Урок 9. Щелочные и щёлочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы (9-й класс)

Разделы: Химия

Класс: 9

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.

Ход урока

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.

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

– 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.

– Физические свойства щелочных металлов?

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

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

  • Iвариант: 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.

  1. Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.
  2. Строение атома щелочных металлов.
  3. Физические свойства.
  4. Химические свойства.
  5. Применение щелочноземельных металлов.

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

1. Перечислите щелочноземельные металлы

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

2. Почему данные металлы назвали щелочноземельными?

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”

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

– 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.

Читайте также:
Урок 11. Железо

Учитель: Физические свойства щелочноземельных металлов?

– 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.

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

– 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.

– 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.

Конспект открытого урока по теме “Щелочные и щелочноземельные металлы. Подготовка к контрольной работе”
план-конспект урока (химия, 9 класс) по теме

Как увлекательно подготовиться к контрольной работе по химии по теме щелочные и щелочноземельные металлы.

Скачать:

Вложение Размер
подготовка к контрольной работе 94.2 КБ

Предварительный просмотр:

Конспект открытого урока

по химии в 9 классе

Учитель: Инюшкина Т.С.

Тема урока : Таблица Менделеева. Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов.

Тип урока : IV (обобщение и систематизация знаний).

Цель урока : Обобщение и закрепление пройденного материала.

Подготовка к контрольной работе.

  1. Образовательные:

– отработка базовых знаний по теме «Таблица Менделеева. Положение щелочных, щелочноземельных металлов в таблице Менделеева и их химические свойства».

Актуализация опорных знаний:

– электронное строение атома,

– количество вещества – моль,

– массовая доля элемента в соединении.

– умение самопроверять и анализировать свои ошибки;

– формирование, навыков самооценки и самоконтроля;

– умение работать во времени.

  1. Воспитательные:

– воспитание бережного отношения к природе (экологическое воспитание),

– формировать систему нравственного отношения ученик-учитель,

– умение слушать учителя,

– воспитывать высокую работоспособность и организованность.

  1. Здоровьесберегающие:

– создать ситуацию успеха,

– поддерживать атмосферу добра и взаимопонимания.

– ручка, набор цветных ручек, карточки с заданиями, компьютер, видеозаписи химических опытов, таблица Менделеева, таблица растворимости солей, ряд напряжений металлов, Таблица моих успехов.

Этапы и виды работ на уроке

Какие задачи решались в ходе выполнения задания

Настрой ученика на работу, мобилизация внимания.

Подготовка учеников к работе на уроке, восстановление визуального контакта.

Учитель в беседе с учениками определяет тему урока, его цель.

Объясняю, как заполняется «Таблица моих успехов».

Определение темы урока, его цели.

Путешествие № 1 «Д.И.Менделеев»

Предлагаю карточку с ответами.

Работает по Карточке № 1.

1.Сколько периодов в таблице Менделеева?

2.Сколько групп в таблице Менделеева?

3.Укажите заряд ядра атомов следующих элементов:

4.Укажите число электронов в атомах элементов:

Самопроверка по карточке с ответами.

Умение слушать учителя.

Формирование нравственного отношения учитель – ученик.

Работа по карточке № 2. (приложение)

Работа с тестом.

Формирование навыков самоконтроля и самооценки.

VII-VIII. Самостоятельная работа

Показываю видеозапись химического опыта «Горение кальция в кислороде».

Предлагаю на выбор три задачи разной сложности, отводится различное количество времени.

Работа по карточке №3. (приложение) Работа в тетради.

Выбирает и решает задачу.

Формирование навыков самоконтроля и самооценки. Умение работать во времени.

Провожу минуту психологической разгрузки. Читаю стихи.

VIII. Совместная работа

Путешествие № 3 «Космический корабль». Показываю видеозапись химического опыта «Само-воспламенение цезия»

Совместно решаем задачу высокой сложности.

Работа по карточке № 4. ( приложение)

Решает задачу под руководством учителя.

Умение слушать учителя.

Формирование нравственного отношения учитель – ученик.

Подводит итог урока

Подводит итого своей работы на уроке. Заполняет Таблицу до конца.

Формирование навыков самоконтроля и самооценки.

1. Сколько периодов в таблице Менделеева?

2. Сколько групп в таблице Менделеева?

3. Укажите заряд ядра атомов следующих элементов:

4. Укажите число электронов в атомах элементов: а) He, б) O, в) Be.

