Презентация по химии щелочноземельные металлы. Щелочноземельные металлы (9-й класс)

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

БЕРИЛИЙ, МАГНИЙ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Что узнаем… 18.04.17 Положение металлов в Периодической системе Изменение свойств в группе История названия Нахождение в природе Физические свойства Химические свойства Закрепление Литература

18.04.17 Бериллий, магний и щелочноземельные металлы находятся в IIA- группе Максимальная степень окисления +2 Строение внешнего энергетического уровня ns 2 Валентность - I I

18.04.17 Ra Ba Sr Ca М g Ве Изменение свойств группе В ряду металлов: Радиус атома увеличивается Увеличиваются восстановительные свойства (способность отдавать электроны) Уменьшается прочность химической связи металл – металл

18.04.17 «Если не знать имен - умрет и познание вещей» Карл Линней

ОТКРЫТИЕ МЕТАЛЛОВ Магний и кальций были впервые получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1808 г. Магний из белой магнезии. По названию минерала дали название элементу. Название элемента кальций происходит от лат. Слова кальс, что означает «известь, мягкий камень». 18.04.17 Гемфри Дэви (1778 – 1829)

Магниевая горная порода – магнезит. Нахождение в природе Как активные металлы, они встречаются в природе только в виде соединений Кальциевые горные породы – известняк, мрамор, мел.

18.04.17 Щелочные металлы легкие, мягкие и легкоплавкие, серебристы, стронций имеет золотистый оттенок. Стронций - ковкий Физические свойства Бериллий - светло-серый, твердый, хрупкий Магний - относительно мягкий, пластичный, ковкий Кальций - твердый и пластичный

18.04.17 Химические свойства 1. Металлы взаимодействуют почти со всеми неметаллами: 2Ме 0 + О 2 0 =2Ме +2 О -2 (оксид) Ме 0 + Н 2 0 = Ме +2 Н 2 -1 (гидрид) Ме 0 + Cl 2 0 = M е + 2 Cl 2 -1 (хлорид) Ме 0 + S 0 = M е + 2 S -2 (сульфид) 3Ме 0 + N 2 0 = M е 3 + 2 N 2 - 3 (нитрид)

18.04.17 Химические свойства 2. Бериллий с водой не реагирует, магний реагирует медленно, остальные металлы реагируют с водой, образуя щелочи и восстанавливая воду до водорода: Ме 0 + 2Н 2 О = Ме +2 (ОН) 2 + Н 2  3. Магний реагирует с кислотами. Ме 0 + 2Н Cl = Ме +2 Cl 2 + Н 2  4. Магний и кальций реагирует с оксидами. 2 М g 0 + Ti О 2 = 2 М g +2 О + Ti

Проверь себя (работа с таблицей Д.И. Менделеева) Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: а) заряд ядра: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; б) число электронных слоев: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; в) число электронов на внешнем уровне: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * К; г) радиус атома: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * K ; д) восстановительные свойства: Be * Ba ; М g * Al ; Ca * K . 18.04.17

18.04.17 Дополните схемы взаимодействия щелочных металлов с неметаллами общими формулами и названиями продуктов реакции. Запишите конкретные уравнения реакций, расставив коэффициенты в них методом электронного баланса. а) М+ Н 2 в) М+ С1 2 Пример: ___________________ Пример: б) М+ S г) М+ N 2 Пример: _______________________________ Пример: ___________________________ Допишите уравнения реакций. Как изменяется скорость реакций, расположенных в указанной стрелкой последовательности? а) Ca + H 2 O → ………………………. б) Sr + H 2 O →………………………. в) Ba + Н 2 О→……………………….. Объясните, от какого фактора зависит скорость реакции взаимодействия щелочных металлов с водой ……………………….. Назовите продукты реакций. Опишите, как доказать их образование. ……………………… ............................................ Проверь себя

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Щелочноземельные металлы

Положение в периодической таблице. В периодической системе находятся в главной подгруппе II группы. Являются сильными восстановителями, отдают 2 ē , во всех соединениях проявляют степень окисления +2. Общая конфигурация внешнего энергетического уровня nS ² Mg +12 2 ē , 8 ē , 2 ē Ca +20 2 ē , 8 ē , 8 ē , 2 ē Sr +38 2 ē , 8 ē , 18 ē , 8 ē , 2 ē Ba +56 2 ē , 8 ē , 18 ē , 18 ē , 8 ē , 2 ē

Положение в периодической таблице Be Mg Ca Sr Ba Ra Восстановительные свойства усиливаются

Строение атома +4)) +12))) +20)))) +38))))) +56)))))) Ве Mg Ca Sr Ba 2 2 2 2 2

Физические свойства щелочноземельных металлов Щелочноземельные металлы – серебристо-белые, твёрдые вещества. По сравнению со щелочными металлами обладают более высокими t°пл. и t°кип., потенциалами ионизации, плотностями и твердостью. Бериллий (Ве) очень твердый материал и способен оставлять царапины на стекле; твердость других элементов подгруппы уменьшается, и барий по твердости близок к свинцу

