Как сделать характеристику химического элемента 8 класс
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Химическая формула
Например, самый лёгкий элемент – водород, но его символ читается как АШ. Кислород читаем – О. Медь – купрум.
Как записать и прочитать с чего состоит соединение, чтобы нас могли понять не только русскоговорящие, но и те, кто говорит на другом языке? Помогут нам в этом символы, а также индексы.
H 2 SO 4 – зелёным цветом выделены индексы – маленькая цифра, которая записывается справа от символа. Он служит показателем количественного состава.
H 2 SO 4 – красным выделены знаки элементов, они указывают качественный состав.
Рассмотрим примеры составления формул, используя условные обозначения на рисунке.
- Сернистый газ. Из условных обозначений видим, что он состоит из одного атома Серы и двух атомов Кислорода – SO2, читается как эс-о-два.
- Аммиак. Один атом Азота и три Водорода – NH3 (эн-аш-три).
- Фторид серы. Один атом Серы и шесть атомов Фтора – SF6 (эс-фтор-шесть).
Коэффициент записывается всегда в начале формулы и никогда не ставится в середину. С его помощью мы узнаём количество молекул, либо свободных атомов. Например, запись 6SiCl4 читаем как: шесть молекул хлорида кремния, 3H2S– 3 молекулы сероводорода.
Массовая характеристика вещества
Относительная атомная масса (ОАМ)
Представим перед собой два кубика одинакового объёма 1 см 3 , только один сделан из свинца, а второй – из алюминия. ρ(Al) = 2.7 г/см 3 , ρ(Pb) = 11,3 г/см 3 . Свинцовый кубик будет 4,2 раза тяжелее алюминиевого. С чем это связано?
Атомы отличаются между собой количеством протонов и электронов. Логично будет предположить, что отличие также будет в размере и массе частиц.
Атом очень мал, что его невозможно увидеть невооружённым глазом. Так, если представить в числах размер Углерода, то его радиус r = 1.5∙10 −10 м и масса m = 19.94∙10 −27 кг. Эти параметры достаточно сложно представить. Но если, к примеру, прочертить простым карандашом (стержень карандаша в химии это графит – одна из аллотропных форм Углерода) отрезок длиной 3 см. В данном отрезке будет содержаться около 1 млн. в ширину и 100 млн. атомов Углерода в длину.
Как показывают числовые данные - масса и радиус очень малы, их достаточно трудно увидеть даже в современные оптические микроскопы. Именно по этой причине стали сравнивать атомные массы. На данный момент стандартом сравнения является химический элемент Углерод, а точнее 1 /12 часть его массы.
Закономерно также возникает вопрос, а какую размерность имеет ОАМ: граммы, миллиграммы? Поскольку это число, которое указывает сравнение, то это будет безразмерная величина.
Чему равно Ar элемента подскажет периодическая система. Достаточно часто порядковый номер принимают за Ar. Чтобы избежать путаницы, запомним, что порядковый номер - целое число, а Ar записывается десятичной дробью, которую в химических расчётах общепринято округлять до целых (исключение составляет только Хлор).
Например: Ar(Mg) = 24,305 ~ 24
Ar(Fe) = 55,847 ~ 56
Ar(Cl) = 35.453 ~ 35,5
Относительная молекулярная масса (ОММ)
Данная величина относится также к количественным характеристикам. Более точное название - относительная формульная масса, потому что строение веществ бывает разным (в зависимости от того, какими частицами оно образовано).
Вычисляют ОММ (Mr) путём сложения Ar каждого элемента, которые входят в состав молекулы с учётом их индексов.
Здесь нам на помощь придут математические знания, а именно правила сложения, умножения и внимательное раскрытие скобок.
Определим ОММ, например:
Mr(H2S) = 2∙Ar(H) + Ar(S) = 2 ∙ 1 + 32 = 34
Так как в состав молекулы H2S входит 2 атома водорода, мы это учитываем выражением 2∙Ar(H) и один атом Серы Ar(S). В периодической таблице берём округлённое значение массы Н (1,00797 ~ 1) и S (32,064 ~ 32) и путём сложения вычисляем Mr(H2S).
Mr (Ca(OH)2) = Ar(Ca) + 2∙Ar(O) + 2∙Ar(H) = 40 + 2 ∙ 16 + 2 ∙ 1 = 74
Эта формула читается как кальций-о-аш-дважды. Что означает индекс два за скобками? Он показывает, что количество атомов H и O равно 2. Это будет равносильно, если раскрыть скобки и написать так: СаО2Н2.