  1. Является щелочным металлом
  1. водород 2) цезий
  2. алюминий 4) кальций
  1. Размещение электронов по уровням, соответствующее щелочному металлу
  1. 2,8,3 2) 2,8,2
  2. 2 ,8,4 4) 2,8,1
  1. Радиус щелочного металла возрастает в ряду:

1) натрий – калий – цезий

2) калий – литии – рубидий

3) рубидий – цезий – литий

4) литий – калий – натрий

  1. При горении в кислороде образует оксид

Задача № 1 – на «4»

Кальций, массой 20 г сожгли в избытке кислорода. Определите массу образовавшегося оксида.

Задача № 2 – на «5»

Определите щелочноземельный металл, если в его оксиде массовая доля кислорода равна 0,2857.

Задача № 3 – на «5+»

Кальций, массой 8 г поместили в воду. Определите: массу образовавшегося гидроксида кальция и объем (н.у.) выделившегося водорода.

Супероксиды щелочных металлов используются в космических кораблях как источник кислорода и уловитель углекислого газа. Какую массу супероксида цезия необходимо запасти для двух марсиан на 10 суток, если каждый марсианин потребляет 22,4 л кислорода в сутки?

Ответы Каточка № 3:

Задача № 1 ответ: 28 г

Задача № 2 ответ: Са

Задача № 3 ответ: 14,8 г, 4,48 л

Ответы Карточка № 1

  1. 7
  2. 8
  3. 6, 11, 17
  4. 2, 8, 4

Таблица моих успехов

по теме «Периодический Закон и Периодическая система элементов Д.И.Менделеева.

Щелочные и щелочноземельные металлы».

ученика(цы) 9 кл. __________________________________________________

Люди похожи на атомы,
Но – как венец творенья
– Они на орбиты наматывают
Не электроны, а – Время.
Время сжимается в массу.

Жаль, синтез не вечно длится,
– Жизни ресурс, как в кассу,
Заложен в ту же Таблицу.
Таит человеко-атом
Такую энергию-силу ,
Что с каждым годичным квантом
– Меняет и статус и символ.

В годик – все Водородики ,
Борики – в детском саду.
В школу пошли – Кислородики .
Хлоры – готовы к труду.
И – ускорение времени
– Паспортизуются Кремнии .

Девушкам в возрасте Серы
Снятся давно кавалеры.
Стали мальчишки Аргонами
– Их помечают погонами.

Лучший Период – четвёртый ,
До тридцати шести:
Можно и Богу и чёрту
Прекрасную чушь нести.
Прут по нему, как на танках,
– Броня и нервы крепки,
Все в двадцать два – Титаны !
Лишь часть в тридцать три – Мышьяки .

В сорок четыре многие
Роются в генеалогии:
В званьи Рутения модно
Слыть хоть чуть-чуть благородным.

И вот юбилейно-звучные
Первые пятьдесят.
Эпитетом не научным
Под золото цифры “косят”.

Но прав, как всегда, Менделеев,
– Лишь Олово в том юбилее.

Вот женщины, чуть по сурьм лённые,
– Ещё у них всё “на пять”
– Клеточки предпенсионные
Вдруг начинают считать.
И ждут, когда в возрасте Цезия
Дадут им – для внуков – “пенсию”.

А мужики кочевряжатся
И не хотят в Неодимы .
Они в шестьдесят – им кажется
– В реакциях необходимы.
Они ещё – дам обожатели
И должности ждут “на вырост”.
(А при лантаноидном сжатии
Возможен кадровый выброс).

Осилив легко, как смолоду,
Азартных алхимиков путь,
– Из Платины сделайте Золото ,
Из Золота сделайте Ртуть !

И выше – тропою не торною
К лучам девяностого Тория .
А там – через звёзды иль тернии
– К нулям виртуального Фермия !

1. Сколько периодов в таблице Менделеева?

2. Сколько групп в таблице Менделеева?

3. Укажите заряд ядра атомов следующих элементов: а) С,

4. Укажите число электронов в атомах элементов: а) He, б) O, в) Be.

  1. ______
  2. ______
  3. а) ______

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок “Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с растворами солей”

На уроке девятиклассники с помощью проблемного химического эксперимента выясняют способны ли щелочные и щелочноземельные металлы вытеснять ионы других металлов из растворов солей.

Подготовка к контрольной работе по теме “Металлы”

Подготовка предполагает решение задач и записи цепочек химических уравнений по теме “Металлы”.

Методическая разработка, конспект открытого урока для учащихся 6 класса “Технологии подготовки к ГИА”

Данная презентация является опорным конспектом урока для учащихся 6-7 класса. Задания, представленные в рамках урока направлены на развитие навыков аудирования и говорения.

Конспект открытого урока по швейному делу 7 класс «Подготовка деталей кроя клешевых юбок к обработке»

Все воспитанницы 7 класса, обучающиеся швейному делу страдают лёгкой умственной отсталостью. Для данных детей характерна быстрая утомляемость, снижение уровня.

