Урок №51. Генетическая связь между основными классами неорганических соединений
Генетические связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.
Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.
Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:
1 . Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
металл→основный оксид→щёлочь→соль
Например, K→K 2 O→KOH→KCl
2 . Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:
металл→основный оксид→соль→нерастворимое основание→основный оксид→металл
Например, Cu→CuO→CuCl 2 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu
Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
1 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде:
неметалл→кислотный оксид→растворимая кислота→соль
Например, P→P 2 O 5 →H 3 PO 4 →Na 3 PO 4
2 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота:
неметалл→кислотный оксид→соль→кислота→кислотный оксид→неметалл
Например, Si→SiO 2 →Na 2 SiO 3 →H 2 SiO 3 →SiO 2 →Si
Генетическая связь между классами неорганических веществ
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 511.
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 511.
Родство и взаимосвязь химических превращений подтверждается генетической связью между классами неорганических веществ. Одно простое вещество в зависимости от класса и химических свойств образует цепочку превращений сложных веществ – генетический ряд.
Неорганические вещества
Соединения, не имеющие углеродного скелета, характерного для органических веществ, называются неорганическими или минеральными веществами. Все минеральные соединения классифицируются на две обширные группы:
- простые, состоящие из атомов одного элемента;
- сложные, включающие атомы двух и более элементов.
Рис. 1. Общая классификация веществ.
К простым соединениям относятся:
- металлы (K, Mg, Ca);
- неметаллы (O2, S, P);
- инертные газы (Kr, Xe, Rn).
Сложные вещества имеют более разветвлённую классификацию, приведённую в таблице.
Класс
Подкласс
Примеры
Амфотерные металлы образуют соответствующие оксиды и гидроксиды. Амфотерные соединения проявляют свойства кислот и оснований.
Генетические ряды
Простые вещества – металлы и неметаллы – образуют цепочки превращений, отражающие генетическую связь неорганических веществ. Посредством химических реакций присоединения, замещения и разложения образуются новые более простые или сложные соединения.
Каждое звено цепочки связано с предыдущим наличием простого вещества. Различие между двумя типами генетических рядов заключается в реакции с водой: металлы образуют растворимые и нерастворимые основания, неметаллы – кислоты.
Основные цепочки превращений описаны в таблице.
Вещество
Генетический ряд
Примеры
Активный металл → основный оксид → щёлочь → соль
Малоактивный металл → основный оксид → соль → нерастворимое основание → основный оксид → металл
→ кислотный оксид → растворимая (сильная) кислота → соль
→ кислотный оксид → соль → нерастворимая (слабая) кислота → кислотный оксид → неметалл
– SiO2 + 2Zn → 2ZnO + Si
С помощью цепочки превращения можно получить средние (нормальные) или кислые соли. Комплексные соли могут включать несколько атомов металлов и неметаллов.
Что мы узнали?
Генетическая связь показывает взаимосвязь между классами неорганических веществ. Она характеризуется генетическим рядом – чередой превращений простых веществ. К простым веществам относятся металлы и неметаллы. Металлы образуют растворимые и нерастворимые основания в зависимости от активности. Неметаллы превращаются в сильные или слабые кислоты. Новые сложные вещества ряда образуются реакциями присоединения, замещения и разложения.
Генетическая связь неорганических веществ
Разделы: Химия
- Сформировать понятие о генетической связи и генетическом ряде.
- Рассмотреть генетические ряды металлов и неметаллов.
- Выяснить генетическую связь между классами неорганических соединений.
- Продолжить формировать умения пользоваться таблицей растворимости и периодической системой Д.И.Меделеева для прогнозирования возможных химических реакций, а также применять полученные знания по темам свойства классов веществ.
- Повторить основные классы неорганических соединений и их классификацию.
- Развивать познавательный интерес к предмету, умение быстро и четко отвечать на вопросы.
- Продолжать формировать умения логически мыслить, работать с учебником, работать с полученной информацией.
- Закрепить и систематизировать знания по данной теме.
Оборудование: Периодическая система Д.И. Менделеева, кодоскоп, таблица “Кислоты”, схема “Генетическая связь”, карточки для игры “Конвейер”, “Творческое задание”.
Реактивы: В штативах 3 пробирки с растворами HCI, NaCI, NaOH, универсальная индикаторная бумажка. На столе учителя: Na, H2O кристаллизаторе, фенолфталеин, H2SO4.
Класс разбит на 4 микрогруппы: “Оксиды”, “Кислоты”, “Соли”, “Основания”.
I. Организационный момент.
1. Дисциплина.
2. Готовность класса к уроку.
3. Постановка цели урока, мотивация.
II. Основная часть.
1. Целевая установка урока
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там в космических глубинах.
