Тема. Періодичний закон
Д.І.Менделєєва.
Поняття про періоди та групи.
Мета: сформувати знання про структуру періодичної системи,
малі та великі періоди, групи елементів і їх поділ на головні та побічні
підгрупи; звернути увагу на зміну металічних і неметалічних властивостей
елементів у головних підгрупах і винятки, що трапляються в елементів побічних
підгруп;
розвивати вміння
здобувати інформацію з комп’ютерних програмних засобів навчального призначення;
виховувати естетичне сприйняття періодичного закону.
Обладнання: періодична система хімічних елементів
Д.І.Менделєєва; комп’ютерний засіб « Таблиця Менделєєва» Київ,2004.
Базові поняття: періодичний закон Д.І.Менделєєва,
порядковий номер елемента, період, група.
Форми навчання: бесіда, робота в групах, рольова гра,
самостійна робота.
Тип уроку: узагальнення й систематизація знань.
Хід
уроку
I .Організаційний момент.
II. Актуалізація опорних знань.
Бесіда
-
Поясніть, чому виникла необхідність у
класифікації хімічних елементів?
Учень1 . Я,Антоні
Лавуазьє помітив , що по мірі накопичення відомостей про хімічні елементи
виникла необхідність у їх систематизації. Я поділив прості речовини на метали й
неметали. І хоча така класифікація була надто загальною і недосконалою, поділ
простих речовин, а також хімічних елементів на дві групи відіграв важливу роль
у розвитку хімії.
-
Які природні родини хімічних елементів
вам відомі?
Учень: Серед металів і неметалів трапляються дуже схожі
речовини. Тому їх об’єднали в окремі групи і дали назви:
1.
Лужні метали;
2.
Галогени;
3.
Інертні (благородні) гази.
Елементи, від яких походять назви речовин, мають
аналогічні загальні назви: лужні елементи, галогени, інертні елементи.
Вчитель.
Які вчені намагалися систематизувати хімічні елементи?
Учень 2. Я, Йоганн Деберейнер – перший вчений
, якому вдалося встановити деякі закономірності у властивостях хімічних
елементів і їх сполук, у 1819р. ,проаналізувавши
відомі на той час хімічні елементи на підставі їхніх властивостей і характерних
ознак. Я запропонував виділяти тріади елементів зі схожими
властивостями:
Li Na K CL Br I Ca Sr Ba Fe Co Ni S Se Te
Розмістивши елементи в тріадах за збільшенням відносних
мас, помітив закономірність: відносна атомна маса середнього елемента приблизно
дорівнює середньому арифметичному мас першого і третього. Крім того,властивості
простих речовин та сполук цього елемента виявилися «проміжними» порівняно із
властивостями простих речовин і сполук двох сусідніх елементів.
Пізніше було встановлено, що характер класифікації
елементів значно складніший, але мій
закон тріад підготував грунт для систематизації елементів.
Учень 3. Я, Джон Ньюлендс - англійський вчений, який у 1865 р. розмістив
відомі на той час хімічні елементи в ряд за зростанням відносних атомних мас і
помітив, що в цьому ряді періодично спостерігається поява хімічно подібних
елементів. Пронумерувавши їх і зіставивши властивості, я зробив висновок, що кожен
восьмий елемент є подібним за властивостями до першого, так само, як у музиці
восьма нота в октаві подібна до першої. Своє відкриття я назвав « законом
октав»: номери подібних елементів відрізняються на сім або на число, кратне сім.
Позитивним у моєму законі є припущення про періодичність
змін елементів, уведення порядкового номера елемента. Проте я не зміг виявити
фізичний зміст закону октав.
Учень 4. Я, Лотар Мейєр – німецький
хімік, який у 1864р. здійснив більш вдалу спробу класифікації хімічних елементів,
запропонувавши таблицю, у якій розмістив елементи за збільшенням відносних атомних мас і відповідно до їх валентності.
Значення деяких
атомних мас і валентності були для деяких елементів помилковими або невідомими,
тому я включив усього 43 із 63 відомих на той час.
Вчитель. Розглянуті спроби вчених об’єднати хімічні елементи
стали підгрунтям для їх загальної класифікації, що і зробив російський вчений
Д.І.Менделєєв. Яку спробу ви вважаєте найбільш вдалою?
Учень 5. Я , Дмитро Менделєєв – 1 березня 1869р. завершив свою роботу над
таблицею « Дослідження системи елементів, заснованої на їхній атомній вазі та
хімічній подібності», сформулював у 1871р. періодичний закон: « Фізичні
й хімічні властивості елементів , які виявляються у властивостях простих і
складних тіл, перебувають в періодичній залежності від їх атомних ваг »; складаючи
періодичну систему, я зробив припущення про
необхідність виправлення атомних мас чи валентності елементів(
наприклад: Be – вважався не двохвалентним, а трьохвалентним
елементом). А також я залишив вільні клітинки для невідомих на той час елементів,
що були відкриті пізніше :Галій(Ga), Скандій (Sc),Германій (Ge).
Вчитель. Знання й усвідомлення періодичного закону допоможе
вам зрозуміти дуже багато фактів і полегшить вивчення хімії як науки , навчить
користуватися періодичною системою хімічних елементів як джерелом інформації
про хімічні елементи та їх сполуки.
IIІ. Вивчення нового матеріалу.
Д.І. Менделєєв за
основу систематизації хімічних елементів обрав відносну атомну масу, вважаючи,
що вона є головною характеристикою хімічного елемента і не змінюється при
утворенні елементом простої чи складної речовин. Розмістивши символи всіх
відомих на той час елементів( 63 елементи) у порядку зростання їх
відносних атомних мас, він помітив, що
елементи з подібними властивостями не з’являються безпосередньо один за одним, а періодично
( регулярно) повторюються.
Повідомлення
учня
Складаючи періодичну систему, Д. І. Менделєєв зробив
багато припущень про значення валентності та відносних атомних мас майже у 20
елементів ( наприклад , Берилій вважав не двохвалентним, а трьохвалентним), а
його відносну атомну масу такою, що дорівнює 13,5. Однак за сукупністю властивостей
вчений відніс Берилій до двохвалентних елементів і розмістив його в періодичній
системі між Літієм із відносною атомною масою7 і Бором із відносною атомною масою 11, зробивши
висновок, що відносна атомна маса Берилію повинна дорівнювати приблизно 9.
Пізніше експериментальні дослідження
довели справедливість припущень Д.І.Менделєєва.
Будуючи періодичну систему , Д.І. Менделєєв залишив
багато клітинок вільними. Серед 63 відомих тоді елементів ще не було таких, які за величиною відносних
атомних мас і сукупністю властивостей могли б зайняти ці місця. Таким чином він
довів, що повинні існувати елементи, котрі в той час були ще невідомі. Учений
дійшов висновку, що їхні властивості мають бути проміжними між властивостями
сусідніх елементів. які розміщуються зліва і справа в тому самому періоді, і сусідніх
елементів, які стоять вище і нижче в тій
самій підгрупі. Це такі елементи, як Галій, Германій і Скандій. Д.І. Менделєєв
назвав їх відповідно екаалюмінієм, екасиліцієм і екабором ( ека – «один» на мові
санскриту). Тріумфом періодичного закону було відкриття у 1875р. французьким
вченим Л. де Буабодраном нового елемента, названого на честь стародавньої назви
Франції. Властивості Галію, визнані експериментально, повністю збіглися з
властивостями екаалюмінію, передбаченими Д.І.Менделєєвим.
Вчитель.
Основні
складові періодичної системи - період і
група.
Учень 6.
Я – період , горизонтальний ряд хімічних елементів,
розміщених у порядку зростання їхніх
відносних атомних мас, що починається лужним металом і закінчується інертним
газом. Всіх періодів сім, перші три –
малі періоди (перший - два елементи, тому він є нетиповим, другий і третій – по
вісім елементів). Інші періоди великі.
Учень 7 .
Я – група, вертикальний ряд елементів, які подібні за
властивостями . Кожна з восьми груп розділена на дві групи: головну і побічну.
Вчитель. Головні
закономірності періодичної системи
У групах :
зі зростанням атомних мас елементів металічні властивості
посилюються, неметалічні – послаблюються;
· вища
валентність хімічних елементів у оксидах дорівнює номеру групи; ( винятки – Сu,
двовалентний у CuO, F утворює лише OF2, інертні гази оксидів не
утворюють).
Валентність
неметалів у летких сполуках із Гідрогеном є різницею між числом 8 і номером
групи елемента.
У періодах:
зі зростанням відносних атомних мас (
зліва направо) послаблюються металічні
та посилюються неметалічні властивості;
у парних рядах великих періодів ( всі
елементи є металами побічних підгруп) металічні властивості повільно
послаблюються , неметалічні – посилюються.
Подібність властивостей елементів
по групах пояснюється подібністю будови їх зовнішнього шару енергетичного
рівня, який і визначає хімічні властивості елемента.
Періодичне повторення
властивостей зумовлене періодичним повторенням структури зовнішнього
електронного шару їхніх атомів.
Сучасне формулювання періодичного
закону:
Властивості хімічних елементів і
утворених ними простих і складних речовин перебувають у періодичній залежності
від величини заряду ядер їхніх атомів.
VI. Узагальнення та систематизація знань.