Конспект открытого урока химии по теме: «Щелочные металлы» (9 класс)

Разработка открытого урока химиии в 9 классе по теме”Щелочные металлы” с использованием технологии критического мышления.

План-конспект открытого урока в 8 классе по теме “Подготовка к путешествию по Германии. Покупки”

Урок предназначен для учащихся 8-9 классов . Целью урока является : развитие навыков аудирования , развитие навыков диалогической речи, активизация употребления лексики по теме “Подготовка .

Конспект открытого урока русского языка в 8 классе «Подготовка к пролету в ОГЭ» (задания 8,9,11; написание сжатого изложения), посвященного Дню космонавтики.

Обобщаются ранее полученные знания о технологии написания сжатого изложения,выполняются тестовые задания в формате ОГЭ, закрепляются знания по теме «Обособленные члены предложения», &laquo.

Щелочноземельные металлы

К щелочноземельным металлам относятся металлы IIa группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Отличаются легкостью, мягкостью и сильной реакционной способностью.

Общая характеристика

От Be к Ra (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционная способность. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 2 :

  • Be – 2s 2
  • Mg – 3s 2
  • Ca – 4s 2
  • Sr – 5s 2
  • Ba – 6s 2
  • Ra – 7s 2
Природные соединения

В природе щелочноземельные металлы встречаются в виде следующих соединений:

  • Be – BeO*Al2O3*6SiO2 – берилл
  • Mg – MgCO3 – магнезит, MgO*Al2O3 – шпинель, 2MgO*SiO2 – оливин
  • Ca – CaCO3 – мел, мрамор, известняк, кальцит, CaSO4*2H2O – гипс, CaF2 – флюорит

Получение

Это активные металлы, которые нельзя получить электролизом раствора. С целью их получения применяют электролиз расплавов, алюминотермию и вытеснением их из солей другими более активными металлами.

MgCl2 → (t) Mg + Cl2 (электролиз расплава)

CaO + Al → Al2O3 + Ca (алюминотермия – способ получения металлов путем восстановления их оксидов алюминием)

Химические свойства
  • Реакции с водой

Все щелочноземельные металлы (кроме бериллия и магния) реагируют с холодной водой с образованием соответствующих гидроксидов. Магний реагирует с водой только при нагревании.

Щелочноземельные металлы – активные металлы, стоящие в ряду активности левее водорода, и, следовательно, способные вытеснить водород из кислот:

Реакции с неметаллами

Хорошо реагируют с неметаллами: кислородом, образуя оксиды состава RO, с галогенами (F, Cl, Br, I). Степень окисления у щелочноземельных металлов постоянная +2.

Mg + O2 → MgO (оксид магния)

При нагревании реагируют с серой, азотом, водородом и углеродом.

Mg + S → (t) MgS (сульфид магния)

Ca + H2 → (t) CaH2 (гидрид кальция)

Ba + C → (t) BaC2 (карбид бария)

Ba + TiO2 → BaO + Ti (барий, как более активный металл, вытесняет титан)

Оксиды щелочноземельных металлов

Имеют общую формулу RO, например: MgO, CaO, BaO.

Получение

Оксиды щелочноземельных металлов можно получить путем разложения карбонатов и нитратов:

Рекомендую взять на вооружение общую схему разложения нитратов:

Химические свойства

Проявляют преимущественно основные свойства, все кроме BeO – амфотерного оксида.

    Реакции с кислотами и кислотными оксидами

Реакция с водой

В нее вступают все, кроме оксида бериллия.

Амфотерный оксид бериллия

Амфотерные свойства оксида бериллия требуют особого внимания. Этот оксид проявляет двойственные свойства: реагирует с кислотами с образованием солей, и с основаниями с образованием комплексных солей.

BeO + NaOH + H2O → Na2[Be(OH)4] (тетрагидроксобериллат натрия)

Если реакция проходит при высоких температурах (в расплаве) комплексная соль не образуется, так как происходит испарение воды:

BeO + NaOH → Na2BeO2 + H2O (бериллат натрия)

Гидроксиды щелочноземельных металлов

Проявляют основные свойства, за исключением гидроксида бериллия – амфотерного гидроксида.

Получение

Получают гидроксиды в реакции соответствующего оксида металла и воды (все кроме Be(OH)2)

Химические свойства

Основные свойства большинства гидроксидов располагают к реакциям с кислотами и кислотными оксидами.

Реакции с солями (и не только) идут в том случае, если соль растворимы и по итогам реакции выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода).

Гидроксид бериллия относится к амфотерным: проявляет двойственные свойства, реагируя и с кислотами, и с основаниями.

