Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях одной из самых актуальных проблем методики преподавания химии в школе становится обеспечение практической ориентированности предметного знания. Это означает необходимость выявления тесной взаимосвязи между изучаемыми теоретическими положениями и практикой жизни, демонстрации прикладного характера химических знаний. Единство теоретического и прикладного материала в процессе преподавания - один из реальных путей реализации специфического требования современной педагогики средней школы о том, чтобы школьник в максимально возможной мере усваивал учебный материал непосредственно в классе.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что изучение раздела об основных закономерностях химических реакций позволяет показать связь теории и практики, дает возможность продемонстрировать применение химической науки, ее законов к практической деятельности человека, рассмотреть проблему охраны окружающей среды, развивать у учащихся интерес к химии, к труду, связанному со знанием химии.

Основной целью данной работы являлось:

1. Исследование возможности наполнения темы «Хлор и его соединения» прикладным и экологическим содержанием посредством проведения интегрированных уроков.

В связи с этим в работе решались следующие конкретные задачи:

1) обзор и анализ существующих школьных программ по изучению темы «Хлор и его соединения»;

2) разработка различных форм организации занятий в рамках темы «Хлор и его соединения»;

3) составление банка контрольных заданий по изучаемой теме.

Предмет исследования - выбор соответствующих форм организации занятий, обеспечивающих введение прикладных и экологических аспектов в процесс изучения темы «Хлор и его соединения».

Объект исследования - процесс изучения темы: «Хлор и его соединения» в средней школе.

Гипотеза - Разумное сочетание в процессе обучения теоретических и прикладных знаний обеспечивает понимание школьниками важности теоретических понятий, способствует более глубокому усвоению материала и формированию полноценных представлений об экологических аспектах химии.

Глава 1. СОДЕРЖАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

экологический образование хлор химия урок

Роль школьного курса химии в экологическом образовании обуславливается тем, что данная наука связана с познанием законов природы, химической формы движения материи и ее значимость в материальной жизни общества.

Перед учителем химии, ведущим природоохранную работу, стоят следующие задачи:

· раскрытие единства неорганического и органического мира, влияние деятельности человека на окружающую среду и формирование на этой основе убежденности в необходимости бережного отношения к природе;

· раскрытие двойственной роли химической промышленности в отношении природы;

· вооружение школьников практическими умениями и навыками, позволяющими посильно участвовать в мероприятиях по защите природы. [1]

Для химического образования в целом еще не решена проблема содержания экологических знаний. Химизация пронизала все сферы жизни. Ее последствия стали соизмеримы с природными явлениями глобального масштаба и это ставит вопрос о взаимодействии природы и общества. Цели разумного регулирования этих отношений должны быть доведены до сознания учащихся, а именно:

· продукты жизни общества должны полностью утилизироваться, не должны накапливаться и оказывать вредного воздействия на человека и окружающую среду;

· размеры годового потребления возобновляющегося природного сырья не должны превышать его годовой прирост;

не возобновляющееся природное сырье должно использоваться экономно, комплексно, практически не давать отходов при переработке. Таковы научный и практический аспекты химического образования.

Воздействие на природу в целом, на ее структурные элементы осуществляется промышленностью, транспортом, сельским хозяйством, которые влияют в различных направлениях:

1. Потребление химических веществ из природы.

2. Загрязнение природы отходами человеческой деятельности.

3. Появление в природе и, в частности, в биосфере новых высокоактивных химических соединений, выделенных из природных источников или синтезированных человеком.

4. Первое направление освещено в содержании курсов неорганической и органической химии, где рассматриваются природные соединения, как сырье для химической промышленности и других отраслей, в основе которых лежат химические процессы. Освещаются вопросы использования природных веществ в качестве удобрений и ядохимикатов. [2-З]

В целях развития и формирования знаний о загрязнении необходимо ввести такие понятия как "загрязнители", "источники загрязнения", "естественное и искусственное загрязнение", "санитарные нормы чистоты", "предельно допустимые концентрации веществ" (ПДК). Необходимо рассмотреть источники загрязнения. Важно показать учащимся, что решение проблем загрязнения - это совершенствование и создание новой техники и технологии, повышение выхода продукта и снижение образования отходов производства, создание оборотного водоснабжения, уменьшающего сток загрязненных вод, разработка систем утилизации отходов и переход на замкнутые технологические циклы. Следует также дать характеристику использования защитных зон, показать значение растений в процессах оздоровления атмосферы.

Экологическое воспитание и образование школьников

Цель экологического образования и воспитания - формирование системы научных знаний, взглядов и убеждений, обеспечивающих становление ответственного отношения школьников к окружающей среде во всех видах деятельности, формирование экологической культуры [4-5].

Таким образом, школьное образование и воспитание в области охраны окружающей среды должны выполнять две "стратегические" задачи:

1. Убеждать учащихся о необходимости охраны окружающей среды.

2. Вооружать их, хотя бы, необходимым минимумом знаний в этой области.

Исходя из этих задач, выбираются методы работы:

1. Учебная деятельность - рефераты, устные журналы - способствуют освоению теории и практике взаимодействия общества и природы, овладению приемами причинного мышления.

2. Активные формы: диспуты, дискуссии по проблемам окружающей среды, встречи со специалистами, деловые игры - формируют опыт принятия экологически целесообразных решений.

3. Общественно-полезная деятельность, постановка под руководством учителя опытов на школьном учебно-опытном участке по изучению влияния минеральных удобрений на урожайность культур, выполнение анализов почвы и грунтовых вод - служит приобретению опыта принятия экологических решений, позволяет внести реальный вклад в изучение и охрану местных экосистем, пропаганду экологических идей.

4. Экскурсии на предприятия - теоретический материал становится ясным, очевидным, зримым.

Настала необходимость, преподавая различные предметы, обратить внимание на то, как вещества ведут себя в атмосфере, океане, почве, как воздействуют на биосистемы. Такой подход воспитывает привычку задумываться над этими вопросами. Рассматривая цели экологического образования школьников, можно определить различные его уровни: экологическое просвещение, формирование экологического сознания, развитие экологической культуры.

Первый уровень - экологическое просвещение - обеспечивает ориентацию школьников в проблеме и соответствующие правила поведения. Он достигается включением экологических сведений как фрагментов учебного материала в уроки или внеклассные занятия (экологическая разминка, экологические экспресс- информации, доклады и рефераты по отдельным экологическим темам и т.п.).

Второй уровень - экологическое сознание - предусматривает формирование категориального аппарата мышления учащихся. Формирование экологического сознания предполагает овладение системой экологических знаний и понятийным аппаратом экологии как учебного предмета (факультатив, спецкурс, учебный предмет).

Третий уровень - развитие экологической культуры - приносит осознание учащимися взаимодействия "природа-человек" как ценности. Переход экологических проблем в разряд глобальных проблем современности обуславливает необходимость ориентации на достижение этого уровня. Экологическая культура в условиях школьного образования может формироваться только на основе интегративного подхода. Механизм интеграции предусматривает изучение экологических проблем в системе "природа-наука-производство-общество-человек", охватывающей все уровни взаимодействия "природа-человек" [6].

Экологическая деятельность как основа формирования экологической культуры

Современный экологический кризис, который пока еще не разрешен и который характеризуется продолжающимся обострением взаимоотношений человека и окружающей среды, требует актуализации внимания к проблеме развития экологической культуры у подрастающего поколения. По мнению И.Н.Пономаревой, экологическая культура - это важнейшая часть общей культуры человека; это особое свойство личности понимать ценность природы, характеризуемая совокупностью знаний по экологии, умений природопользовательской деятельности, гуманистическим отношением ко всему живому и к окружающей среде (1). В ее структуре, в качестве основных компонентов, ученые выделяют экологические знания, экологически-ценностные отношения (мировоззрение) и экологическую деятельность (1, 2). Формирование экологической культуры осуществляется в процессе экологического образования человека.

В современной дидактике получила распространение и признание идея развивающего обучения личности путем деятельностного включения ученика в учебный процесс.

Известно, что все качества, свойства личности, интересы и желания, способности проявляются в делах, в различных видах деятельности. В деятельности человека реализуются его целевые установки, стремления и личностные особенности, т.е. личность формируется в деятельности. Следовательно, экологически культурная личность формируется в процессе экологической деятельности.

Педагоги В.А.Сластенин, И.Ф.Исаев, Е.Н.Шиянов также считают, что человек как субъект труда, познания и общения формируется в процессе деятельности, которая обеспечивает научное освоение действительности, возбуждает интерес, чувства, порождает новые потребности, активизирует волю - все то, что служит строительным материалом для развития и становления личности. (3). По их мнению, как основа здорового бытия, деятельность является важнейшим источником обогащения школьников опытом общественных отношений и общественного поведения. Подобное утверждение мы находим и у методистов И.Н.Пономаревой, В.П.Соломина, Г.Д.Сидельниковой: «В зависимости от того, что человек делает (т.е. каково содержание его деятельности), как делает (способы деятельности), от организации условий этой деятельности формируются определенные склонности, способности и черты характера, сознания и закрепляются знания» (4, с.127). Экологическая же деятельность, на наш взгляд, является источником позитивных отношений к природе и экологически целесообразного поведения в окружающей среде. Именно поэтому деятельность должна быть составной частью содержания экологического образования.

Сложившаяся в настоящее время система школьного и внешкольного (дополнительного) экологического образования предусматривает формирование его основных компонентов имплицитно, через все школьные предметы. Более всего этому соответствуют дисциплины естественнонаучной направленности: природоведение (окружающий мир), биология, география, химия, физика, а также организация внеурочных занятий по интересам в форме творческих объединений, научных кружков в школе или в секциях учреждений дополнительного образования (станции юннатов, Дома творчества и др.). Прежде всего, это специфический принцип экологического образования - принцип единства познания-переживания-действия. Так, научно-практическая деятельность учащихся в области экологии позволяет им углубить экологические знания, оценить и осознать степень воздействия человека на окружающую среду, а затем включиться, по возможности, в работу по устранению нежелательных последствий или уменьшению их действия.

При организации этой деятельности происходит и реализация другого экологического принципа - принципа взаимосвязи глобального, национального и краеведческого подходов к анализу экологических проблем и путей их решения. Включаясь в работу, учащиеся осмысливают положение о том, что локальные экологические ситуации - это составная часть национальных и глобальных проблем, решая которые можно повлиять на изменение в лучшую сторону сложившейся экологической ситуации в мире, т.е. реализуют известный девиз в экологии: мысли глобально - действуй локально.

В процессе работы над исследовательским проектом происходит развитие личности, формирование ее экологической культуры путем перевода отношения к внеучебной деятельности (в том числе и к содержанию получаемой информации) в систему внутренних свойств и качеств личности. Иными словами, полученные экологические знания переходят в убеждения школьников, приобретающие устойчивый характер. Кроме того, выступая с результатами своих исследований, ученики получают навыки грамотной цивилизованной дискуссии, привыкают аргументировано, с уважением к оппоненту отстаивать свою точку зрения.

Как правило, итогом научно-практической работы становятся выводы и предложения учащихся по преодолению тех экологических проблем, которые они подтвердили или впервые выявили в ходе своего исследования. Это формирует у подрастающего поколения активную жизненную позицию о возможностях оптимизации окружающей среды, рационального природопользования и способствует формированию экоцентристского экологического мировоззрения.

Данный вид деятельности школьников весьма перспективен и в аспекте их профессиональной ориентации, так как вырабатывает мотивационную основу в учебе, самостоятельность, навыки работы с различными источниками информации по ее анализу и использованию для обоснования полученных результатов. У учащихся появляется потребность дальнейшего экологического образования в качестве профессионального, либо экологического самообразования. В сравнении со сверстниками школьники-исследователи оказываются более подготовленными к продолжению любого образования, выглядят более зрелыми и уверенными в себе, лучше адаптируются в социуме.

Наблюдения за учащимися г. Бийска, выполняющими при непосредственном нашем консультировании и руководстве экологические проекты, подтверждают вышесказанное. Занимаясь в научных кружках при школах, Детском эколого-биологическом центре, они исследуют экологическую обстановку в условиях своего города доступными им методами, устанавливают факты загрязнения окружающей среды и вытекающие из этого нарушения состояния здоровья горожан, предлагают пути исправления сложившейся экологической ситуации и сами включаются в практическую деятельность по охране окружающей среды.

Экологические исследования носят общественный характер и потому обладают определенными развивающими и воспитывающими возможностями. Получив результаты, школьники осознают важность своей работы для общества и поэтому стараются донести эти сведения не только до сверстников на соответствующих уроках и общешкольных мероприятиях, но и до взрослых: родителей через общешкольные родительские собрания, работников различных предприятий в период посещения последних в ходе экскурсий, через публикацию материалов в местных газетах и сборниках конференций. При этом юные исследователи овладевают навыками пропагандистской работы в области экологии, у них формируется устойчивый экоцентристский тип мировоззрения. А на сегодняшний день известно, что решение экологических проблем лежит в изменении господствующего пока антропоцентристского мышления на экоцентристское. Успешности в этом деле можно добиться лишь у менее консервативной части общества - у подрастающего поколения.

Научно-практическая работа для ученика приобретает и «личностный смысл», когда, участвуя с докладами в научных конференциях молодежи по реализации российских и международных программ по работе с одаренными детьми «Шаг в будущее», «Юность, наука, культура», «Образование, наука и техника» и др., школьники получают признание на региональном, российском или международном уровне. До некоторого времени (до введения положения о зачислении абитуриентов в вузы по результатам ЕГЭ) победа на высших уровнях давала выпускнику российской школы возможность внеконкурсного зачисления при поступлении в определенные вузы России, включившиеся в реализацию данных программ.

Глава 2. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА В СОВРЕМЕННОЙ РОССИЙСКОЙ ШКОЛЕ

Преподавание темы «Хлор и его соединения» начинается с 9 класса, первого полугодия. При изучении этой темы пользуются учебником химии под редакцией О. С. Габриэляна, также учебником за 8 - 9 класс под редакцией Н. С. Ахметова. Дидактическим материалом служит книга по химии для 8 - 9 классов под редакцией А. М. Радецкого, В. П. Горшкова; используются задания для самостоятельной работы по химии за 9 класс под редакцией Р. П. Суровцева, С. В. Софронова; используется сборник задач по химии для средней школы и для поступающих в вузы под редакцией Г. П. Хомченко, И. Г. Хомченко. В 9 классе на изучение темы «Хлор и его соединения »отводится 2ч [3, 4].

Глава 3. ХЛОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

1. Получение. В природных соединениях хлор, как правило, имеет степень окисления --1. Для получения хлора в свободном состоянии надо окислить его ионы:

Для этого в промышленности используют постоянный электрический ток.

В лабораторных условиях хлор получают из соляной кислоты, действуя на нее сильными окислителями. Чаще всего применяют оксид марганца (IV) или перманганат калия КМnO4. В этих соединениях окислителем является марганец со степенями окисления +4 и +7. Это объясняется тем, что атомы марганца с указанными степенями окисления энергично отнимают электроны от других атомов или ионов и сами восстанавливаются до степени окисления +2:

В этом можно убедиться, если на оксид марганца (IV) или перманганат калия подействовать концентрированной соляной кислотой. Выделение хлора можно обнаружить по желто-зеленому цвету и по удушливому запаху:

Как видно, в этой реакции хлорид-ионы окисляются до нейтральных атомов, из которых образуются молекулы хлора. Окислителем является марганец со степенью окисления +4.

Физические свойства. Хлор при обычных условиях -- газ желто-зеленого цвета с резким удушливым запахом, почти в 2,5 раза тяжелее воздуха. При комнатной температуре в одном объеме воды растворяется 2,5 объема хлора с образованием так называемой «хлорной воды».

Хлор под давлением около 0,6 МПа уже при комнатной температуре превращается в жидкость. В таком виде хлор обычно хранят и транспортируют в стальных баллонах или цистернах.

Химические свойства.

I. Взаимодействие хлора с простыми веществами

1. Хлор реагирует почти со всеми металлами с образованием солей. Эти реакции являются окислительно-восстановительными. Так, например, хлор реагирует с натрием:

При повышенной температуре хлор реагирует также с медью, железом и некоторыми другими металлами:

С некоторыми металлами хлор реагирует при обычной температуре, например с сурьмой:

2. Хлор реагирует с водородом. Реакция хлора с водородом начинается только при нагревании или освещении:

Механизм этой реакции следующий. При действии, например, прямого солнечного света происходит разрыв ковалентной связи в молекуле хлора:

В результате разрыва ковалентной связи образуются атомы хлора с одним неспаренным электроном. Эти атомы химически чрезвычайно активны и реагируют с молекулой водорода:

Образуется атомарный водород, который тоже является химически очень активной частицей. Подобные реакции, в результате которых происходит цепь последовательных превращений, относятся к цепным реакциям.

При взаимодействии хлора с водородом образуется дымящееся на воздухе газообразное вещество HCI с резким запахом, хорошо растворимое в воде. Водный раствор хлороводорода обладает кислотными свойствами и называется соляной кислотой.