Mr(Ca3(PO4)2) = 3∙Ar(Ca) + 2∙Ar(P) + 8∙Ar(O) = 3 ∙ 40 + 2 ∙31 + 8 ∙ 16 = 310
Кальций-три-пе-о-четыре-дважды. В состав данного вещества входит 3 атома Кальция, два атома Фосфора (индекс 2 относится и к Фосфору и к Кислороду) и 8 атомов Кислорода (2 ∙ 4 = 8). Или, раскрыв скобки Са3Р2О8.
7 молекул угольной кислоты 7 ∙ Н2СО3
Mr (7 ∙ H2CO3) = 7 ∙ (2 ∙ Ar(H) + Ar(C) + 3 ∙ Ar(O)) = 14 ∙ Ar(H) + 7 ∙ Ar(C) + 21 ∙ Ar(O) = 14 ∙ 1 + 7 ∙ 12 + 21 ∙ 16 = 434
Следует обратить внимание, что в химии знак умножение между коэффициентом и формулой не ставится. Более корректная запись 7H2CO3, и действие умножение делается по умолчанию, т. е. раскрываются скобки.
Важно запомнить
Так как ОММ показывает во сколько раз молекула тяжелее 1/12 атома Углерода, то это безразмерная величина.
Не стоит путать с массой молекулы, которая имеет обозначение mM и имеет размерность а.е.м. (атомные единицы массы).
Благодаря химической формуле можно посчитать массовую долю элемента в сложном веществе.
Где n – число атомов элемента.
Сложное вещество можно очень условно сравнить с корзиной, в которой, допустим, находятся ягоды: малины, клубники и арбуз. Возьмём соединение ВаСО3.
Mr(BaCO3) = Ar(Ba) + Ar(C) + 3∙Ar(O) = 137 + 12 + 3 ∙ 16 = 197
Не трудно догадаться, что арбузом будет атом бария, так как он занимает 69,6 % массы в корзинке фруктов.Проверить правильность решения можно, сложив доли элементов, в сумме должно получиться 100%.
Задача 1. Определите массовую долю Азота в натриевой селитре NaNO3
С помощью данных расчётов можно вычислить какая масса Азота, может быть получена из 1 кг натриевой селитры NaNO3.
m(N) = W (N) · m (NaNO3) = 0.1647 · 1 кг = 0,1647 кг или 164,7 г
Селитра применяется как азотное удобрение и с каждым кг растения получают 164,7 г азота.
Бывает так, что опытным путём определены массовые доли элементов и задача стоит в том, что необходимо определить количественный состав соединения. Такие задачи являются обратными идалее их.
Задача 2. Опытным путём установлено, что соединение состоит на 95,2% с Кальция и Водорода. Какова формула вещества?
Количество вещества
Порцию считаем в граммах, в штуках количество. Например, в магазине вы не покупаете 1000 штук зёрен риса или пшена, а просите взвесить определённый вес (1 кг, 10 кг) или берёте с полки уже расфасованный. Либо необходимо взять молочные продукты, мы берём пакеты объёмом 0,5 л или 1 л. Одинаковая по весу порция содержит примерно одинаковое количество зёрен. Этот принцип применяется и в химии. Порция атомов или молекул называется количеством вещества.
Если учесть, что атом Углерода имеет вес, (1.994 ∙ 10 −23 г), то не составит труда узнать, сколько атомов будет содержаться в порции 12 г.
Можно сделать вывод, что 1 моль любого вещества (воды, углекислого газа, поваренной соли, серной кислоты и т. д) будет содержать 6,02∙10 23 структурных единиц.
Это число является одним из важнейших не только в химии, но и в физике – оно носит название постоянная Авогадро (NA).
С этого следует, что NA показывает, сколько частиц содержится в 1 моль вещества, в этом и состоит её физический смысл.
Но что делать, если, к примеру, вещество дано в количестве 2 моль, 10 моль или 0.5 моль. Приведём сравнение с математикой, в одной корзине содержится 5 яблок, сколько яблок содержится в трёх таких корзинах. Ответ будет 15 яблок, полученный путём умножения 5 ∙ 3 = 15. Аналогично и с количеством молекул. Чтобы найти эту величину, используем формулу:
Где N – количество структурных единиц.
Важно: не путать эти две величины, оба эти параметра показывают количество, но:
N - количество структурных единиц,
n - количество вещества (моль)
Рассмотрим подробно данные выводы.
Задача 3. Какое количество вещества составляют 2.709 ∙ 10 24 молекул хлора?
Задача 4. Вычислите сколько атомов Кислорода содержатся в 5 моль глюкозы (C6H12O6)
Молярная масса
Масса 1 моля любого вещества называется молярной массой (размерность г /моль, обозначение М). Не стоит путать с Mr, хоть они численно равны, но отличаются в следующем. Молярная имеет размерность (г/моль).
Связь количества вещества и массы выражается в следующем виде:
Возьмём для примера метан, фруктозу и хлороводород количеством вещества 1 моль.
С расчётов делаем вывод, что масса 1 моль фруктозы тяжелее, в её состав входит большее количество атомов.
Задача 5. Какое количество вещества содержится в 61.5 г сернистой кислоты (H2SO3)?
Молярный объём газов
Вещества в газообразном состоянии, в отличие от жидких и твёрдых веществ, при одинаковых условиях (одинаковые давление и температура) будут занимать одинаковый объём.
Допустим, что имеем газ количеством вещества 1 моль. Как известно 1 моль любого соединения содержит 6,02 ∙ 10 23 структурных единиц.
Опытным путём установлено, что 1 моль любого газа при н. у. занимает объём равный 22,4 л/моль.
Связь количества вещества и объёма выражается в следующем виде:
Задача 6. Какой объём (н. у.) будет занимать 0,25 моль ацетилена (С2Н2)?
Как можно увидеть, количество вещества связывает три величины:
Приравняв между собой три выражения, а именно:
Получаем следующую взаимосвязь
Задача 7. Какую массу составляют 18.06 ∙10 23 молекул аммиака (NH3)?
Задача 8. Какой объём (н. у.) будет занимать 51 г сероводорода (H2S)?
Закон Авогадро и его следствия
Величина D – это относительная плотность газов. Зная Mr, легко вычислить относительную плотность газов. Приведём пример с шариками. Если один шарик наполнить гелием, а второй углекислым газом. Как вы думаете, какой полетит высоко в небо, а какой упадёт на пол? С детства вы знаете, что гелиевые шарики взлетают в небо, но почему так происходит? Это связано с относительной молекулярной массой.
Mr(CO2) = 12 + 2 ∙ 16 = 44
Воздух это смесь газов, его Mr = 29
Гелий легче воздуха, поэтому шарик, наполненный этим газом, взлетает высоко в небо. Шарик с углекислым газом остаётся лежать на земле, так как углекислый газ тяжелее воздуха.
Все многообразие окружающей нас природы состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов. Так какова же характеристика химического элемента, и чем он отличается от простого вещества?
Химический элемент: история открытия
В XVII веке Р. Бойль указал на то, что все элементы носят материальный характер и их число может быть достаточно велико.
К моменту, когда Д. И. Менделеев открыл периодический закон, было известно всего 63 химических элементов. Открытие ученого не только привело к упорядоченной классификации химических элементов, а также помогло предсказать существование новых, еще не открытых элементов.
Что такое химический элемент?
Химическим элементом называют определенный вид атомов. В настоящее время известно 118 химических элементов. Каждый элемент обозначают символом, который представляет одну или две буквы из его латинского названия. Например, элемент водород обозначают латинской буквой H и формулой H2 – первой буквой латинского названия элемента Hydrogenium. Все достаточно хорошо изученные элементы имеют символы и названия, которые можно найти в главных и побочных подгруппах Периодической системы, где все они расположены в определенном порядке.
Cуществует много видов систем, но общепринятой является Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, которая является графическим выражением Периодического закона Д. И. Менделеева. Обычно используют короткую и длинную формы Периодической системы.
Что же является главным признаком, по которому атом относят к определенному элементу? Д. И. Менделеев и другие ученые-химики XIX века считали главным признаком атома массу как наиболее стабильную его характеристику, поэтому элементы в Периодической системе расположены в порядке возрастания атомной массы (за немногим исключением).
По современным представлениям, главным свойством атома, относящим его к определенному элементу, является заряд ядра. Таким образом, химический элемент – это вид атомов, характеризующихся определенным значением (величиной) части химического элемента – положительного заряда ядра.
Из всех существующих 118 химических элементов большую часть (около 90) можно обнаружить в природе. Остальные же получены искусственно с помощью ядерных реакций. Элементы 104-107 были синтезированы учеными-физиками в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубне. В настоящее время продолжаются работы по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.
Все элементы делятся на металлы и неметаллы. Более 80 элементов относятся к металлам. Однако это деление условное. При определенных условиях некоторые металлы могут проявлять неметаллические свойства, а некоторые неметаллы – металлические свойства.
Содержание различных элементов в природных объектах колеблется в широких пределах. 8 химических элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний) составляют 99% земной коры по массе, все остальные – менее 1%. Большинство химических элементов имеют природное происхождение (95), хотя некоторые из них изначально были выведены искусственно (например, прометий).
Некоторые элементы объединяются в группы, такие как органогены (углерод, кислород, водород, азот), щелочные металлы (литий, натрий, калий и т.д.), лантаноиды (лантан, церий и т.д.), галогены (фтор, хлор, бром и т.д.), инертные элементы (гелий, неон, аргон)
Что мы узнали?
Тема урока: Характеристика химического элемента по положению в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Тип урока: комбинированный. Цель: развитие знаний учащихся о характеристике химического элемента по положению в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Образовательные задачи: научить давать характеристику химическим элементам на основе их положения в периодической системе и строения атома; Воспитательные задачи: содействовать формированию основных мировоззренческих идей – материальность и познаваемость мира. Развивающие задачи: содействовать развитию внимания, памяти, интереса учащихся. Оборудование: учебник, компьютер, интерактивная доска, магнитная доска, магниты, периодическая система, карточки, листы самооценки, лото, черный ящик.
В плане представлены следующие пункты для характеристики химического элемента: положение в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строение атома, свойства атома, простое вещество, сложные вещества.
Свиридова Елена Михайловна, учитель химии. ОАУ С(К)О школа-интернат III-IV, Центр дистанционного образования Липецкой области
Описание разработки
Б) № периода (большой или малый);
В) № группы (главная (А) или побочная (В) подгруппа);
Г) относительная атомная масса (Ar);
Д) порядковый номер.
А) атомная формула (состав атома – число протонов, нейтронов, электронов);
Б) схема строения атома;
В) электронная формула (правило Клечковского – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 );
Г) энергетическая диаграмма.
А) атом металла или неметалла;
Б) отдает или принимает электроны;
В) окислитель или восстановитель;
Г) степень окисления:
Д) сравнение окислительно-восстановительных свойств (металлических и неметаллических) с соседними ХЭ:
А) формула простого вещества;
Б) вид химической связи, тип кристаллической решетки;
5. Сложные вещества:
- формула высшего оксида;
- его название;
- характер (основный оксид, кислотный оксид или амфотерный оксид);
- кислотно-основные свойства (составить уравнения реакций):
о.о. + кислота = соль + вода
к.о. + Р. основание = соль + вода
- формула гидроксида (формула основания или кислородсодержащей кислоты (определяем по характеру оксида));
- его название;
- характер (основание, кислота или амфотерный гидроксид);
- кислотно-основные свойства (составить уравнения реакций):
основание + кислота = соль + вода
кислота + Р. основание = соль + вода
В) формула летучего водородного соединения (для неметаллов, элемент проявляет низшую степень окисления).
Содержимое разработки
План характеристики ХЭ
Положение в ПСХЭ:
Б) № периода (большой или малый);
В) № группы (главная (А) или побочная (В) подгруппа);
Г) относительная атомная масса (Ar);
Д) порядковый номер.
Строение атома:
А) атомная формула (состав атома – число протонов, нейтронов, электронов);
Б) схема строения атома;
В) электронная формула (правило Клечковского –
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 );
Г) энергетическая диаграмма.
Свойства атома:
А) атом металла или неметалла;
Б) отдает или принимает электроны;
В) окислитель или восстановитель;
Г) степень окисления:
Д) сравнение окислительно-восстановительных свойств (металлических и неметаллических) с соседними ХЭ:
Простые вещества:
А) формула простого вещества;
Б) вид химической связи, тип кристаллической решетки;
5. Сложные вещества:
формула высшего оксида;
характер (основный оксид, кислотный оксид или амфотерный оксид);
кислотно-основные свойства (составить уравнения реакций):
о.о. + кислота = соль + вода
к.о. + Р. основание = соль + вода
формула гидроксида (формула основания или кислородсодержащей кислоты (определяем по характеру оксида));
характер (основание, кислота или амфотерный гидроксид);
кислотно-основные свойства (составить уравнения реакций):
основание + кислота = соль + вода
кислота + Р. основание = соль + вода
В) формула летучего водородного соединения (для неметаллов, элемент проявляет низшую степень окисления).
-75%
Читайте также: