутрь, поскольку это соединение не растворяется в воде или других жидкостях организма). который поглощает большую часть излучения, испускаемого рентгеновским аппаратом. Это добавляет контраста черно-белому рентгеновскому снимку, позволяя врачу поставить более информативный диагноз.

Радий

Сегодня радий (Ra; атомный номер 88; атомная масса 226 а.е.м.) практически не используется вне научных исследований; тем не менее, история его открытия Марией Кюри и ее мужем Пьером (1859–1906), французским физиком, представляет собой захватывающую главу не только в истории химии, но и в истории человечества в целом. Вдохновленная открытием французским физиком Анри Беккерелем (1852-1908) радиоактивных свойств урана, Мария Кюри увлеклась предметом радиоактивности, по которому написала докторскую диссертацию. Отправившись на поиски других радиоактивных элементов, она и Пьер переработали большое количество урановой смолы, руды, обычно встречающейся в урановых рудниках. В течение года они обнаружили элемент полоний, но были убеждены, что другой радиоактивный ингредиент присутствует, хотя и в гораздо меньших количествах, в обманке.

Кюри потратили большую часть своих сбережений на покупку тонны руды и начали работу по извлечению достаточного количества гипотетического элемента 88 для годной к употреблению пробы — 0,35 унции (1 г). Работая практически без перерыва в течение четырех лет, Кюри, к тому времени уставшие и испытывавшие финансовые затруднения, наконец произвели необходимое количество радия. Их состояние должно было улучшиться: в 1903 году они разделили Нобелевскую премию по физике с Беккерелем, а в 1911 году Мари получила вторую Нобелевскую премию, на этот раз по химии, за открытие полония и радия. Она единственный человек в истории, получивший Нобелевскую премию в двух разных научных категориях.

Однако, поскольку Кюри не удалось запатентовать свой процесс, они не получили прибыли от многочисленных «центров радия», которые вскоре возникли, рекламируя недавно открытый элемент как лекарство от рака. На самом деле, как оказалось, опасности, связанные с этим высокорадиоактивным веществом, перевешивают любые преимущества. Таким образом, радий, который когда-то использовался в светящейся краске и на циферблатах часов, был постепенно выведен из употребления. Смерть Марии Кюри от лейкемии в 1934 году наступила в результате длительного воздействия радиации радия и других элементов.

ГДЕ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

«Щелочноземельные металлы». ChemicalElements.com (веб-сайт). > (25 мая 2001 г.).

«Щелочноземельные металлы» (веб-сайт). (25 мая 2001 г.).

Эббинг, Даррелл Д.; Р. А. Д. Вентворт; и Джеймс П. Бирк. Введение в химию. Бостон: Houghton Mifflin, 1995.

Керрод, Робин. Материя и материалы. Иллюстрировано Терри Хэдлером. Тарритаун, Нью-Йорк: Benchmark Books, 1996.

Мебейн, Роберт С. и Томас Р. Райболт. Металлы. Иллюстрации Анни Матсик. Нью-Йорк: Twenty-First Century Books, 1995.

Окслейд, Крис. Металл. Чикаго, Иллинойс: Библиотека Хайнемана, 2001.

Снедден, Роберт. Материалы. Des Plaines, IL: Heinemann Library, 1999.

«Визуальные элементы: группа 1 — щелочноземельные металлы» (веб-сайт). (25 мая 2001 г.).

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ:

Группа 2 периодической таблицы элементов с конфигурациями валентных электронов n s ² . Шесть щелочноземельных металлов, все из которых обладают высокой химической активностью, — это бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий.

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ:

Элементы 1-й группы периодической таблицы элементов, за исключением водорода. Все щелочные металлы имеют один валентный электрон на s1-орбитали и обладают высокой реакционной способностью.

КАТИОН:

Положительный ион, который образуется, когда атом теряет один или несколько электронов. Все щелочноземельные металлы имеют тенденцию образовывать катионы 2+ (произносится как KAT-ieunz).

ЭЛЕКТРОЛИЗ:

Использование электрического тока для проведения химической реакции.

ION:

Атом или группа атомов, которые потеряли или приобрели один или несколько электронов и, таким образом, имеют суммарный электрический заряд.