II. Взаимодействие хлора со сложными веществами

1. Хлор реагирует с водой. Можно наблюдать, как реагирует хлор с водой, если выставить на свет колбу, наполненную раствором хлора в воде -- хлорной водой. Через некоторое время можно заметить выделение пузырьков газа -- это кислород. Раствор постепенно утрачивает зеленоватый цвет, а синий лакмус в нем приобретает красный цвет. Происходит реакция, в которой образуются две кислоты:

Хлорноватистая кислота -- сильный окислитель. Она легко разлагается:

Из уравнения видно, что в этом процессе окислителем является хлор в степени окисления +1.

2. Хлор реагирует со щелочами.

3. Хлор вытесняет из солей бром и йод.

Применение хлора. Хлор широко применяют в народном хозяйстве. Как вам известно, при взаимодействии хлора с водой образуется соляная кислота и выделяется кислород. Доказано, что вначале в этой реакции выделяется атомарный кислород, который обладает сильными окислительными свойствами. Благодаря тому, что при взаимодействии хлора с водой образуется сильный окислитель -- хлорноватистая кислота, хлор применяют для обеззараживания питьевой воды, для отбеливания ткани и бумаги. Процесс отбеливания объясняется тем, что большинство красящих веществ при взаимодействии с хлорноватистой кислотой разрушаются и превращаются в бесцветные соединения.

Способность хлора реагировать со сложными веществами используется для получения пластмасс, красителей, медикаментов и других продуктов путем хлорирования органических соединений.

Хлор применяют также для синтеза соляной кислоты. Хлорная вода используется как сильный окислитель в химических лабораториях.



Применение хлора и его соединений

«Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Содержание хлора в растениях (много хлора в галофитах) - от тысячных долей процента до целых процентов, у животных - десятые и сотые доли процента. Суточная потребность взрослого человека в хлоре (2 - 4 г) покрывается за счет пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в виде хлорида натрия (поваренная соль). Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты.

В организме хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Хлор играет роль в вводно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с другими процессами путем изменения в распределении хлора между кровью и другими тканями.

Хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование, так и фотофосфорилирование. Хлор положительно влияет на поглощение корнями кислорода. Хлор необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза …» [10].

За последние 100 лет хлор стал практически универсальным средством для обработки питьевых и сточных вод [1].

Кроме главной функции - дезинфекции, благодаря уникальным окислительным свойствам и консервирующему эффекту последействия, хлор служит и другим целям - контролю за вкусовыми качествами и запахом, предотвращению роста водорослей, поддержанию в чистоте фильтров, удалению железа и марганца, разрушению сероводорода, обесцвечиванию и т.п. В этом смысле ни одно из альтернативных хлору средств не может сравниться с ним по универсальности и простоте применения.

В последнее десятилетие в России активно обсуждается вопрос повышения эффективности очистки и обеззараживания воды и применения для этого новых технологических схем. Причем эти обсуждения иногда сопровождаются такими «глубокомысленными» высказываниями как: «Хлорирование - это очень плохо», «Уже нигде (кроме России) воду не хлорируют», вплоть до категоричного высказывания: «Мне не нравится хлор». А не пора ли остановиться и трезво (научно обоснованно) взглянуть на проблему?

Все технологические схемы очистки и обеззараживания воды (старые и новые) должны опираться на основные критерии, предъявляемые к качеству питьевой воды: питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и обладать благоприятными органолептическими (вкусовыми) свойствами. Эти критерии лежат в основе нормативных актов всех стран, в т.ч. и в России (СанПиН 2.14.1074-01). Причем эти документы учитывают тот факт, что опасность заболеваний человека от микробиологического загрязнения воды во много тысяч раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы.

В существующей практике обеззараживания питьевой воды хлорирование используется наиболее часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами. В США 98,6 % воды (подавляющее количество) подвергается хлорированию. Аналогичная картина имеет место и в России, и в других странах, т.е. в мире 99 из100 случаев для дезинфекции используют либо чистый хлор, либо хлорсодержащие продукты. В США для этих целей в среднем в год используют около 500 тыс. тонн хлора, в России - до 100 тыс.тонн. Такая популярность хлорирования связана с и тем, что это единственный способ, обеспечивающий микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети в любой момент времени благодаря эффекту последействия. Все остальные методы обеззараживания воды, в т.ч. и промышленно применяемые в настоящее время озонирование, и УФ-облучение не обеспечивают обеззараживающего последействия и поэтому требуют хлорирования на одной из стадий водоподготовки.

Имеющиеся в России системы озонирования и УФ-облучения питьевой воды работают совместно с оборудованием для хлорирования. При этом если все преимущества и недостатки различных способов хлорирования хорошо изучены ввиду широкого их использования, альтернативные способы требуют осторожного применения вследствие недостаточной изученности влияния последствий их применения на здоровье человека.

Одним из существенных недостатков газообразного хлора считаются повышенные требования к его перевозке и хранению и потенциальный риск здоровью, связанный прежде всего с возможностью образования тригалометанов (ТГМ): хлороформа, дихлорбромметана, дибромхлорметана и бромоформа [1]. Образование тригалометанов обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Замена газообразного хлора гипохлоритом натрия или кальция для дезинфекции воды вместо молекулярного хлора не снижает, а значительно увеличивает вероятность образования ТГМ. Ухудшение качества воды при применении гипохлорита связано с тем, что процесс образования ТГМ растянут во времени до нескольких часов, а их количество при прочих равных условиях тем больше, чем больше pH. Поэтому наиболее рациональным методом уменьшения побочных продуктов хлорирования является снижение концентрации органических веществ на стадиях очистки воды до хлорирования. Это позволит уменьшить дозу хлора при обеззараживании и не превышать концентрацию побочных продуктов ПДК, которые установлены в пределах 0,06 - 0,2 мг/л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья. Научные исследования, проведенные в США о способности этих веществ вызывать рак, показали их безопасность в указанном выше диапазоне концентраций [2].