Все – от песчинок малых – до планет
Из элементов состоит единых.
Как формула, как график трудовой,
Строй менделеевской системы строгой,
Вокруг тебя творится мир живой,
Входи в него руками трогай.
Сегодня мы собрались здесь, чтобы подвергнуть испытанию лучших восьмиклассников нашей школы и ответить на вопрос: “Достойны ли они, стать гражданами великой химической страны?” Страна эта древняя и волшебная, хранящая множество загадок. Отгадать многие из них еще не удавалось ни одному человеку. Лишь самым, умным, смелым и настойчивым эта страна приоткрывает свои тайны. Итак, начнем!
Итак, изучив тему “Важнейшие классы неорганических соединений” вы получили представление о том, что неорганические соединения многообразны и взаимосвязаны. На уроке мы с вами рассмотрим небольшие фрагменты взаимопревращений веществ, вспомним классификацию неорганических веществ, поговорим о единстве и многообразии химических веществ.
Задача нашего урока – обобщить сведения о веществах, об отдельных классах неорганических соединений и их классификации в целом, закрепить знания о генетических рядах, генетической связи, взаимодействии вещества разных классов, научиться умению применять знания на практике.
Запишите в тетрадях тему нашего урока “Генетическая связь между неорганическими соединениями”.
Но, сначала скажите о каких веществах идет речь (название, формула)?
- На суку сидит сова,
Выдыхает _____________________________ - Сапоги мои того,
Пропускают ___________________________ - Его все знают,
В магазине покупают,
Без него не сваришь ужин —
В малых дозах в блюдах нужен ___________ - Флакон с веществом, обычно имеется в каждой квартире,
С рожденья ребенок любой с ним знаком,
Едва лишь покинет он с мамой роддом,
Ею искупают в ванночке с _________ - Что за чудо посмотри,
По доске он проезжает,
За собой след оставляет. ____________________ - Если нет у вас для теста разрыхлителя
вы вместо него.
Положите в пироги. ________________________
Переведите с химического языка на
- Не все то аурум, что блестит.
_____________________________________________________________ - Куй феррум, пока горячо.
_____________________________________________________________ - Слово – аргентум, а молчание – аурум.
_____________________________________________________________ - 5.Купрумного гроша не стоит.
_____________________________________________________________ - Стойкий станумный солдатик.
_____________________________________________________________ - С тех пор много Н2О утекло.
_____________________________________________________________
Все эти вещества относятся, к какому то классу неорганических веществ. Ответьте на вопрос:
– Как распределяются по классам на основе состава и свойств неорганические вещества?
– Назовите известные вам классы неорганических соединений
– Дайте определения.
Ученики дают определения веществам.
– Классификация данных классов веществ.
Ученики дают ответы.
Из предложенного перечня неорганических соединений выберите формулы:
1 группа – оксиды,
2 группа – кислоты,
3 группа – соли.
4 группа – основания.
Назовите эти вещества.
Ученики выполняют задание в тетрадях по микрогруппам.
А теперь поиграем с вами в игру “крестики – нолики”.
Распределите вещества, формулы которых приведены в таблице по классам. Из букв, соответствующим правильным ответам, получите фамилию великого русского ученого
Формулы | Оксиды | Кислоты | Основания | Соли |
K2O | М | А | Ш | А |
H2CO3 | П | Е | Т | Р |
P2O5 | Н | И | М | А |
CuSO4 | П | О | С | Д |
Ca(OH)2 | Л | И | Е | С |
Fe(NO3)3 | А | Н | У | Л |
SO2 | Е | Л | З | А |
H3PO4 | Н | Е | Л | С |
Na3PO4 | Ч | У | М | В |
Могут ли разные классы неорганических соединений взаимодействовать друг с другом?
Выделить признаки генетического ряда:
Ca Ca(OH)2 CaCO3 CaO CaSO4 CaCl2 Ca ?
- вещества разных классов;
- разные вещества образованы одним химическим элементом;
- разные вещества одного химического элемента связаны взаимопревращениями.
Между классами существует важная связь, которую называют генетической («генезиз» по-гречески обозначает «происхождение»). Эта связь заключается в том, что из веществ одного класса можно получить вещества других классов.
Генетическим называют ряд веществ – представителей разных классов неорганических соединений, являющихся соединениями одного и того же химического элемента, связанного взаимопревращениями и отражающего общность происхождения этих веществ.
Генетический ряд отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которых положен один и тот же химический элемент.
Генетическая связь – связь между веществами разных классов, образованных одним химическим элементом, связанных взаимопревращениями и отражающая единство их происхождения.
Существует два основных пути генетических связей между веществами: один из них начинается металлами, другой – неметаллами.
