Учитель химии

- расширить знания учащихся по теме «Неметаллы»: дать сравнительную характеристику строения атома, химической активности, свойств, биологического значения и применения галогенов; учить школьников применять полученные знания и умения на практике;

- воспитывать самостоятельность, творческое отношение к учебе, интерес к предмету, прививать потребность в здоровом образе жизни, экологической культуре, воспитывать у учащихся уверенность в себе;

- развивать мышление, стимулировать творческую активность, развивать умение работать с дополнительной литературой, компьютером, способствовать в приобретении навыков ориентации в изобилии информации, экспериментальных исследований.

Девиз: « Незнающие пусть научатся,

А знающие вспомнят еще раз.»

1. 
   Организационный момент.
   
2. 
   Актуализация знаний. Разминка (проводит ученик):
   

1. 
   Какова формула соляной кислоты?
   
2. 
   Что является качественным реактивом на хлорид-ион?
   
3. 
   Что такое окислитель?
   
4. 
   Какие степени окисления проявляет хлор?
   
5. 
   Какие продукты образуются при взаимодействии магния с соляной кислотой?
   
6. 
   Какая соль железа образуется при взаимодействии хлора с железом?
   

3. 
   Вступительное слово учителя. На сегодняшнем уроке мы завершим изучение темы «Галогены». Сегодня нам предстоит дать сравнительную характеристику этих элементов. Задача нашего урока – составить полное представление об элементах 7 группы на основе знаний о строении атома, химических свойствах. Также мы познакомимся с применением галогенов, их биологическим значением. Тип урока – урок- презентация.
   

Во время урока вы зафиксируете полученные сведения в таблице.

№1

1. С какими из веществ реагирует соляная кислота? BaO, Cu, RbOH, Mg, H₂SO₄, CaCO₃ , NaCl. Напишите уравнения возможных реакций.

№2

1. Допишите уравнения реакций:

2.Составьте формулы: хлорида магния, хлорида железа (III), соляной кислоты, водорода, хлора.

1. 
   Положение галогенов в ПСХЭ, строение атома. Физические свойства. Распространение в природе.
   
2. 
   Открытие галогенов.
   
3. 
   Химические свойства галогенов.
   
4. 
   Применение галогенов.
   
5. 
   Медико-биологическое и экологическое значение галогенов и их соединений
   

Элементы главной подгруппы VII группы – типичные неметаллы. Это и понятно, ведь их атомы содержат на внешнем энергетическом уровне семь электронов, и им не достает лишь одного электрона, чтобы завершить его. Атомы галогенов при взаимодействии с металлами принимают электрон от атомов металлов. При этом возникает ионная связь и образуются соли. Отсюда и происходит общее название подгруппы «галогены», т. е «рождающие соли».

Галогены – очень сильные окислители. Фтор в химических реакциях проявляет только окислительные свойства, и для него характерна только степень окисления -1 в соединениях. Остальные галогены могут проявлять и восстановительные свойства при взаимодействии с более электроотрицательными элементами - фтором кислородом, азотом. Восстановительные свойства галогенов усиливаются от хлора к иоду, что связано с увеличением радиусов их атомов: атомный радиус хлора примерно в полтора раза меньше, чем атомный радиус иода.

2.Открытие галогенов.

Фтор в свободном виде получил впервые в 1886 г. французский химик Анри Муассан, который был удостоен за это Нобелевской премии. Свое название элемент получил от греческого фторос – «разрушающий».

Хлор открыт шведским химиком К. Шееле в 1774 г. Элемент получил название за свой цвет (греч. хлорос – желто – зеленый ). В жидком состоянии его впервые получил Майкл Фарадей.

Бром открыт 1826 г. французским химиком А. Баларом. Элемент назван так за свой запах ( греч. бромос – «зловонный»). Кроме того А. Балар назвал данный элемент мурид.

Иод получен в 1811 г. французским ученым Б. Куртуа, а название получил за цвет своих паров (греч. иодэс – фиолетовый). Академик А. Е. Ферсман назвал его «вездесущий».

3. Химические свойства галогенов.

Химическая активность галогенов, как неметаллов, от фтора к иоду ослабевает. Каждый галоген является самым сильным окислителем в своем периоде. Окислительные свойства галогенов отчетливо появляются при их взаимодействии с металлами. При этом, как вы уже знаете, образуются соли.

Так, фтор уже при обычных условиях реагирует с большинством металлов, а при нагревании – и с золотом, серебром, платиной, известными своей химической пассивностью. Алюминий и цинк в атмосфере фтора воспламеняются.