Уменьшение концентраций побочных продуктов хлорирования требует нестандартных решений очистки воды на первичном этапе водоподготовки. Одним из таких решений является технологическая схема с предварительным озонированием воды. Опыт ее применения позволяет сделать вывод, что при этом повышается качество очищенной воды по мутности, цветности, удаляются привкусы и запахи. Предварительное озонирование позволяет существенно уменьшить дозу коагулянта. Вместе с тем, несмотря на российский и зарубежный опыт применения озона в технологии водоподготовки, есть еще множество нерешенных проблем [3].

Глава 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ХЛОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ»

Урок химии по теме "Неметаллы. Общая характеристика неметаллов".

Цели:

· изучить положение неметаллов в ПС;

· изучить особенности строения атомов неметаллов;

· изучить явление аллотропии на примере неметаллов;

· изучить физические свойства неметаллов;

· рассмотреть ЭО как меру «неметалличности»;

· рассмотреть относительность понятий «металл-неметалл»;

· изучить водородные соединения неметаллов.

· развивать когнитивную сферу учащихся;

· развивать общеучебные умения и навыки: умение, работать по плану, умение работать с книгой;

· развивать умение делать самостоятельные выводы.

· воспитывать культуру умственного труда;

· воспитывать дисциплинированность и чувство ответственности.

Оборудование и реактивы: образцы неметаллов - простых веществ H2, O2, Cl2 (в пробирках с пробками); Br2 (в ампуле); S, J2, P (красный), активированный уголь, пьезо-зажигалка, йодкрахмальная бумажка.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Методы обучения: словесные (рассказ, объяснение, беседа); иллюстративные (схемы); наглядные (мультимедийное наглядное пособие); проблемно-поисковый.

ФОПД: фронтальная, индивидуально-обособленная, групповая (динамические группы).

Технологии: элементы технологии «Сотрудничества», личностно-ориентированного обучения. Информационно-коммуникационные технологии.

Ход работы:

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Ответьте на вопросы:

· на какие 2 большие группы условно делятся все Х.Э.?

· каково положение в ПС металлов?

III. Изучение

1. Положение неметаллов в ПС

Неметаллы расположены в основном в правом верхнем углу ПС, условно ограниченном диагональю бор-астат. Самым активным является фтор.

2. Особенности строения атомов неметаллов.

Во внешнем электронном слое атомов неметаллов находится от трёх до восьми электронов.

Для атомов неметаллов, по сравнению с атомами металлов характерны:

· меньший атомный радиус;

· четыре и более электрона на внешнем энергетическом уровне.

Отсюда и такое важнейшее свойство атомов неметаллов - тенденция к приёму недостающих до 8 электронов, т.е. окислительные свойства. Качественной характеристикой атомов неметаллов, т.е. своеобразной мерой их неметалличности, может служить электроотрицательность, т.е. свойство атомов химических элементов поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары. Электроотрицательность - мера неметалличности, т.е. чем более электроотрицателен данный химический элемент, тем ярче выражены неметаллические свойства.

3. Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия.

Если металлы - простые вещества образованы за счет металлической связи, то для неметаллов - простых веществ характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы - простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. Неметаллы имеют различное агрегатное состояние при обычных условиях:

· газы - H2, O2, O3, N2, F2, Cl2;

· жидкость - Br2;

· твердые вещества - модификации серы, фосфора, кремния, углерода и др.

Гораздо богаче у неметаллов и спектр цветов: красный - у фосфора, красно-бурый - у брома, желтый - у серы, желто-зеленый - у хлора, фиолетовый - у паров йода. Элементы - неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии.

Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества - аллотропными видоизменениями или модификациями.

4. Сообщения.

5. Физические свойства неметаллов.

1. Ковкость отсутствует

2. Блеска нет

3. Теплопроводность (только графит)

4. Цвет разнообразный: желтый, желтовато-зеленый, красно-бурый.

5. Электропроводность (только графит и черный Фосфор.)

6. Агрегатное состояние:

o газообразное(H2, O2, Cl2 ,F2, O3)

o твердое (Р, С)

o жидкое (Br2)

6. Химические свойства неметаллов.

Неметаллы в химических реакциях могут быть восстановителями и окислителями (фтор, кислород.)

7. Водородные соединения неметаллов.

В отличие от металлов неметаллы образуют газообразные водородные соединения. Их состав зависит от степени окисления неметаллов.

-4	-3	-2	-1
RH4 >	RH3 >	H2R >	HR

Летучие водородные соединения неметаллов можно разделить на три группы:

1) Хорошо растворимые в воде (HCl, HBr, HJ, H2S, H2Se, NH3), которые диссоциируют на ионы, проявляя кислотные и основные свойства.

2) Соединения, разлагаемые водой:

BH3 + 3H2O = H3BO3 + 3H2^

3) Летучие водородные соединения

CH4, PH3, которые не взаимодействуют с водой.

По периоду в ПС химических элементов с увеличением порядкового номера элемента - неметалла усиливается кислотный характер водородного соединения.

SiH4 > PH3 > H2S > HCl

Выводы:

1. Элементы-неметаллы расположены в главных подгруппах III-VIII групп ПС Д.И. Менделеева, занимая её верхний правый угол.

2. На внешнем электронном слое атомов элементов-неметаллов находятся от 3 до 8 электронов.

3. Неметаллические свойства элементов усиливаются в периодах и ослабевают в подгруппах с увеличением порядкового номера элемента.

4. Высшие кислородные соединения неметаллов имеют кислотный характер (кислотные оксиды и гидроксиды).

5. Атомы элементов-неметаллов способны как принимать электроны, проявляя окислительные функции, так и отдавать их, проявляя восстановительные функции.

IV. Закрепление изученного. Рефлексия.

1) Вставьте слова, пропущенные в тексте.

Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____

2) Вставьте слова, пропущенные в тексте.

Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____

В группах неметаллические свойства элементов ____

3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер? 

4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?

5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.

6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?

