Ульяновский Институт Повышения Квалификации и
Переподготовки Работников Образования
Кафедра Естествознания
Реферат
слушателя курса повышения квалификации группы Х-1
учителя химии МОУ СОШ №6 Ленинского района г. Ульяновска
Фёдоровой Ирины Владимировны
По теме: «Подготовка учащихся к ЕГЭ. По вопросу:
«Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
Радиусы атомов, их периодические изменения в системе химических элементов.
Закономерности изменения химических элементов и их соединений по периодам и группам.
(вопросы А-2, А-7)»»
Научный руководитель:
Заведующий кафедрой естествознания
Кандидат химических наук,
доцент Ахметов М.А.
Ульяновск, 2009 г.
Введение
Анализ результатов ЕГЭ 2008 года показал положительное усвоение на базовом уровне школьного курса по вопросу: Периодический закон и Периодическая система химическая система Д.И. Менделеева; современное представление о строении атома; электроотрицательность; закономерность изменения радиусов атомов в системе химических элементов по периодам и группам, а также изменение химических свойств элементов и их соединений.
Основы данного материала закладываются уже в 8 классе. Для этого важно, чтобы учащиеся овладели необходимыми опорными знаниями по данным вопросам. Для лучшего восприятия изучаемого материала я использую различные наглядные таблицы и схемы, которые будут освещены в теоретической части. Практически учащиеся изготавливают карточки 20 – 40 химических знаков и постепенно по мере изучения материала заполняют характеристику каждого химического элемента по плану:
I. Nп/п
, N периода, N группы, подгруппа (А,Б)
II. Состав ядра (сумма протонов, нейтронов)
III. Электронное строение
IV. Ме, неМе, инертный газ
V. Степень окисления
VI. Высший оксид –> гидроксид
VII. Водородное соединение
VIII. Сравнение химического элемента с рядом стоящими элементами по периоду и группе
Такой подход вызывает непроизвольный интерес учащихся, улучшает запоминание информации и практическое применение знаний. На разных этапах изучения учащиеся 11 классов помогают в проверке деятельности учащихся 8 классов. В 9 классе эти же карточки используются при изучении отдельных химических элементов и групп химических элементов. Данная методика изучения позволяет закреплять опорные знания по теме.
Теоретическая часть
Периодический закон.
Периодическая система химических элементов
Д.И. Менделеева в свете строения атома.
1 марта 1869 года русский ученый Д.И. Менделеев открыл Периодический закон – первую естественную классификацию химических элементов. Это был итог исследованию самого ученого и обобщение опыта других исследователей. Ни одна классификация химических элементов до Менделеева не была полной. Он был убежден в том, что между всеми химическими элементами имеется закономерная связь. В основу классификации он положил атомную массу.
Формулировка Периодического закона, данная Д.И. Менделеевым:
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов (масс) элементов
После открытия строения атома стало возможным дать более точную современную формулировку Периодического закона:
Свойства химических элементов и образованных ими соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, графическом изображении Периодического закона, каждое обозначение: порядковый (атомный) номер элемента, номер периода номер группы связано со строением атома.
| Порядковый номер элемента
|
Номер периода
|
Номер группы
(для элементов главных групп) |
|
|
|
|
| = заряду ядра атома |
= количеству энергетических уровней в атоме |
= количеству электронов e-
|
| = количеству протонов р+
|
= высшей положительной степени окисления |
|
| = количеству электронов е-
|
= высшей валентности элемента по кислороду |
Для элементов неметаллов по номеру группы можно определить низшую степень окисления и количество непарных электронов на внешнем энергетическом уровне атома. Для этого из номера группы, в которой находится элемент, надо вычесть максимальный номер группы 8.
Например:
| Химический элемент
|
Порядковый
номер элемента
№15
|
Номер периода
3
|
Номер группы
для элементов главных подгрупп
VA
|
|
|
|
|
|
| Фосфор P
|
Z
заряд ядра атома р+
количество протонов в ядре е
количество электронов в атоме |
3
энергетических уровня в атоме |
5е-
электронов на внешнем энергетическом уровне +5
высшая положительная степень окисления V
высшая валентность по кислороду -3
низшая степень окисления (5 – 8 = 3) 3е-
непарных электрона в атоме фосфора |
Периоды Za
Группы Ra
ne-
на внешнем уровне
Э.О.
Восстановительные свойства (-
e-
)
Окислительные свойства (+
e-
)
Металлические свойства
Неметаллические свойства
п
о
с
т
о
я
н
н
о
| - увеличение - уменьшение - остается постоянным |
Za
Ra
ne-
Э.О. – электроотрицательность (-
(+
|
рис. 1.
Изменение свойств элементов по
горизонтали (по периодам) и вертикали (по группам)
Причина изменения свойств также объясняется строением атомов химических элементов.
Каждый период начинается элементом щелочным металлом (исключение – первый период), в атомах которых на внешнем энергетическом уровне имеются один s
– электрон. Общая электронная формула строения внешнего энергетического уровня щелочных металлов ns1
, где n
– номер периода.
Каждый период заканчивается элементом благородным газом. В атомах элементов благородных
газов на внешнем энергетическом уровне имеются два s
- и шесть p
-электронов. Общая электронная формула строения внешнего энергетического уровня благородных газов ns2
np6
, где n
- номер периода
(исключение: гелий He - ns2
).
Период - это горизонтальная последовательность элементов по возрастанию порядкового
(атомного) номера элемента, атомы которых имеют одинаковое число энергетических уровней,
численно равное номеру периода
.
В периодах металлические свойства уменьшаются, а неметаллические свойства увеличиваются.
В больших периодах изменения свойств происходят медленнее, что объясняется появлением десяти
d
-элементов (4-й, 5-й периоды) и четырнадцати f
-элементов (6-й, 7-й периоды).
По группам (в главных подгруппах) металлические свойства увеличиваются, а неметаллические
уменьшаются.
Группа - это вертикальная последовательность элементов по возрастанию порядкового (атомного) номера, обладающая схожими свойствами.
Главная подгруппа - это вертикальная последовательность s- и p-элементов с одинаковым
числом электронов на внешнем энергетическом уровне, равным номеру группы.
Побочная подгруппа - это вертикальная последовательность d- и f-элементов, которые имеют
одинаковое суммарное количество валентных электронов.
Следовательно, возможна третья формулировка Периодического закона, которая отражает
причину периодического изменения свойств.
Свойства химических элементов и образованных ими соединений находятся в периодической
зависимости от строения внешних энергетических уровней атомов.
Изменение свойств элементов по диагонали
Под диагональной периодичностью понимают повторяемость сходства химических свойств простых
веществ и соединений элементов, расположенных по диагонали друг от друга. Диагональ из левого верхнего угла к нижнему правому объединяет отчасти сходные элементы. Это объясняется приблизительно одинаковым увеличением неметаллических свойств в периодах и металлических
свойств в группах.
| Группа
>
Период
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
| 2 |
Li |
Be |
B |
C |
N |
| 3 |
Na |
Mg |
Al |
Si |
P |
Литий Li
и его соединения больше похожи на магний Mg
и его соединения. Бор B
больше напоминает
кремний S
i, чем алюминий Al
.
Если провести диагональ от бериллия 4
Be
до астата 85
At
, то она условно разделит элементы на металлы и неметаллы. Вдоль этой диагонали будут расположены переходные элементы, соединения которых обладают амфотерными (двойственными) свойствами.
"Звездная периодичность" химических элементов
Под "звездной периодичностью" подразумевают изменение свойств элементов с учетом горизонтальной, вертикальной и диагональной периодичности.
"Звездная периодичность" наблюдается как у элементов главных, так и побочных подгрупп.
Li Be B Cr Mn Fe
Na Mg Al Mo Tc Ru
K Ca Sc W Re Os
рис. 2.
«Звездность» Периодической системы
Свойства центрального элемента являются средними из свойств элементов, окружающих его.
Обобщение всех видов периодичности изменений свойств элементов позволяет предсказывать и
открывать новые химические элементы.
Радиус атома по периоду уменьшается, а по группе возрастает.
Ra
Ассоциация: «Снежная баба, смотрящая вдаль»
Задания для самостоятельного решения
№1
№2
№3
№4
№5
№6
№7
№8
№9
№10
№11
№12
№13
№14
№15
№16
№17
№18
№19
№20
№21
№22
№23
№24
№25
№26
№27
№28
№29
№30
№31
№32
№33
№34
№35
№36
№37
№38
№39
№40
№41
№42
№43
№44
№45
№46
№47
Ответы
| Номер вопроса |
Ответ |
| 1 |
1 |
| 2 |
1 |
| 3 |
2 |
| 4 |
2 |
| 5 |
2 |
| 6 |
1 |
| 7 |
3 |
| 8 |
2 |
| 9 |
3 |
| 10 |
2 |
| 11 |
4 |
| 12 |
4 |
| 13 |
1 |
| 14 |
4 |
| 15 |
3 |
| 16 |
4 |
| 17 |
4 |
| 18 |
2 |
| 19 |
2 |
| 20 |
1 |
| 21 |
2 |
| 22 |
2 |
| 23 |
2 |
| 24 |
2 |
| 25 |
3 |
| 26 |
1 |
| 27 |
4 |
| 28 |
3 |
| 29 |
1 |
| 30 |
4 |
| 31 |
4 |
| 32 |
2 |
| 33 |
4 |
| 34 |
3 |
| 35 |
4 |
| 36 |
1 |
| 37 |
3 |
| 38 |
1 |
| 39 |
2 |
| 40 |
2 |
| 41 |
3 |
| 42 |
2 |
| 43 |
3 |
| 44 |
3 |
| 45 |
2 |
| 46 |
4 |
| 47 |
3 |
| 48 |
2 |
Литература
I. А.В. Гурова, О.Е. Рыбникова «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», М.: АСТ: Астрель, 2007.
II. А.А.Каверина, Ю.Н. Медведев, Д.Ю. Добротин «ЕГЭ 2009. Химия: Сборник экзаменационных заданий», М.: Эксмо, 2009.
III. Под редакцией А.А.Кавериной; Министерство образования и науки РФ, Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки, Федеральный институт педагогических измерений «Единый государственный экзамен: контрольные измерительные материалы», М.: Просвещение, 2006.
IV. В.Ю. Мишина, Е.Н. Стрельникова «Единственные реальные варианты заданий для подготовки к единому государственному экзамену», М.: Федеральный центр тестирования, 2006.
V. ФИПИ «Единый государственный экзамен 2009. Химия. Универсальные материалы для подготовки учащихся», М.: Интеллект – Центр, 2009.
VI. Э.М. Левина «ЕГЭ. Химия: Типовые тестовые задания», СПб.: Тригон, 2008.