Жесткость воды

Жесткостью воды называют совокупность свойств воды, зависящую от присутствия в ней преимущественно солей кальция и магния: гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов.

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.

Вероятно, вы часто устраняете жесткость воды у себя дома, осмелюсь предположить – каждый день. Временная жесткость воды устраняется обычным кипячением воды в чайнике, и известь на его стенках – CaCO3 – бесспорное доказательство устранения жесткости:

Также временную жесткость можно устранить, добавив Na2CO3 в воду:

С постоянной жесткостью бороться кипячением бесполезно: сульфаты и хлориды не выпадут в осадок при кипячении. Постоянную жесткость воды устраняют добавлением в воду Na2CO3:

Жесткость воды можно определить с помощью различных тестов. Чрезмерно высокая жесткость воды приводит к быстрому образованию накипи на стенках котлов, труб, чайника.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Блиц-опрос по теме Щелочноземельные металлы

Щелочные и щелочноземельные металлы – список, взаимодействие соединений

Наиболее активными среди металлической группы являются щелочные и щелочноземельные металлы. Это мягкие лёгкие металлы, вступающие в реакции с простыми и сложными веществами.

Общее описание

Активные металлы занимают первую и вторую группы периодической таблицы Менделеева. Полный список щелочных и щелочноземельных металлов:

  • литий (Li);
  • натрий (Na);
  • калий (K);
  • рубидий (Rb);
  • цезий (Cs);
  • франций (Fr);
  • бериллий (Be);
  • магний (Mg);
  • кальций (Ca);
  • стронций (Sr);
  • барий (Ba);
  • радий (Ra).

Рис. 1. Щелочные и щелочноземельные металлы в таблице Менделеева.

Электронная конфигурация щелочных металлов – ns1, щелочноземельных металлов – ns2.

Соответственно, постоянная валентность щелочных металлов – I, щелочноземельных – II. За счёт небольшого количества валентных электронов на внешнем энергетическом уровне активные металлы проявляют мощные свойства восстановителя, отдавая внешние электроны в реакциях. Чем больше энергетических уровней, тем меньше связь с внешних электронов с ядром атома. Поэтому металлические свойства возрастают в группах сверху вниз.

Из-за активности металлы I и II групп находятся в природе только в составе горных пород. Чистые металлы выделяют с помощью электролиза, прокаливания, реакции замещения.

Физические свойства

Щелочные металлы имеют серебристо-белый цвет с металлическим блеском. Цезий – серебристо-жёлтый металл. Это наиболее активные и мягкие металлы. Натрий, калий, рубидий, цезий режутся ножом. По мягкости напоминают воск.

Рис. 2. Разрезание натрия ножом.

Щелочноземельные металлы имеют серый цвет. По сравнению со щелочными металлами являются более твёрдыми, плотными веществами. Ножом можно разрезать только стронций. Самый плотный металл – радий (5,5 г/см3).

Наиболее лёгкими металлами являются литий, натрий и калий. Они плавают на поверхности воды.

Химические свойства

Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с простыми веществами и сложными соединениями, образуя соли, оксиды, щёлочи. Основные свойства активных металлов описаны в таблице.

Взаимодействие

Щелочные металлы

Щелочноземельные металлы

Самовоспламеняются на воздухе. Образуют надпероксиды (RO2), кроме лития и натрия. Литий образует оксид при нагревании выше 200°C. Натрий образует смесь пероксида и оксида.

На воздухе быстро образуются защитные оксидные плёнки. При нагревании до 500°С самовоспламеняются.

Реагируют при нагревании с серой, водородом, фосфором:

С азотом реагирует только литий, с углеродом – литий и натрий:

Реагируют при нагревании:

Бурно реагируют с образованием галогенидов:

Образуются щёлочи. Чем ниже металл расположен в группе, тем более активно протекает реакция. Литий взаимодействует спокойно, натрий горит жёлтым пламенем, калий – со вспышкой, цезий и рубидий взрываются.

– 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2­↑;

– 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2↑

Менее активно, чем щелочные металлы, реагируют при комнатной температуре:

– Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2;

– Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Со слабыми и разбавленными кислотами реагируют с взрывом. С органическими кислотами образуют соли.

– 8K + 10HNO3 (конц) → 8KNO3 + N2O + 5H2O;

– 8Na + 5H2SO4 (конц) → 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O;

– 10Na + 12HNO3 (разб) → N2 + 10NaNO3 + 6H2O;

– 2Na + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2↑

– 4Sr + 5HNO3 (конц) → 4Sr(NO3)2 + N2O +4H2O;

– 4Ca + 10H2SO4 (конц) → 4CaSO4 + H2S↑ + 5H2O

Из всех металлов реагирует только бериллий:

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2

Вступают в реакцию все металлы, кроме бериллия. Замещают менее активные металлы:

2Mg + ZrO2 → Zr + 2MgO

Рис. 3. Реакция калия с водой.

Щелочные и щелочноземельные металлы можно обнаружить с помощью качественной реакции. При горении металлы окрашиваются в определённый цвет. Например, натрий горит жёлтым пламенем, калий – фиолетовым, барий – светло-зелёным, кальций – тёмно-оранжевым.

Что мы узнали?

Щелочные и щелочноземельные – наиболее активные металлы. Это мягкие простые вещества серого или серебристого цвета с небольшой плотностью. Литий, натрий, калий плавают на поверхности воды. Щелочноземельные металлы более твёрдые и плотные, чем щелочные. На воздухе быстро окисляются. Щелочные металлы образуют надпероксиды и пероксиды, оксид образует только литий. Бурно реагируют с водой при комнатной температуре. С неметаллами реагируют при нагревании. Щелочноземельные металлы вступают в реакцию с оксидами, вытесняя менее активные металлы. Со щелочами реагирует только бериллий .

Урок 9. Щелочные и щёлочноземельные металлы

Ключевые слова конспекта: щелочноземельные металлы, элементы IIA-группы, земли, получение щелочноземельных металлов.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ IIA ГРУППЫ

К щёлочноземельным металлам относят кальций Са, стронций Sr, барий Ва, радий Ra – металлы IIА-группы. Название «щёлочноземельные» обусловлено тем, что гидроксиды этих металлов относятся к щелочам – растворимым в воде основаниям, а оксиды этих металлов с древних времён называли землями. Бериллий и магний к щёлочноземельным металлам не относятся.

Важнейшие параметры элементов IIA группы приведены в таблице:

Электронная конфигурация валентного слоя атомов щёлочноземельных металлов в стационарном состоянии ns 2 . Щёлочноземельные металлы являются s-элементами. Во всех своих соединениях они имеют степень окисления +2.

Высшие оксиды щёлочноземельных металлов имеют состав МеО и проявляют основный характер. Высшие гидроксиды этих элементов Ме(ОН)2 являются типичными основаниями, их относят к щелочам, хотя их растворимость намного ниже, чем гидроксидов щелочных металлов. Водородные соединения щёлочноземельных металлов представляют собой твёрдые гидриды состава МеH2.

ЩЁЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ – ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА

При обычных условиях щёлочноземельные металлы – твёрдые вещества, имеют металлический блеск на свежем срезе (быстро покрываются желтоватой плёнкой на воздухе), лёгкие (кроме радия), при этом более твёрдые, чем щелочные металлы. Кальций не режется ножом, он довольно твёрдый, стронций и барий мягче. Барий похож по твёрдости на свинец, но в отличие от него при разрезании крошится на отдельные кристаллы.

При внесении щёлочноземельных металлов или их соединений в бесцветное пламя появляется его характерная окраска:

  • Са – кирпично-красная,
  • Sr – карминово-красная,
  • Ва – желтовато-зелёная.

Щёлочноземельные металлы являются активными восстановителями. Реакции с галогенами протекают легко даже при обычных условиях:

При сгорании щёлочноземельных металлов на воздухе или в кислороде образуются оксиды:

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций загорается, пламя при этом имеет красноватый цвет.

Щёлочноземельные металлы взаимодействуют с серой при нагревании. Образуются сульфиды:

При нагревании щёлочноземельные металлы реагируют с азотом с образованием нитридов (Са – при температуре красного каления):

При нагревании щёлочноземельные металлы взаимодействуют с водородом с образованием твёрдых гидридов:

Щёлочноземельные металлы легко взаимодействуют с водой с образованием щёлочи и водорода:

Кальций с холодной водой реагирует сравнительно медленно, но с горячей водой реакция идёт бурно.

Щёлочноземельные металлы активно реагируют с разбавленными кислотами с образованием соли и водорода, но при этом, как и в случае щелочных металлов, параллельно происходит взаимодействие щёлочноземельного металла с водой. По-другому происходит взаимодействие сконцентрированными растворами кислот или с самими кислотами, являющимися сильными окислителями (HNO3, H2SO4). Происходит восстановление азота в высшей степени окисления (в HNO3) или серы в высшей степени окисления (в H2SO4). Образуется соль, продукт восстановления соответственно азота или серы и воды:

Щёлочноземельные металлы активно взаимодействуют с растворами солей, но происходит, как и в случае щелочных металлов, не замещение металла, входящего в состав соли, а реакция щёлочноземельных металлов с водой раствора.