ИЗОТОПЫ:

Атомы, имеющие одинаковое число протонов и, следовательно, принадлежащие к одному и тому же элементу, но различающиеся числом нейтронов. Это приводит к разнице масс. Изотопы могут быть как стабильными, так и нестабильными, то есть радиоактивными. Так обстоит дело с изотопами радия, радиоактивного члена семейства щелочноземельных металлов.

ОРБИТАЛЬНЫЙ:

Схема вероятностей относительно положения электрона для анатома в определенном энергетическом состоянии. Все шесть щелочноземельных металлов имеют валентные электроны на орбите s ², которая описывает более или менее сферическую форму.

ПЕРИОДЫ:

Строки периодической таблицы элементов. Они представляют последовательные главные энергетические уровни в атомах вовлеченных элементов.

ОСНОВНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ:

Значение, указывающее расстояние, на которое электрон может удалиться от ядра анатома. Это обозначается целым числом, начиная с 1 и двигаясь вверх. Чем выше главный энергетический уровень, тем больше энергия атома и тем сложнее структура орбиталей.

РАДИОАКТИВНОСТЬ:

Термин, описывающий явление, при котором некоторые материалы подвергаются распаду, вызванному испусканием высокоэнергетических частиц. «Распад» в этом смысле не означает «гниение»; вместо этого радиоактивные изотопы продолжают превращаться в другие изотопы, пока не станут стабильными.

РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ:

Тенденция образования или разрыва связей между атомами или молекулами таким образом, что материалы трансформируются.

СОЛЬ:

Вообще говоря, соединение, которое объединяет металл и неметалл. В частности, соли (вместе с водой) являются продуктом реакции между кислотой и основанием.

ОБОЛОЧКА:

Группа электронов на одном главном энергетическом уровне.

ПОДУРОВЕНЬ:

Область внутри основного энергетического уровня, занимаемая электронами в анатомическом организме. Что бы ни было число n основного энергетического уровня, имеется n подуровней. На каждом основном энергетическом уровне первым заполняется подуровень, соответствующий орбитальной модели s , где все щелочноземельные металлы имеют свои валентные электроны.

ВАЛЕНТНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ:

Электроны, занимающие высшие энергетические уровни в анатомическом организме и участвующие в химической связи.

Тенденции реакционной способности щелочных металлов | Эксперимент

Пять из пяти

Исследуйте тенденцию к снижению реакционной способности в группе 1 Периодической таблицы, рассмотрев сходство физических и химических свойств щелочных металлов

Эти демонстрации показывают сходство физических и химических свойств щелочных металлов и тенденцию реактивность ниже группы 1 Периодической таблицы.

Эксперименты занимают около 10–20 минут, если все подготовлено заранее. Предварительная подготовка включает в себя нарезку кусков щелочных металлов до рекомендуемых размеров, заполнение желобов водой и установку защитных экранов. Вы должны попробовать эксперименты заранее, если вы не делали их раньше.

Оборудование

Аппаратура

Все эксперименты

Защитные очки или лицевой щиток для демонстратора, защита глаз для зрителей
Пинцет или пинцет
Фильтровальная бумага
Стакан, 150 см ³
Керамическая плитка
Скальпель или острый нож для резки металлов

Первый эксперимент

Защитные перчатки (предпочтительно нитриловые)
Малый железный гвоздь
Источник питания, ~6 В
Лампочка в держателе (для проверки проводимости)
Электрические провода
Чашки Петри с крышками
Клейкая лента (для запечатывания чашек Петри)

Второй эксперимент

Один или несколько больших стеклянных желобов, 5 дм ³ вместимость
Защитные экраны, не менее 2 шт.
Листы из стекла или плексигласа для покрытия желобов (дополнительно)

Химикаты

Небольшие бутылочки с маслом, содержащие мелкие кусочки следующего металла (Примечание 1):

Литий (ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, КОРРОЗИОННЫЙ), кубики 5 мм
Натрий (ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, КОРРОЗИОННЫЙ), кубики 4 мм
Калий (ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, КОРРОЗИОННЫЙ), кубики 3 мм
2-метилпропан-2-ол (ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, ВРЕДНЫЙ), 150 см ³ (Примечание 2)
Моющее средство, 1 капля
Универсальный индикаторный раствор (ЛЕГКО ОГНЕОПАСНЫЙ)