Среди металлов также можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щелочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
2. Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:
металл—основный оксид—соль—нерастворимое основание—основный оксид—металл.
Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота.
Цепочку превращений можно представить в следующем виде:
неметалл—кислотный оксид—растворимая кислота—соль.
Например:
P—P2O5—H3PO4—Na3PO4.
2. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота:
неметалл—кислотный оксид—соль—кислота—кислотный оксид–неметалл
Осуществить превращения по микрогруппам.
Физкультминутка “Рыжий кот”.
Однажды Юх проводил эксперименты по измерению электропроводности растворов разных солей. На его лабораторном столе стояли химические стаканы с растворами KCl, BaCl2, K2CO3, Na2SO4 и AgNO3. На каждом стакане была аккуратно приклеена этикетка. В лаборатории жил попугай, клетка которого запиралась не очень хорошо. Когда Юх, поглощенный экспериментом, оглянулся на подозрительный шорох, он с ужасом обнаружил, что попугай, грубо нарушая правила техники безопасности, пытается пить из стакана с раствором BaCl2. Зная, что все растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты, Юх быстро схватил со стола стакан с другой этикеткой и насильно влил раствор в клюв попугаю. Попугай был спасен. Стакан с каким раствором был использован для спасения попугая?
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 (осадок) + 2NaCl (сульфат бария настолько малорастворим, что не способен быть ядовитым, как некоторые другие соли бария).
Демонстрационный эксперимент. Учитель показывает в пробирках образцы:
1 – кусочек кальция, 2 – негашеная известь, 3 – гашеная известь, 4 – гипс задает вопрос:
“Что общего между этими образцами?” и записывает цепочку из формул представленных образцов.
Ca CaO Ca(OH)2 CaSO4
Хорошо, ребята! Подумайте, как с помощью химических реакций можно перейти от простого вещества к сложному, от одного класса соединений к другим. Давайте проведем эксперимент, доказывающий присутствие атомов меди в разных ее соединениях. По ходу эксперимента запишите цепочку превращений. Назовите типы химических реакций.
Работа выполняется по инструктивной карте.
Соблюдайте правила техники безопасности!
Лабораторная работа: “Практическое осуществление цепочки химических превращений”.
Проверьте наличие оборудования и реактивов на рабочих местах.
Оборудование: штатив для пробирок, спиртовка, спички, зажим для пробирок, тигельные щипцы.
Реактивы и материалы: раствор соляной кислоты (1:2), медная проволока, железный гвоздь или скрепка, нитки.
Проведите реакции, в которых осуществляются химические превращения.
Медная проволока оксид меди(II) хлорид меди(II) медь
Прокаливайте медную проволоку, удерживая ее тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки (1–2мин). Что наблюдаете?
Аккуратно удалите черный налет с проволоки и поместите его в пробирку. Отметьте цвет вещества.
Прилейте в пробирку в пробирку 1 мл раствора соляной кислоты (1:2). Для ускорения реакции слегка нагрейте ее содержимое. Что наблюдаете?
Осторожно (почему?) погрузите в пробирку с раствором железный гвоздь (скрепку).
Через 2–3 мин извлеките гвоздь из раствора и опишите произошедшие с ним изменения.
Образованием какого вещества они вызваны?
Опишите и сравните цвет образовавшегося и исходного растворов.
Приведите рабочее место в порядок.
Внимание! Раствор с оксидом меди нагревать очень осторожно, держа пробирку высоко над пламенем спиртовки.
Учитель. Понятия “оксид”, “кислота”, “основание”, “соль” образуют систему, находящуюся в тесной взаимосвязи, она раскрывается при получении веществ одного класса из веществ другого класса. Она проявляется в процессе взаимодействия веществ и активно используется в практической деятельности человека. Как вы думаете, ребята, достигли мы цели, которую ставили в начале урока?
Сейчас мы это проверим.
IV. Закрепление знаний.
Назовите признаки, которые характеризуют генетический ряд.
Даны цепочки превращений:
a) Br2 HBr NaBr NaNO3
б) Fe FeCl2 Fe(OH)2 FeO Fe
в) CaCO3 CaO CaC2 C2H2
г) Si SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
1-й уровень. Найдите и выпишите генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда.
2-й уровень. Найдите и выпишите генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда. Реакции ионного обмена запишите в молекулярной и ионной форме.
V. Домашнее задание.
VI. Подведение итогов урока, оценивание, рефлексия.
Учитель. Ребята, пришло время подводить итоги. Чему вы сегодня научились, что узнали нового, что вы делали на уроке?
http://obrazovaka.ru/himiya/geneticheskaya-svyaz-mezhdu-klassami-neorganicheskih-veschestv.html
http://urok.1sept.ru/articles/619104