Кальций и стронций получают электролизом расплавов хлоридов:

Конспект урока по химии «Щелочноземельные металлы. Элементы IIA-группы». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии

Важнейшие соединения магния и щелочноземельных металлов. Химия. 9 класс. Разработка урока

УМК «Химия. 9 класс» О. С. Габриеляна.

Цель урока: изучить соединения магния и щелочноземельных металлов, знать их формулы и их применение.

Задачи урока:

  • Сформировать знания о строении атома и свойствах щелочноземельных металлов;
  • Совершенствовать экспериментальные умения и навыков учащихся.
  • Сформировать навыки анализа и сопоставления известных химических фактов.
  • Совершенствовать умения логически мыслить.
  • Развить умения обобщать и делать правильные выводы из изученного материала.
  • Продолжить развитие умений переносить знания в новые ситуации и устанавливать межпредметные связи.
  • Продолжить развитие наблюдательности и умения делать выводы на основе наблюдаемого интереса к предмету и представлений.
  • Выработка положительной мотивации учения, чувства ответственности и уверенности в себе.

Оборудование и реактивы: коллекция известняков, гидроксид кальция, вода, фенолфталеин, штатив с пробирками, фильтр, воронка, химический стакан.

Ход урока

1. Орг. Момент

2. Проверка Д/З

Устная проверка знаний: (у доски)

  • строение атома элементов 2а группы
  • химические свойства на примере кальция
  • упражнение 5 стр. 67
  • работа по карточкам
  • групповая опережающая работа с коллекцией известняков
  • групповая опережающая работа (лабораторный опыт)
  • остальные работают, выполняя задание по компьютеру(найти соответствие формулы и названия вещества)

3. Новая тема

Карточки собрать. У всех на столах таблицы.

Формула

Название вещества

Применение

Прозрачный раствор Ca(OH)2

Белая взвесь Ca(OH)2

В природе щелочноземельные металлы и магний, так же как и щелочные металлы, находятся только в виде соединений, вследствие своей высокой химической активности.

Я попросила 2 группы ребят провести исследования. Что они исследовали, какие результаты у них получились, мы сейчас и узнаем.

Попутно заполняется таблица.

1 группа.

Инструкция к проведению лабораторного опыта:

  1. Рассмотрите выданное вам вещество, как оно называется?
  2. Прилейте к оксиду кальция воды, помешайте стеклянной палочкой. Что наблюдаете? Как называется полученное вами вещество?
  3. Поделите полученный раствор на 2 части.
  4. Первую часть раствора профильтруйте в химический стакан. Что наблюдаете?
  5. Во вторую часть раствора добавьте несколько капель фенолфталеина, что наблюдаете? Что доказывает изменение окраски фенолфталеина?

Выданное нам вещество называется оксид кальция или негашеная известь. Оно твердое, белого цвета. В воде растворяется плохо. При растворении образовался гидроксид кальция, который по-другому называется гашеной известью.

Затем мы разделили раствор гидроксида кальция на 2 части.

В 1 часть добавили несколько капель фенолфталеина, он изменил свою окраску на малиновый цвет. Из этого следует, что в растворе есть гидроксогруппа и раствор является щелочью.

2 часть раствора мы профильтровали. Из учебника мы узнали, что прозрачный раствор гидроксида кальция называется известковая вода, а то что осталось на фильтровальной бумаге – известковое молоко.

СaO – в производстве строительных материалов

Сa(OH)2 – в сахарной промышленности для очистки свекольного сока

Наибольшее распространение имеют соли щелочноземельных металлов

2 группа учащихся коллекцию минералов и сейчас они расскажут, какие минералы кальция они узнали, где они применяются. Продолжается работа с заполнением таблицы.

2 группа

Инструкция к проведению работы: рассмотрите, выданные вам образцы минералов и работая с учебником стр. 64–65 опишите их значение в жизни человека.

Изучив коллекцию минералов и работая с учебником, мы выяснили, какие соединения образует кальций и где эти соединения применяются.

Сначала мы увидели мел. Его мы используем в школе, а так же его добавляют в зубную пасту, при производстве бумаги, резины, для побелки.

Потом мы рассмотрели известняк. Он бывает ракушечный и плотный. Используется для получения цемента, стекла, гашеной и негашеной извести. Известковой щебенкой укрепляют дороги.

Мрамор мы увидели: белый, серый, красный. Мрамор используется для изготовления скульптур, в архитектуре, для облицовки.

Мел, мрамор, известняк имеют формулу СаСО3.

Гипс СаSO4 × 10H2 Oиспользуется в строительстве, медицине.

Заполняем таблицу до конца.

Ионы кальция играют роль в работе сердца, процессах свертываемости крови, для работы НС.

Суточная потребность кальция – 1,5 г. Кальций входит в состав сыра, петрушки, творога, салата.

Магний – стимулятор обмена веществ, содержится в печени, крови, костях, нервной ткани, мозге. Входит в состав хлорофилла, т.е. участвует в процессе фотосинтеза.

4. Закрепление

Показываю карточку с формулой, ребята дают название и где применяется данное соединение.

5. Итог урока

Что мы сегодня узнали на уроке?

Мы узнали формулы магния и щелочноземельных металлов, названия и их применение.

Щелочные и щелочноземельные металлы. Материалы к уроку

Щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы главной подгруппы I группы Периодической системы химических элементов Менделеева (ПСМ) (кроме водорода).

Задание 9.1. Назовите все щелочные металлы. Составьте схемы строения атомов натрия и калия. Укажите распределение их валентных электронов.

На внешнем уровне у атомов таких металлов находится по 1 электрону, но расстояние до ядра, а значит, и притяжение к нему, у этих электронов различно.

Вопрос. У какого элемента (натрия или калия) внешние электроны дальше от ядра?

Чем дальше электроны от ядра, тем слабее они притягиваются к нему, тем легче данный атом отдаёт электроны. А это означает, что металлические свойства выражены тем ярче, чем дальше валентные электроны от ядра (при прочих равных условиях). Поэтому сверху вниз в каждой главной подгруппе увеличивается число энергетических уровней в атомах, растёт металлическая активность элементов, т. е. способность их атомов отдавать электроны.

Вопрос. Какой металл более активный: натрий или калий?

Таким образом, активность щелочных металлов возрастает

Но поскольку на внешнем уровне любого щелочного металла находится один электрон, в любой химической реакции щелочные металлы могут отдать только один электрон. Значит, они имеют постоянную валентность I и образуют оксиды состава

Этот оксид растворяется в воде, реагирует с нею:

Полученное основание — щёлочь.

Вопрос. Что такое щёлочь? (См. урок 2.3.)

В подгруппе сверху вниз увеличивается и сила оснований, т. е. способность диссоциировать в водных растворах на ионы. Самой сильной щёлочью является CsOH.

Растворы щелочей мылкие на ощупь, разъедают кожу и ткани (щёлочи — едкие!), изменяют окраску индикаторов. Поскольку все металлы главной подгруппы I группы образуют щёлочи, — их называют «щелочные металлы».

Рассмотрим свойства щелочных металлов на примере натрия. При этом будем придерживаться схемы, изложенной начале второй части.

Строение атома Nа изображается схемой:

Имея один валентный электрон (…3s 1 ), натрий является активным металлом с постоянной валентностью I:

Простое вещество «натрий» — очень лёгкий (легче воды) серебристо-белый металл, который легко режется ножом. Натрий активно реагирует с кислородом, водородом, неметаллами, водой:

Вопрос. Почему атом серы присоединил 2 электрона?

Задание 9.2. Составьте уравнения реакций натрия с хлором Cl2, азотом N2 и водой (при затруднениях см. пояснения в уроке 7).

Даже небольшие кусочки натрия (величиной с горошину) при попадании в воду вызывают оглушительный взрыв — это взрывается водород (см. урок 12). Тот же эффект будет, если натрий опустить в раствор кислоты или соли. Кроме того, здесь возможны более сложные побочные процессы. Поэтому составлять уравнения реакций для щелочных металлов в качестве примеров процессов

  • металл + раствор кислоты →
  • металл + раствор соли →

Натрий образует основный оксид 2O, который реагирует с водой, с кислотами и кислотными оксидами (см. урок 2.1), например:

Задание 9.3. Составьте уравнения реакций оксида натрия с водой и с серной кислотой.

Гидроксид натрия NaOH (едкий натр, каустическая сода) проявляет все свойства щелочей: реагирует с кислотными оксидами, кислотами, растворами солей (см. урок 2.3), например:

Все соединения натрия окрашивают пламя в жёлтый цвет. Это качественная реакция на соединения натрия.

Задание 9.4. Составьте уравнения реакций гидроксида натрия с хлоридом железа III, фосфорной кислотой, оксидом серы IV. (При затруднениях см. урок 2.3.)

Задание 9.5. Опишите по разобранной схеме свойства калия и его соединений.

Многие соединения натрия нашли применение в быту и промышленности. Так, каустическая сода NаОН применяется для получения мыла, в производстве алюминия, искусственных волокон и др. Кальцинированная сода Na2CO3 также применяется при получении мыла, а также при варке стекла, стирке белья и др. Но в пищу эти «соды» не употребляются! При приготовлении пищи используют питьевую соду NaHCO3 и поваренную соль NaCl. Питьевая сода используется при лечении простуды, её кладут в печенье, пирожки. Без соли NaCl почти любая еда покажется невкусной, без неё невозможно законсервировать мясо, овощи, грибы. Эти вещества применяются и в технических целях.