Технические примечания

Техник должен подготовить куски металла и хранить их под маслом. Используя пинцет, удалите большой кусок щелочного металла из масла. Убедитесь, что условия сухие. Поместите металл на плитку и с помощью скальпеля или острого ножа отрежьте кусочки лития (кубики 5 мм), натрия (кубики 4 мм) и калия (кубики 3 мм). Поместите маленькие кусочки в отдельные бутылки с маслом, помеченные названием металла и символом опасности. Разрежьте каждый щелочной металл отдельно и верните больший кусок в бутылку, прежде чем начинать следующий.
После использования поместите любой инструмент, используемый для резки (а затем и обработки) металла (фильтровальную бумагу, скальпели и т. д.) в лоток с водой. Небольшие кусочки щелочного металла для утилизации должны полностью прореагировать с этанолом (для лития и натрия) или 2-метилпропан-2-олом (для калия) до прекращения шипения, прежде чем смыть водой.

Здоровье и безопасность

Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности
Демонстратор должен носить защитные очки или лицевой щиток. Учащиеся должны находиться на расстоянии 2–3 м и носить защитные очки.
Литий, Li(s), натрий, Na(s) и калий, K(s), (все ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ, КОРРОЗИОННЫЕ) – см. CLEAPSS Карты опасности HC058a.
Этанол, C ₂ H ₅ OH(l), (ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ или, если IDA, ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, ВРЕДНЫЙ) – см. CLEAPSS Hazcard HC040a.
2-метилпропан-2-ол, (CH ₃ ) ₃ COH(l) — см. CLEAPSS Hazcard HC084a.
Универсальный индикаторный раствор (ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЙСЯ) — см. карту опасностей CLEAPSS и книгу рецептов CLEAPSS.

Процедура

Эксперимент 1: физические свойства

Проделайте следующее с небольшими кусочками каждого металла, лития, натрия и калия

Удалите металл из бутыли с маслом с помощью пинцета.
Разрежьте металл скальпелем (тяжелее всего резать литий). Поместите все детали, которые не будут использоваться, обратно в масло.
Надев защитные перчатки, сожмите оставшийся металл рукой в перчатке, чтобы показать его мягкость. Литий труднее всего поддается формованию.
Бросьте каждый металл с высоты нескольких сантиметров на кусок фильтровальной бумаги на столе. Сравните с железякой примерно такого же размера. Обратите внимание на легкие удары, которые показывают, что металлы имеют низкую плотность.
Используйте схему, чтобы показать, что металлы хорошо проводят электричество.
Поместите кусок металла в чашку Петри и раздайте классу. Они НЕ должны касаться куска металла – при необходимости заклейте крышку скотчем.
Утилизируйте литий и натрий в этаноле, а калий утилизируйте в 2-метилпропан-2-оле.

Эксперимент 2: реакция с водой

Наполните желоб(а) водой примерно наполовину. Добавьте каплю моющего средства (чтобы металлы не прилипали к стенкам). Налейте в каждую достаточное количество универсального индикаторного раствора, помешивая, пока цвет не станет отчетливо виден.
Следует использовать не менее двух защитных экранов как можно ближе к желобам. В качестве альтернативы используйте стеклянные пластины, чтобы закрыть желоб(ы).
Перед тем, как начнется реакция, убедитесь, что бутыли с запасом закрыты (и металл не соприкасается с брызгами воды).
Убедитесь, что учащиеся не могут подобрать кусочки щелочных металлов.
С помощью сухого пинцета выньте небольшой кусочек лития из бутыли с исходным раствором, поместите литий на фильтровальную бумагу и закройте бутыль. Используйте фильтровальную бумагу, чтобы вытереть масло.
С помощью пинцета бросьте кусок металла на поверхность воды в желобе (и накройте желоб крышкой).
Повторите то же самое с кусочком фильтровальной бумаги, плавающим на поверхности воды, поместив на бумагу еще один кусочек лития.
В обоих случаях литий должен плавать и шипеть, выделяя водород. Вода в корыте становится щелочной. Литий не воспламеняется.
Используйте свежий корыто (или пресную воду) для следующего металла. Обратите внимание, что реакция нагревает воду.
Повторить с натрием. На этот раз фигурка на воде плавает, более энергично вертится и шипит. Он может загореться, если прилипнет к стенке желоба. На фильтровальной бумаге он только загорится. Он горит желтым пламенем и испускает белый дым. БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ, когда воспламеняются натрий и калий — они выделяют коррозионно-активные оксиды в виде дыма. Студенты должны быть достаточно далеко, чтобы не дышать ими (или корыта должны быть закрыты).
Замените воду и повторите с калием. Не используйте фильтровальную бумагу. Будьте осторожны, так как калий очень реактивен. Калий энергично движется, плавится, шипит и загорается, горя сиреневым пламенем.
Следите за тем, чтобы на пинцете, фильтровальной бумаге и т. д. не осталось следов металлов. Самый простой способ – поместить их в один из резервуаров с водой для реакции. Небольшие кусочки металлов можно утилизировать в этаноле (для лития и натрия) или 2-метилпропан-2-оле (для калия), а остаток смыть в раковину, когда вся реакция прекратится.

Учебные заметки

Реакцию с водой можно провести с желобом на диапроекторе. Сначала нужно сфокусировать проектор на спичке, плавающей в воде. В качестве альтернативы можно использовать флексикаму, подключенную к проектору или экрану телевизора.

Реакции следующие:

2M(s) + 2H ₂ O(l) → 2MOH(aq) + H ₂ (g)

где M представляет собой щелочной металл. Растворы образующихся гидроксидов являются щелочными.

Реакции ясно показывают, что последовательность реактивности литий < натрий < калий.

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

Эксперимент также является частью курса непрерывного профессионального развития Королевского химического общества: Химия для неспециалистов.

Проверка здоровья и безопасности, 2016 г.

Пять из пяти

Как читать периодическую таблицу | Группы и периоды

Основные понятия:

В этом руководстве вы научитесь читать периодическую таблицу. Мы внимательно рассмотрим группы периодической таблицы. Кроме того, вы узнаете о различных свойствах групп периодической таблицы, периодов и семейств. Если вам понравилась эта статья, обязательно ознакомьтесь с нашими другими!

Связанные статьи:

Периодические тренды, сделанные легко
Элементы
Как записывать конфигурации электронных оболочек
Тенденция атомного радиуса
Тенденция энергии ионизации
Периодическая таблица с названиями элементов

Словарь

Элементы: Чистое вещество, состоящее из одного атома с уникальным атомным номером.
Группы: вертикальная колонка периодической таблицы, обозначающая количество валентных электронов в элементе.
Периоды: горизонтальные строки в периодической таблице, обозначающие количество электронных оболочек в элементе.
Семейства: Элементы с одинаковым количеством валентных электронов и, следовательно, со схожими свойствами.

У вас есть периодическая таблица лучше?

Мы считаем нашу периодическую таблицу одной из лучших в мире! Посетите нашу интерактивную периодическую таблицу.

Периодическая таблица и периодические тенденции

Периодическая таблица разделена на группы (вертикальные столбцы), периоды (горизонтальные строки) и семейства (группы сходных элементов). Элементы в том же группы имеют одинаковое количество валентных электронов. Между тем, элементы в одном и том же периоде имеют одинаковое количество заполненных электронных оболочек. В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев заметил, что существует врожденная модель организации химических элементов. Из этого вывода он составил периодическую таблицу. Важно отметить, как расположение элементов в этой таблице говорит нам об их свойствах. Быстрый способ понять химические и физические свойства элемента — это знать периодические тренды. Эти тенденции говорят вам, где в периодической таблице сосредоточены самые высокие и самые низкие типы свойств. Для более подробного объяснения периодических тенденций нажмите здесь.

Группа и период

Группы — это столбцы периодической таблицы, а периоды — это строки. Есть 18 групп и 7 периодов плюс лантаноиды и актиноиды.

Периоды в периодической таблице

Так что же такое период в периодической таблице? Периоды — это горизонтальные строки периодической таблицы. Всего периодов семь, и каждый элемент периода имеет одинаковое количество атомных орбиталей. Верхний период, содержащий водород и гелий, имеет только две орбитали. По мере продвижения вниз по ряду количество орбиталей увеличивается. Ниже приведена таблица, помогающая визуализировать периодическое число и соответствующие ему орбитали.

Period Number	Number of Orbitals	Number of Elements
1	1	2
2	2	8
3	3	8
4	4	18
5	5	18
6	6	32
7	7	32

Группы периодической таблицы

Как упоминалось ранее, вертикальные столбцы периодической таблицы называются «группами». Всего в периодической таблице восемнадцать групп, и в каждой по группа таблицы Менделеева содержит элементы с одинаковым количеством валентных электронов.

Количество присутствующих валентных электронов определяет свойства элемента. Причина этого в том, что валентные электроны, то есть электроны на самой внешней оболочке, участвуют в химических реакциях. Эти электроны либо отдают, либо принимают, либо делятся. При этом чем более заполнена валентная оболочка, тем устойчивее элемент.

Сколько групп в периодической таблице?

В периодической таблице 18 групп, по одной на каждый столбец периодической таблицы. Первый столбец слева — это группа 1, а последний столбец справа — это группа 18.

Группы и валентные электроны

Первая группа наименее стабильна, так как имеет только один валентный электрон. Между тем восемнадцатая группа является наиболее стабильной, так как эти элементы имеют полную валентную оболочку (восемь валентных электронов). Ниже приведена таблица, связывающая номера групп с числом валентных электронов.

Group Number	Number of Valence Electrons
1	1
2	2
3-12	2
13	3
14	4
15	5
16	6
17	7
18	8

Families of the Периодическая таблица

В периодической таблице есть семейств , которые представляют собой группы элементов со схожими свойствами. К этим семействам относятся щелочные металлы, щелочноземельные металлы, переходные металлы, постпереходные металлы, металлоиды, галогены, благородные металлы и благородные газы. Многие из этих семейств принадлежат к одной группе периодической таблицы. Однако не все семейства пересекаются с группами периодической таблицы. Например, переходные металлы содержат все элементы от третьей до двенадцатой группы. Ниже приведена таблица Менделеева, в которой указано местонахождение каждой семьи.

Щелочные металлы (группа 1)

Щелочные металлы состоят из всех элементов первой группы, за исключением водорода. Эти элементы чрезвычайно реакционноспособны и по этой причине обычно находятся в соединениях. Кроме того, они чувствительны к воде (бурно реагируют с водой), поэтому их необходимо хранить в масле. Наиболее реакционноспособным щелочным металлом является франций, и его активность уменьшается по мере продвижения вверх по группе. Это означает, что литий наименее реактивен. Физически семейство щелочных металлов серебристое, белое и светлое. Они также имеют низкую температуру плавления и низкую температуру кипения.

Щелочноземельные металлы (группа 2)

Щелочноземельные металлы являются вторым наиболее реакционноспособным семейством в периодической таблице (после щелочных металлов). Кроме того, они являются сильными восстановителями, что означает, что они отдают электроны в химических реакциях. Они также являются хорошими тепловыми и электрическими проводниками. Физически они имеют низкую плотность, низкую температуру плавления и низкую температуру кипения.

Редкоземельные металлы: лантаниды

Лантаниды представляют собой семейство редкоземельных металлов, содержащих один валентный электрон в 5d-оболочке. Они очень реакционноспособны и являются сильным восстановителем в реакциях. Кроме того, они представляют собой серебристо-яркий металл и относительно мягки. Они также имеют как высокие температуры плавления, так и высокие температуры кипения. К редкоземельным элементам относятся такие элементы, как неодим и эрбий.

Редкоземельные металлы: актиниды

Актиниды — еще одно семейство редкоземельных металлов. Как и лантаноиды, эти элементы очень реакционноспособны. Они также обладают высокой электроположительностью и радиоактивны. Кроме того, эти элементы обладают парамагнитными, пироморфными и аллотропными свойствами. Физически они очень похожи на лантаноиды. Это серебристые металлы, мягкие, ковкие и пластичные.

Переходные металлы (группы 3-11)

Переходные металлы обычно имеют две или более степеней окисления. Они имеют низкую энергию ионизации и высокую проводимость. Кроме того, они имеют высокие температуры плавления, высокие температуры кипения и высокую проводимость. Физически они металлические и податливые.

Постпереходный металл

Постпереходные металлы расположены между переходными металлами и металлоидами. При стандартной температуре они находятся в твердом состоянии. Они, как правило, имеют высокую плотность, а также высокую проводимость. Физически они податливы и пластичны.

Металлоиды

Металлоиды проявляют свойства как металлов, так и неметаллов. Например, металлы являются хорошими проводниками, а неметаллы — плохими проводниками. Это означает, что металлоиды являются полупроводниками (проводят электричество только при высоких температурах). Кроме того, они более хрупкие, чем металлы, но менее хрупкие, чем неметаллы. Физически они могут быть как блестящими, так и тусклыми, обычно пластичными и податливыми.

Галогены (группа 17)

Название «галоген» в переводе с греческого означает «солеобразующие». Это очевидно в природе, поскольку галогены взаимодействуют с металлами с образованием различных солей. С другой стороны, галогены представляют собой уникальную группу элементов. Это единственное периодическое семейство, которое содержит элементы в трех состояниях вещества при стандартной температуре. Существует 6 галогенов, и они расположены в группе 17. Эти элементы включают фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) и астат (At). Это высокореактивные, высокоэлектроотрицательные и высокотоксичные неметаллы.

Благородные металлы

Благородные металлы состоят из рутения (Ru), осмия (Os), родия (Rh), иридия (Ir), Pd, платины (Pt), золота (Au), серебра (Ag). Как и благородные газы, они инертны из-за полной валентной оболочки. Кроме того, благородные металлы обладают каталитическими свойствами. Кроме того, они очень устойчивы к коррозии, потускнению и окислению. Наконец, как и многие другие металлы, они мягкие и пластичные.

Инертные газы (группа 18)

Инертные газы, также называемые аэрогенами, являются инертными газами. Некоторые примеры включают аргон, криптон и неон. Их можно найти в восемнадцатой группе периодической таблицы. Точно так же это означает, что они имеют полную валентную оболочку. По этой причине они стабильны и относительно инертны. Кроме того, благородные газы имеют низкие температуры кипения и низкие температуры плавления. Физически они бесцветны и не имеют запаха.

Посмотрите несколько интересных элементов

Короткое видео, показывающее различные элементы из периодической таблицы, все из коллекции элементов ChemTalk! Пожалуйста, поставьте лайк и подпишитесь на наш канал Youtube. Скоро будет еще много интересных видео по химии!

Сводная таблица свойств семейства

Тип семейства	Свойства
Щелочные металлы	– высокореактивный – водочувствительный – мягкий 6 – низкая плотность0376 – низкая температура плавления – низкая температура кипения
Щелочноземельные металлы	– Сильные восстановители – Серебристый, блестящий металл – Хорошие проводники – Низкая плотность – Низкая температура плавления – 9 Низкая температура кипения 3 3 3 3	Переходные металлы	– 2 или более степеней окисления – Обычно образует парамагнитные соединения – Низкие энергии ионизации – Высокая температура плавления – Высокая температура кипения – Высокая электропроводность – Metallic – Malleable
Post Transition Metals	– Solid at standard temperature – Malleable – Ductile – High conductivity – High density
Metalloids	– Semi-conductors (conducts only at high температуры) – Более хрупкие, чем металлы, но менее хрупкие, чем неметаллы – Свойства представляют собой смесь металлов и неметаллов – Блестящие или матовые – Пластичные и пластичные
Lanthanides	– 1 valence electron in 5d shell – Highly reactive – Strong reducing agent – Silvery bright metal – Relatively soft – High melting points – High boiling points
Actinides	– Высокореактивные – Высокоэлектроположительные – Парамагнитные – Пироморфные – Аллотропные – Радиоактивные – Серебристые металлы – Пластичные – Ковкие – Мягкие
Галогены	-Высокореактивная -Высокая электроотрицательность -Ненаметальный -Токсичный
NOBLE METALE	-Относительно нерезоактированный -Полная лента (8		-Относительно нерезоактивно -Полность. Навигация по записям Назад Вперед Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики 1 класс 10 класс 2 класс 3 класс 4 класс 5 класс 6 класс 7 класс 8 класс 9 класс ИДЗ и ГДЗ Разное Советы Телефон: +7 (902) 500-55-04 Электронная почта: [email protected] Адрес: г. Нижний Тагил, ул. Карла Маркса, 44 2019 © Все права защищены. Карта сайта