Zn + F₂ = ZnF₂

Остальные галогены реагируют с металлами в основном при нагревании. Если в тугоплавкой трубке нагревать кусочек натрия в атмосфере хлора, то трубка изнутри покроется белым налетом. Это образуются кристаллы поваренной соли NaCI – хлорида натрия.

2Na + CI₂ = 2NaCI

В колбе, наполненной хлором, красиво вспыхивают и сгорают кристаллики измельченной сурьмы, образуя при этом смесь двух хлоридов сурьмы (III) и (II):

2Sb + 3CI₂ = 2SbCI₃

В парах брома сгорает раскаленная медная проволока:

Cu + Br₂ = CuBr₂

Иод окисляет металлы медленнее, но в присутствии воды, которая является катализатором, реакция иода с порошком алюминия протекает очень бурно:

2AI + 3 I₂ = 2 AI I₃

б) отношение галогенов к водороду.

С водородом соединяются все галогены, но при разных условиях.

H₂ + F₂ = 2HF реакция идет даже в темноте со взрывом.

H₂ + CI₂ = 2 HCI реакция идет при горении спокойно, смесь на свету реагирует со взрывом.

H₂ + Br₂ = 2HBr реакция идет при горении водорода в парах брома при нагревании.

H₂ + I₂↔ 2HI реакция обратимая, идет при нагревании иода и горении в его парах водорода.

Фтор с водой реагирует так энергично, что происходит возгорание. Вода горит во фторе!

2F₂ + 2Н₂О → 4HF + О

Хлор растворим в воде, при этом образуется хлорная вода, которая обладает отбеливающим и обеззараживающими свойствами.

CI₂ +H₂O = 2HCI + O (атомарный кислород- сильный окислитель). Здесь кислород выступает в непривычной для себя роли восстановителя.

Об уменьшении окислительных и увеличении восстановительных свойств галогенов от фтора к иоду можно судить и по их способности вытеснять друг друга из растворов солей. Так, хлор вытесняет бром и иод из растворов их солей, например:

CI₂ + 2 KI = 2 KCI + I ₂

(демонстрация опыта). (Для фтора эта реакция не характерна, так как она протекает в растворе, а фтор взаимодействует с водой). Если к хлориду калия прилить р-р иода, то мы не заметим никаких признаков реакции. (демонстрация опыта)

Качественным реактивом на все галогенид-ионы является ион серебра. При этом выпадает творожистый осадок, интенсивность цвета которого усиливается сверху вниз.

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃ белый осадок

NaBr + AgNO₃ → Ag Br↓ + NaNO₃ желтоватый осадок

KI + AgNO₃ → AgI↓ + KNO₃ желтый осадок

Иод способен возгоняться. Возгонка – это превращение твердого вещества при нагревании в газообразное, минуя жидкое. Этим свойством иода пользуются при его очистке (демонстрация). (качественная реакция на иод – крахмал – синее окрашивание)

Гимнастика для глаз. Ребята, какие степени окислениия принимают галогены в соединениях? (-1, 0, +1, +3, +4, +5, +6, +7.) Нарисуйте эти числа глазами в воздухе.

4. Применение галогенов и их соединений.

Галогены и их соединения широко применяют в промышленности и сельском хозяйстве.

Фтор используют в производстве химически стойких пластмасс – фторопластов. Тефлон (- CF₂ – CF₂ -) используется как химически стойкий материал при строительстве космических кораблей, и для производства кухонной посуды. Но фтор, входящий в состав тефлона может негативно сказаться на деятельности щитовидной железы, поэтому в последнее время сковороды с керамическим покрытием вытесняют тефлоновые. Фторкаучук применяется для производства износостойких автомобильных шин. Из фторполимеров делают протезы кровеносных сосудов. В пищевой промышленности фреон (CF₄, CCI₂F₂) используют для производства воздушного фруктового мороженого. Фреон также является хладагентом для холодильных установок и веществом-распылителем в аэрозольных упаковках: дезодорантов, освежителей воздуха и т.д. По мнению ученых, применение фреонов губительно действует на озоновый слой. Хлор используют как отбеливающее средство в производстве бумаги и тканей, а также для обеззараживания сточных вод. Много хлора расходуется для получения соляной кислоты в промышленности. Гексахлоран используют как инсектицид. Хлоропреновый каучук устойчив к едким веществам. Полихлорвинил –заменитель кожи – идет на производство обуви и одежды. Хлорат калия необходим в пиротехнике. Соляную кислоту применяют для очистки поверхности металлов при проведении сварочных работ. Всем известно применение поваренной соли – хлорида натрия NaCI. Но ее используют не только в пищу, а как сырье для получения Na, хлора, щелочи. Бром используют в производстве красителей. Бромиды натрия и калия успокаивающе действуют на нервную систему, поэтому их применяют в психиатрии для лечения бессоницы, эпилепсии, неврастении, коклюша. Бромид серебра применяется для приготовления фоточувствительных эмульсий. Иод применяется в медицине в виде 10-%-ного раствора в спирте. Пары иода добавляют в лампы накаливания, что увеличивает яркость света и срок службы «галогенок».

5. Биологические свойства галогенов.

Все галогены – токсичные вещества. Но между тем это – элементы, важные для жизни и здоровья человека.

Фтор входит в состав волос, ногтей, костей, зубной эмали, придавая ей прочность. Одна из зубных паст названа «Фтородент». Препаратами, содержащими химический элемент фтор, защищают зубную эмаль от кариеса. Фтор попадает в организм с водой. Повышенное содержание фтора приводит к флюорозу, который проявляется в образовании коричневых пятен на зубах , а в дальнейшем в их разрушении.

Жидкий хлор вызывает серьезные ожоги кожи. Газообразный хлор оказывает сильное раздражающее действие, особенно на глаза и дыхательную систему. Он реагирует с водой, содержащейся в глазах, легких и слизистых оболочках органов дыхания, образуя соляную кислоту и хлорноватистую кислоту. Симптомами отравления хлором являются жжение глаз и органов дыхания, непрекращающийся кашель и, в тяжелых случаях, кровяная мокрота. В легких, отравленных хлором, может развиваться бронхиальная пневмония. В состав желудочного сока входят хлорид-ионы в виде соляной кислоты, которая уничтожает микробы, попавшие в организм с пищей.

Некоторые растения накапливают бром, иод. Это бобовые (горох, фасоль), а также морские водоросли. Бром и иод есть в теле рыб и других морских животных. Атомы брома есть в мозге человека. При переутомлении, бессоннице врачи назначают лекарства, содержащие атомы брома, например бромид натрия( NaBr) понижающий возбуждение нервной системы.

Химический элемент иод играет важную роль в обмене веществ в организме. Иод накапливается в щитовидной железе. При ее заболевании назначают иодосодержащие препараты. Если деятельность щитовидной железы приостановится в детстве, то может развиться кретинизм. Нарушение функции щитовидной железы приводит к базедовой болезни. Морская капуста, креветки – продукты, поставляющие иод в организм человека.

Большинство ученых считают причиной образования озоновых дыр фреоны, или фторхлоруглеводороды. Широкое использовании е их в холодильных установках, для тушения пожаров, в качестве растворителей и в аэрозолях привело к тому, что миллионы тонн этих веществ поступает в нижние слои атмосферы в виде бесцветных газов. Под действием УФ-излучения фреоны распадаются на ряд соединений, из которыхоксид хлора (I) наиболее интенсивно разрушает озон.

Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также страдают растения и животные.

Применение пестицидов и инсектицидов, содержащих хлор, может привести к гибели полезных насекомых и мелких животных, загрязнению водоемов и гибели рыб.

При вдыхании пары хлора вызывают ожог слизистых дыхательных путей, кашель, удушье, боли в груди и в глазах, слезотечение, отёк легких, ослабление сердца. При приеме внутрь- рвота боли в желудке, мокрота, спазм голосовой щели. Первая помощь: вдыхание кислорода, вдыхать тёплые водяные пары с нашатырьным спиртом. Полный покой, постельный режим. При попадании в глаз – промывание 2% раствором соды и обратится к врачу.

При вдыхании паров брома: насморк, кашель, удушье, явление бронхита и бронхопневмонии, слезотечение, конъюнктивит. Слизистая рта и языка имеет коричневый цвет. При внутреннем приеме: боли в животе, рвота и понос. Первая помощь: вдыхать водяные пары с небольшой примесью нашатырного спирта. Ингаляции с содовым раствором.

Симптомы острого отравлении иодом: бурое окрашивание языка и слизистой оболочки рта, рвота бурыми и синими массами, понос, головная боль, насморк, кожная сыпь. В тяжелых случаях судороги, коматозное состояние. Помощь при отравлениях: промывание желудка 0,5% раствором тиосульфата натрия. Внутрь 20-30г активированного угля в водной взвеси. Промывать, прополоскать, нос, рот, глотку 2% раствором соды.

4. 
   Закрепление.
   

Рассчитайте концентрацию хлора в воздухе (мг/м³), выделившегося при взаимодействии 0,3 г MnO₂ c раствором, содержащим 0,73 г соляной кислоты.

Дано: Решение

m (MnO₂)= 0,3г MnO₂ + 4 HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2 Н₂О

m(HCl)=0,73г υ (MnO₂)= 0,3г/87г/моль = 0,00034 моль

υ (HCl) = 0,73г/36,5г/моль = 0,02 моль

m(Cl₂) -? υ (MnO₂) : υ (HCl) = 1:4 HCl в избытке, расчет ведем от

М (MnO₂)= 87г/моль (MnO₂)

М (HCl) = 36,5 г/моль υ (Cl₂) = υ (MnO₂) = 0,00034 моль

М(Cl₂) = 71г/моль m(Cl₂) = 0,00034 моль ×71г/моль = 0,024г

V (класса)= 10× 6× 3 =180 м³

0,024г /180 м³ = 0,00013 г/ м³ = 0,13мг/ м³

Сравните с ПДК хлора в воздухе и сделайте вывод.

1. 
   Каким дезодорантом советуют пользоваться экологи?
   

б) шариковым.

2. Какой элемент назван «зловонным»?

3. Кто открыл иод?

4.Что общего в строении атомов галогенов?

5. Как изменяются окислительные свойства галогенов в группе сверху вниз?

6. Что является качественным реактивом на галогенид-ион?

7. К какому заболеванию приводит нехватка фтора в организме?

8. Какое соединение вызывает образование озоновых дыр?

9. Какие продукты являются поставщиком иода в организм?

Инструктивная карта №1

Положение галогенов в ПСХЭ, строение атома. Распространение в природе. Физические свойства.

Цель: дать сравнительную характеристику галогенов, изучить строение атомов, распространение в природе, познакомиться с физическими свойствами.

6. 
   Где в ПСХЭ расположены галогены?
   
7. 
   Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне? Как это отражается на свойствах галогенов?
   
8. 
   Как изменяются свойства элементов сверху вниз в группе?
   
9. 
   Какими свойствами обладают соединения галогенов?
   
10. 
    В каком виде (свободном или связанном) встречаются галогены в природе?
    
11. 
    Назовите важнейшие природные соединения хлора и фтора.
    
12. 
    Где в природе встречается бром и иод?
    
13. 
    Каковы физические свойства галогенов? Агрегатное состояние, цвет, запах.
    

Инструктивная карта №2

1. 
   Открытие фтора
   
2. 
   Открытие хлора
   
3. 
   Открытие брома.
   
4. 
   Открытие иода.
   

1.Фторирование воды – как профилактика кариеса.

2. Использование фторопластов. (изоляция кабелей, смазочные материалы для машин, протезы кровеносных сосудов, фторкаучук).

3. Фреоны (холодильные установки, аэрозольные баллончики, воздушное мороженое).

4. Хлорирование воды.

5. Использование инсектицидов и пестицидов в сельском хозяйстве.

6. Бром в фотографии.

7. Препараты брома в психиатрии.

8. Иод для медицины.

9. Галогеновые лампы – новинка XXI века.

Инструктивная карта №3

Химические свойства галогенов.

Цель: изучить химические свойства.

1. 
   Как галогены взаимодействуют с водородом?
   
2. 
   Как они реагируют с металлами? Напишите уравнение реакции взаимодействия Zn c фтором и Mg с иодом.
   
3. 
   Как галогены реагируют со сложными веществами? Напишите уравнение реакции фтора с водой.
   

4. 
   Напишите уравнение реакции взаимодействия KI с хлором.
   
5. 
   Что является качественным реактивом на галогенид-ион?
   

6. 
   Запишите уравнения реакции NaCl, NaBr, KI с нитратом серебра. Прокомментируйте наблюдения.
   

Инструктивная карта №4

1. 
   Какое значение в организме человека имеет фтор, что происходит при его недостатке?
   
2. 
   Фториды и экологическая обстановка. В чем угроза?
   
3. 
   Для чего организму нужен хлор, иод?
   
4. 
   В каких продуктах содержатся галогены?
   
5. 
   Разработайте рекомендации по правильному питанию и здоровому образу жизни.