Нахождение в природе

Все металлы данного типа встречаются на земле, но не в чистом виде. Часто они представлены в виде минеральных солей. Самый распространённый считается кальций, магний немного уступает, затем идет барий и стронций.

Бериллий и радий являются самыми редкими, однако последний металл в больших количествах находится в урановых рудах.

Свойства щелочноземельных металлов

Щелочноземельные металлы значительно тверже щелочных, их нельзя просто взять и разрежать ножом. Также они тяжелее – их плотность колеблется от 1550 кг/м 3 у кальция до 5500 кг/м 3 у радия. Цвет щелочноземельных металлов – серый. Температуры плавления этих элементов находятся в диапазоне 650-840°С. Исключение – бериллий, плавящийся лишь при 1278°С.

Чем больше порядковый номер щелочноземельного металла в таблице Менделеева, тем выше его химическая активность. Например, бериллий вообще не взаимодействует с кислородом и по своим свойствам напоминает алюминий. Наиболее активные стронций, барий и радий приходится хранить в керосине, также как и щелочные металлы.

Физические свойства

Щелочные металлы имеют серебристо-белый цвет с металлическим блеском. Цезий – серебристо-жёлтый металл. Это наиболее активные и мягкие металлы. Натрий, калий, рубидий, цезий режутся ножом. По мягкости напоминают воск.

Рис. 2. Разрезание натрия ножом.

Щелочноземельные металлы имеют серый цвет. По сравнению со щелочными металлами являются более твёрдыми, плотными веществами. Ножом можно разрезать только стронций. Самый плотный металл – радий (5,5 г/см 3 ).

Наиболее лёгкими металлами являются литий, натрий и калий. Они плавают на поверхности воды.

Электронное строение и закономерности изменения свойств

Атомы данных металлов на внешнем энергетическом уровне имеют 2 s-электрона. Отсюда следует, что максимальная степень окисления +2.

Также могут иметь нулевую степень окисления, но не отрицательную, так как металлы не могут иметь данную степень.

Общая конфигурация внешнего энергетического уровня nS 2 :

В периоде от Be до Ra металлические свойства, восстановительные, электроотрицательные увеличиваются, а неметаллические, окислительные свойства и радиус атома уменьшается.

Химические свойства алюминия

Алюминий находится в третьей группе периодической системы элементов. Заряд ядра атома алюминия +13, на внешнем электронном слое три электрона.

По строению атомов и положению в периодической системе можно предположить, что у элементов третьей группы металлические свойства должны быть выражены слабее, чем у элементов второй группы. Это действительно так.

При химических реакциях атом алюминия отдает три электрона внешнего слоя, обращаясь в трех зарядный положительный ион Al 3+ . Поэтому во всех его устойчивых соединениях алюминий положительно трехвалентен. Его соединения проявляют амфотерные свойства.

Алюминий – химически активный металл и проявляет себя как восстановитель. Однако его активность снижает оксидная пленка, которая образуется на его поверхности. Поэтому во многих реакциях пленка сначала удаляется, а затем осуществляется взаимодействие с веществами. Рассмотрим на конкретных примерах химические свойства алюминия.

    Алюминий соединяется с кислородом воздуха и при нагревании и при обыкновенной температуре. На его поверхности быстро образуется тончайшая плотная пленка окиси алюминия. Она трудно проницаема для газов и защищает металл от дальнейшего окисления.

В раздробленном состоянии и при повышенной температуре алюминий бурно реагирует с кислородом с выделением большого количества тепла. В результате образуется окись алюминия.

Со многими неметаллами реакции происходят при нагревании.

2Al + 3S → Al2S3 Al + P → AlP 2Al + N2 → 2AlN 4Al + 3C → Al4C3

С водой взаимодействует при удалении оксидной пленки. Реакция протекает энергично, вытесняя водород из воды.

Взаимодействие с кислотами. Опустим алюминиевые стружки в пробирку с соляной или разбавленной серной кислотой. Алюминий растворяется, вытесняя из кислоты водород и образуя соль.

С концентрированной азотной и серной кислотой не реагирует. Поэтому концентрированная азотная кислота хранится в алюминиевых емкостях и транспортируется в алюминиевых резервуарах.

С разбавленной азотной кислотой вступает в реакцию с образованием

Поскольку алюминий обладает амфотерными свойствами, он характеризуется реакциями со щелочами.

Алюминий взаимодействует с окислами большинства металлов, вытесняя менее активный металл. Этот метод используется в промышленности для получения металлов и называется алюминотермией.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: