Конспект урока «Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов. Озон – аллотропная модификация кислорода» по химии

Дата _____________ Класс ___________________

Тема: Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов. Озон – аллотропная модификация кислорода

Цели урока: познакомить учащихся положением кислорода и серы в ПСХЭ, со строением их атомов.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Изучение нового материала

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА (ХАЛЬКОГЕНЫ)

В подгруппу кислорода входят элементы: кислород, сера, селен, теллур, полоний.

ХАЛЬКОГЕНЫ В ПРИРОДЕ

Положение в таблице

Свойства элементов VI-A подгруппы.

Строение атома кислорода

Кислород и сера имеют одинаковое строение внешнего энергетического уровня – ns²np⁴, где n – номер периода.

Кислород O₂

(К.В. Шееле 1772 г., Дж. Пристли 1774 г.)

Самый распространенный элемент на Земле в воздухе - 21% по объему; в земной коре - 49% по массе; в гидросфере - 89% по массе; в составе живых организмов-- до 65% по массе.

АЛЛОТРОПИЯ КИСЛОРОДА

Строение атома

Физические свойства

Газ - без цвета, вкуса и запаха; в 100V H₂O растворяется 3V O₂(н.у.); t°кип= -183°С; t°пл = -219°C; D_{по воздуху} = 1,1, т.е. тяжелее воздуха.

Способы получения

1.      Промышленный способ (перегонка жидкого воздуха).

2.      Лабораторный способ (разложение некоторых кислородосодержащих веществ)

2KMnO₄  →  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ (при нагревании)

2KClO₃  → 2KCl + 3O₂ (при нагревании, в присутствии катализатораMnO₂)

2H₂O₂  → 2H₂O + O₂ (в присутствии катализатора MnO₂)

Способы собирания

Химические свойства

Взаимодействие веществ с кислородом называется окислением.

С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород - окислитель.

С неметаллами

C + O₂→CO₂

S + O₂ → SO₂

2H₂ + O₂ → 2H₂O

С металлами

2Mg + O₂ → 2MgO

2Cu + O₂  →2CuO (при нагревании)

Со сложными веществами

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

CH₄ + 2O₂→CO₂ + 2H₂O

Горение в кислороде

 Озон O₃

Озон - аллотропная модификация кислорода

Физические свойства

Газ, запах свежей хвои, бесцветный, растворим в воде; t°кип= -112°С; t°пл= -193°C.

Получение

3O₂  →  2O₃ – Q

1.      Во время грозы (в природе), (в лаборатории) в озонаторе

2.      Действием серной кислоты на пероксид бария

 3BaO₂ + 3H₂SO₄ → 3BaSO₄ + 3H₂O + O₃

Получение и обнаружение озона

 Химические свойства

Озон химически активнее кислорода. Активность озона объясняется тем, что при его разложении образуется молекула кислорода и атомарный кислород, который активно реагирует с другими веществами.

O₃ → O₂ + O (озон неустойчив)

Например, озон легко реагирует с серебром, тогда как кислород не соединяется с ним даже при нагревании:

6Ag + O₃ → 3Ag₂O

Т. е. озон - сильный окислитель:

2KI + O₃ + H₂O → 2KOH + I₂ + O₂

Озон в природе 

Обесцвечивает красящие вещества, отражает УФ - лучи, уничтожает микроорганизмы. Озон является постоянным компонентом атмосферы Земли и играет важную роль для поддержания на ней жизни. В приземных слоях земной атмосферы концентрация озона чрезвычайно мала и составляет величину порядка 10-7 — 10-6%. Однако с увеличением высоты концентрация озона резко возрастает, проходя через максимум на высоте 20—30 км. Общее содержание озона в атмосфере может быть охарактеризовано слоем озона, приведённого к нормальным условиям (0°С, 1 атм), и составляет толщину около 0,4—0,6 см. Общее содержание озона в атмосфере переменное, и колеблется в зависимости от времени года и географической широты. Как правило, концентрация озона больше в высоких широтах и максимальна весной, а минимальна осенью. Известно, что атмосферный озон играет ключевую роль для поддержания жизни на земле, выступая в качестве защитной составляющей для живых организмов от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.  С другой стороны, озон является весьма эффективным парниковым газом, и, поглощая инфракрасное излучение поверхности Земли, препятствует её охлаждению. Установлено, что нахождение и перемещение масс озона в атмосфере Земли существенно влияет на метеорологическую обстановку на планете.

Применение озона обусловлено его свойствами

1.       сильного окисляющего агента:

·         для стерилизации изделий медицинского назначения

·         при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике

·         для отбеливания бумаги

·         для очистки масел

2.       сильного дезинфицирующего средства:

·         для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование)

·         для дезинфекции помещений и одежды

Одним из существенных достоинств озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие   токсинов после обработки. Тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества токсинов и ядов, например, диоксина. 

3. Домашнее задание

П. 7-п.8, упр.1-3, задача 1 на стр. 31