Азот	+6
Хлор	+5
Сера	+4
Кремний	+7

7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:

H2+S=H2S

S --

2SO2 + O2 > 2SO3

S --

8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.

* 4 * 5 * 6 * 7

9) Наиболее электроотрицательными являются атомы…..

* серы * фосфора * кремния * хлора

10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:

· 2, 1

· 2, 8, 2

· 2, 8, 7

Поменяйтесь тестом с соседом и проверьте тест вместе со мной.

V. Читаем по учебнику состав воздуха стр. 74

VI. Решаем упражнения 1-4 стр.75

VII. Оценки и домашнее задание.

Д/З § 15 Неметаллы.

Условные обозначения:

ПС - периодическая система

е - электрон

Э.О. - электроотрицательность

А. - аллотропия

Х.р. - химическая реакция

Приложение: Маршрутный лист

Урок "Галогены, хлор и его соединения", 9-й класс

УВЦ:

1. развить знания о семействе галогенов на примере хлора и его соединений, изучить строение их молекул, физико-химические свойства, определить роль и нахождение в природе и жизни человека;

2. формировать умения прогнозировать свойства элементов и их соединений на основании общей характеристики семейства по положению элементов в Периодической системе Д.И. Менделеева с применением межпредметных знаний и способов действий;

3. воспитание культуры коммуникативных способов действий на основании применения информационных технологий.

Тип урока: урок актуализации и совершенствования знаний и умений.

ФОПД: групповая, работа в парах, индивидуальная.

Методы: частично- поисковый, экспериментально-исследовательский.

Основные вопросы темы урока:

1. Нахождение и роль хлора и его соединений в природе и жизни человека.

2. История открытия и изучение хлора.

3. Особенности строения атома хлора, возможные степени окисления.

4. Физические свойства хлора, его физиологическое действие на живые организмы.

5. Химические свойства хлора.

6. Свойства важнейших соединений хлора.

Основные понятия: галогены, общая формула строения внешнего энергетического уровня, окислительно-восстановительные свойства, степень окисления, сравнительная химическая активность галогенов, качественная реакция и др.

Приемы: постановка межпредметных вопросов, выполнение комплексных заданий, составление схем, обращение к жизненному опыту учащихся, применение умений и навыков при выполнении упражнений и проведении эксперимента.

Средства обучения:

· Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

· инструкция по выполнению химического эксперимента

· учебное электронное издание “Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория”: 2004, МарГТУ

· электронное пособие “Химия. Полный иллюстрированный курс. Серия “Проверь себя”: 2002 “Руссобит-М”

· магнитные пособия “Характеристика химического элемента”

· коллекция простых веществ и минеральных соединений галогенов

· Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга для домашнего чтения. - М.:Химия, 1994 г., с.182, с.185, с.322, с.336

· Беляев А.Р. Голова профессора Доуэля.

Оборудование и реактивы: пробирки, штативы; хлорная вода, раствор соляной кислоты, растворы солей NaCl, AgNO3, KF, KBr.

Содержание урока

I.Организационно-мотивационный этап.

1. Определить местоположение галогенов в ПС Д.И. Менделеева, назовите их.

2. Охарактеризовать особенности строения атомов галогенов и электронную конфигурацию внешнего слоя.

3. Какие свойства проявляют галогены в химических реакциях?

4. Как изменяется окислительная способность галогенов с увеличением порядкового номера?

5. Назвать самый активный галоген-неметалл? Почему?

Отрывок из произведения А.Р. Беляева “Голова профессора Доуэля”.

“Первый раз в жизни Артур Доуэль почувствовал, что не в состоянии овладеть чужой волей. Связанный, беспомощный, лежащий на полу человек издевался над ним. За дверью раздалось какое-то шипение. Доуэль продолжал петь все громче, но вдруг поперхнулся. Что-то раздражало его горло. Доуэль потянул носом и почувствовал запах. В горле и носоглотке неприятно щекотало, вскоре к этому присоединилась режущая боль в глазах. Запах усиливался.

Доуэль похолодел. Он понял, что Равино отравил его хлором. Настал его смертный час. Затем свет погас, и Доуэль словно провалился … Очнулся он от свежего ветра, который трепал его волосы”.

II. Операционно-исполнительский этап.

Составление визитной карточки для представления хлора (обратить внимание на план урока и применение магнитного пособия)

Визитная карточка.

1. Фамилия - химический знак элемента.

2. Адрес - местоположение в ПС (группа, подгруппа, период, порядковый номер).

3. Особенности внутреннего мира - строение его атома (заряд ядра, количество электронов, число энергетических уровней, возможные степени окисления и т.д.).

4. Ближайшие родственники и их характер (высшие оксиды и гидроксиды, летучие водородные соединения).

5. География расселения (распространение в природе)

Моделирование визитной карточки и молекулы хлора (совместное обсуждение с классом, отдельные учащиеся отвечают у доски, используя магнитные пособия).

Выступления учащихся с сообщениями об открытии и физических свойствах хлора.

Проблема “Что вы будете делать, если оказались в помещении, где происходит утечка хлора, и у вас нет средств индивидуальной защиты?”

Этап работы на компьютерах.

Инструктивная карточка работы на компьютере:

· Запуск программы электронного пособия “Химия. Полный иллюстрированный курс. Серия “Проверь себя”.

· Выбрать раздел “Химия элементов”, глава “Хлор”, параграф “Получение хлора” и “Методы получения хлора” (учащиеся знакомятся с текстом).

· Написать уравнения реакций получения хлора: а) в лаборатории, б) в промышленности (по-возможности рассмотрите их как ОВР).

Вопросы и задания:

· Чем является хлор в химических реакциях?

· Сравните окислительную активность хлора с соседними галогенами.

· Предположите наиболее характерные химические реакции с участием хлора.

· Открыть параграф “Химические свойства хлора”.

· Какие схемы реакций не были вами предложены? С чем еще будет реагировать хлор?

· Составить уравнения реакций в молекулярном виде (для учащихся на “3”) и ОВР (для учащихся на “4-5”). Проверка правильности составления уравнений реакций - ответы учащихся у доски и корректировка записей уравнений реакций, уточнения правильности составления формул веществ по параграфу электронного издания “Химические свойства хлора”.

Проблема: в каком виде встречаются галогены (в т.ч. хлор) в природе? Почему?

Одно из важнейших соединений хлора - хлороводород; написать уравнение реакции получения (Cl2 + H2 = 2 HCl). Это промышленный способ получения, как хлороводород получают в лаборатории?

Следующий этап работы на компьютерах.

· Открываем “ Получение хлороводорода”.

· Составить уравнения реакций и расставить коэффициенты.

· Корректировка записи уравнений реакций в тексте в параграфе “Химические свойства хлора”.

Вопросы:

· С чем будет реагировать р-р HCl (соляной кислоты)?

· Какая из реакций является качественной и служит для обнаружения хлорид-ионов? Укажите необходимый реактив.

· Закрываем программу “Химия. Полный иллюстрированный курс. Серия “Проверь себя”.

III. Рефлексивно-оценочный этап.

Экспериментальный этап урока.

1. Техника безопасности при проведении лабораторной работы.

2. Инструкция по выполнению лабораторной работы.

Опыт 1. Обнаружение хлороводородной кислоты и ее солей.

В первую пробирку прилить 1-2 мл соляной кислоты, во вторую 1-2 мл - раствора хлорида натрия. Затем в обе пробирки добавить несколько капель раствора нитрата серебра (I). Описать внешний вид осадка. Составить уравнения реакций.

Опыт 2. Сравнительная химическая активность галогенов.

Налить в одну пробирку немного раствора фторида калия, а в другую бромида калия. В каждую пробирку добавить хлорной воды. Какие изменения произошли? Сделать выводы, составить уравнение реакции.

Эвристическая беседа по вопросам:

· В каком виде и где содержится хлор в организме человека?

· Какое действие оказывает соляная кислота в желудке?

· Назвать области применения хлора и его соединений.

· В каком состоянии и где распространен хлор и другие галогены в природе?

Этап работы па компьютерах.

· Открыть на рабочем столе учебное электронное издание “Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория”, далее “Коллекция”, далее “Свойства неорганических веществ”, далее “Галогены”. Выбрать “Биологическое значение и применение хлора”, затем “Галогены в природе”.

· Тест на проверку изученного материала по программе электронного пособия “Химия. Полный иллюстрированный курс. Серия “Проверь себя”.

· Выбрать “Химия элементов”, далее “Хлор”.

· Учащиеся отвечают на вопросы теста, при затруднении можно воспользоваться окном - “Пояснения”, либо “Шпаргалкой” (справочные материалы).

· Подведение итогов теста ссылка “Статистика”.

· Закрыть программу “Химия. Полный иллюстрированный курс. Серия “Проверь себя”.

Самостоятельная работа учащихся по индивидуальным заданиям.

I вариант (для учащихся на оценку “3”).

1. Перечислть важнейшие физические свойства хлора и назвать области его применения.

2. Расставить коэффициенты в данных схемах, назвать продукты реакции:

a) Na + Cl2 NaCl? c) P + Cl2 PCl3?

b) Cl2 + H2 HCl ? d) Cl2 + KBr KCl + Br2 ?

II вариант (для учащихся на оценку “4”).

1.Определить степени окисления хлора в соединениях, назвать эти вещества:

NaCl; KClO3; CCl4; Cl2O7; ClF.

2. Закончить уравнения реакций и определить, в каких из них хлор проявляет окислительные, а в каких- восстановительные свойства:

a) Cl2 + H2 = ? c) F2 + NaCl = ?

b) Cl2 + NaBr = ? d) MnO2 + HCl = ?

III вариант (для учащихся на оценку “5”).

1. Ранее хлор получали в промышленности по реакции:

4 HCl(г) + O2(г) = 2 Cl2(г) + 2 H2O(ж) - Q.

Указать условия, при которых достигается максимальный выход хлора (смещение равновесия вправо).

2.Написать уравнения реакций, позволяющие осуществить превращения:

NaCl Cl2 KClO3 KCl HCl AgCl.

Подведение итогов деятельности.

Завершив изучение VII A группы элементов, на следующем уроке перейти к изучению их соседей - элементов VI A группы, т.к. они находятся рядом в Периодической системе, следовательно, можно предположить, что химические свойства элементов этих групп будут иметь много общего.

· Подведение итогов урока, выставление оценок учащимся за активную работу.

· Комментарии по предстоящему домашнему заданию.

Глава 16. Галогены

А1. В соединениях проявляет только отрицательные степени окисления:

1) F; 2) Cl; 3) Br; 4) I.

А2. Хлор не вступает в реакцию с:

1) HF; 2) HBr; 3) HI; 4) H2O.

А3. Хлор в лаборатории нельзя получить взаимодействием соляной кислоты с:

1) KMnO4; 2) K2Cr2O7;

3) MnO2; 4) SO2.

А4. Промышленный способ получения хлороводорода - это:

1) NaCl + H2SO4 HCl + NaHSO4;

2) 2NaCl + H2SO4 2HCl + Na2SO4;

3) H2 + Cl2 --> 2HCl;

4) PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl.

А5. Хлорид серебра растворяется в:

1) воде;

2) азотной кислоте;

3) растворе гидроксида натрия;

4) водном растворе аммиака.

А6. В водном растворе аммиака не растворяется:

1) AgF; 2) AgCl; 3) AgBr; 4) AgI.

А7. В реакции хлора с гидроксидом кальция образуется соединение, формула которого:

1) CaCl(OH); 2) CaCl2; 3) CaCl2O; 4) CaCl2O2.

А8. Хлорная известь используется в быту благодаря своим сильным окислительным свойствам. В результате окислительно-восстановительной реакции она превращается в соединение, формула которого:

1) CaO; 2) Ca(ОН)2; 3) CaCl2; 4) CaCl(OH).

А9. Хлор может образоваться при действии на хлорид натрия концентрированной кислотой:

1) фосфорной; 2) соляной;

3) серной; 4) азотной.

А10. Хлорирование воды на водоочистных сооружениях производят растворением в воде:

1) хлора; 2) хлорной извести;

3) хлорки; 4) хлороводорода.

А11. С раствором бромида натрия взаимодействует:

1) нитрат железа(II); 2) нитрат кальция;

3) хлор; 4) йод.

А12. Хлороводород можно получить, проведя химическую реакцию между:

1) концентрированной серной кислотой и раствором хлорида натрия;

2) концентрированной серной кислотой и твердым хлоридом натрия;

3) разбавленной серной кислотой и раствором хлорида натрия;

4) разбавленной серной кислотой и твердым хлоридом натрия.

А13. Бромоводород в лаборатории получают реакцией:

1) брома с хлороводородом;

2) бромида натрия с концентрированной серной кислотой;

3) бромида натрия с концентрированной фосфорной кислотой;

4) бромида натрия с концентрированной соляной кислотой.

А14. Царская водка представляет собой смесь концентрированных соляной и азотной кислот в соотношении:

1) 3:1; 2) 1:3; 3) 1:1; 4) 1:2.

А15. Соляная кислота не реагирует с веществом, имеющим формулу:

1) CaCO3; 2) NH3; 3) NaOH; 4) S.

А16. Фтор не реагирует при комнатной температуре с:

1) хлором; 2) водой; 3) аргоном; 4) медью.

А17. Среди кислот HClO, HClO2, HClO3, HClO4 в большей степени окислительные свойства выражены у:

1) HClO; 2) HClO2; 3) HClO3; 4) HClO4.

А18. Хлор не реагирует с:

1) железом; 2) йодидом калия;

3) кислородом; 4) гидроксидом натрия.

А19. Фтор можно получить следующим способом:

1) окислением фторид-ионов свободным хлором;

2) электролизом расплавов фторидов;

3) электролизом растворов фторидов;

4) электролизом расплавов кислородсодержащих солей фтора.

А20. Бром можно получить при действии на бромид натрия концентрированной кислотой:

1) фосфорной; 2) соляной;

3) серной; 4) бромоводородной.

А21. Происхождение названий фтора, хлора, брома, йода связано с нижеперечисленными словами соответственно:

1) самый сильный, желто-зеленый, жидкий, фиолетовый;

2) самый сильный, желто-зеленый, темно-красный, возгоняющийся;

3) всеразрушающий, желто-зеленый, зловонный, цвет фиалки;

4) всеразрушающий, желто-зеленый, зловонный, коричневый.

А22. Соли KClO, KClO2, KClO3, KClO4 называются соответственно:

1) гипохлорит, хлорит, хлорат, перхлорат;

2) гипохлорит, хлорат, хлорит, перхлорат;

3) хлорит, гипохлорит, хлорат, перхлорат;

4) хлорит, перхлорат, хлорат, гипохлорит.

А23. Вещества, формулы которых Na3AlF6, NH4Cl, KCl, Hg2Cl2, главные компоненты нижеперечисленных минералов соответственно:

1) фторапатит, караналлит, каменная соль, криолит;

2) криолит, нашатырь, сильвин, каломель;

3) фторапатит, караналлит, сильвин, криолит;

4) криолит, нашатырь, каменная соль, каломель.

А24. Для того чтобы осуществить превращение CaCl2O Cl2, необходимо:

1) нагреть хлорную известь;

2) добавить гидроксид натрия;

3) добавить SiO2;

4) добавить серной кислоты.

А25. В реакции хлора с масляной кислотой образуются:

1) -хлормасляная кислота и хлороводород;

2) хлороводород и -хлормасляная кислота;

3) -хлормасляная кислота и водород;

4) водород и -хлормасляная кислота.

А26. Установите молекулярную формулу алкена, если продукт его взаимодействия с хлором имеет плотность по азоту 4,54.

1) С2Н4; 2) С3Н6; 3) С4Н8; 4) С5Н10.

А27. Слили растворы FеCl3 и Pb(NO3)2, содержащие равные количества каждого вещества. Какие ионы содержатся в полученном растворе?

1) Fe3+, Cl-, NO3-; 2) Fe3+, NO3-;

3) Fe3+, Cl-; 4) Cl-, NO3-.

А28. При сгорании газообразного органического вещества образовалось 4,48 л углекислого газа, 3,6 г воды и 2 г фтороводорода. Определите формулу вещества.

1) СH3F; 2) CH2F2; 3) C2H5F; 4) C2H4F2.

А29. Определите продукты реакции соляной кислоты с дихроматом калия.

1) CrCl3, Cl2, KCl, H2O;

2) Cr(OH)3, Cl2, KCl, H2O;

3) KCrO2, Cl2, KCl, H2O;

4) CrCl2, Cl2, KCl, H2O.

А30. Установите название конечного продукта (Х2) следующей цепочки превращений:

1) Ацетамид;

2) глицин (аминоуксусная кислота);

3) 2-хлорэтанамин;

4) 2-аминоэтаналь.

В1. В ряду галогенов F-Cl-Br-I установите соответствие между свойствами и характером их изменения.

С в о й с т в о	Х а р а к т е р и с т и к а
а) Неметаллические свойства; б) размеры атомов;	1) Увеличиваются; 2) сначала возрастают, затем уменьшаются;
в) степени диссоциации галогенводородных кислот; г) энергии связи Hal-Hal.	3) сначала уменьшаются, затем увеличиваются; 4) уменьшаются; 5) не изменяются.

В2. Установите соответствие между электронной формулой и валентностью хлора.