Физические свойства щелочноземельных металлов. Величины Be Mg Ca Sr Ba Ra Ρ г/см 1,85 1,737 1,54 2,63 3,6 6 T пл. ° по С 1287 648 842 768 727 969

Физические свойства цвет пламени þ t плавления 1,74г/ см 3 651 С 0 1,54г/ см 3 851 С 0 2,63г/ см 3 770 С 0 3,76г/ см 3 710 С 0 Mg Ca Sr Ba

Нахождение в природе Бериллий: 3BeO Al2O3 6SiO2 – берилл Магний: MgCO3 – магнезит Кальций: CaCO3 MgCO3 – доломит KCl MgSO4 3H2O – каинит KCl MgCl2 6H2O – карналлит CaCO3 – кальцит (известняк, мрамор, мел.) Ca3(PO4)2 – апатит, фосфорит CaSO4 2H2O – гипс CaSO4 – ангидрит CaF2 – плавиковый шпат (флюорит) Стронций: SrSO4 – целестин SrCO3 – стронцианит Барий: BaSO4 – барит BaCO3 – витерит

Химические свойства С простыми веществами(неметаллами) 2Me 0 +O 2 → 2Me +2 O -2 - оксид Me 0 +H 2 → Me +2 H 2 - гидрид Me 0 +Cl 0 2 → Me +2 Cl 2 - хлорид Me 0 +S 0 → Me +2 S -2 - сульфид 2. Со сложными веществами Me 0 +2HCl → Me +2 Cl 2 + H 2 Me 0 +2HOH → Me +2 (OH) 2 + Н 2

Соединения щелочноземельных металлов Оксиды щелочноземельных металлов –МеО, имеют основный характер, легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.

BaSO 4 Благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяется в рентгенодиагностике – баритовая каша.

Ca 3 (PO 4) 2 Входит в состав фосфоритов и апатитов, а также в состав костей и зубов. В организме взрослого человека содержится 1 кг Са в виде фосфата кальция.

CaCO 3 Карбонат кальция – одно из самых распространённых на Земле соединений. Его содержат горные породы – мел, мрамор, известняк.

CaSO 4 ∙ 2H 2 O Встречается в природе в виде минерала гипса, представляющего собой кристаллогидрат. Используется в строительстве, в медицине для наложения гипсовых повязок, для получения слепков.

MgCO 3 Широко применяется в производстве стекла, цемента, кирпича, а также в металлургии для перевода пустой породы в шлак.

Са(ОН) 2 Гидроксид кальция или гашёная известь с песком и водой называется известковым раствором и широко используется в строительстве. При нагревании разлагается на оксид и воду.

Положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева

• I группа главная подгруппа.

Увеличивается радиус атомов,

растет восстановительная способность

Общая характеристика

элементов I группы главной подгруппы

Восстано-вительные свойства

соединения

Метал-лические свойства

Атомный радиус

Валентные

элемент

электроны

увеличиваются

увеличиваются

Li 2 O, LiOH

основные свойства

2s 1

Na 2 O, NaOH

основные свойства

3s 1

K 2 O, KOH

основные свойства

4s 1

Rb 2 O, RbOH

основные свойства

Изучение нового материала. Все сведения не появляются сразу, а имеется возможность входе беседы с учащимися проверить их мнение и вместе дать общую характеристику щелочных металлов по их положению в таблице.

5s 1

Cs 2 O, CsOH

основные свойства

6s 1

Радиоактивный

элемент

7s 1

Физические свойства щелочных металлов

Металлическая кристаллическая решетка

Твердые вещества серебристо-белого цвета

Электропроводны и теплопроводны

Легкоплавкие. пластичные

Щелочные металлы – простые вещества

Литий и натрий - мягкие щелочные металлы серебристо-белого цвета

Натрий – мягкий металл, его можно резать ножом .

Натрий

Литий

Калий и рубидий

мягкие щелочные металлы серебристо-белого цвета

Рубидий

Калий

цезий

Цезий 99,99999% в ампуле

Мягкий щелочной металл золотисто-белого цвета

Франций

из которого получают франций

• Франций - щелочной металл, обладающий как радиоактивностью, так и высокой химической активностью. Не имеет стабильных изотопов

Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) содержится в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов

Химические свойства щелочных металлов

• Типичные металлы, очень сильные восстановители. В соединениях проявляют единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается с ростом атомной массы. Взаимодействуют с водой с образованием гидроксидов (R–OH) щёлочей.
• Воспламеняются на воздухе при умеренном нагревании. С водородом образуют солеобразные гидриды. Продукты сгорания чаще всего пероксиды (кроме лития).
• Восстановительная способность увеличивается в ряду Li–Na–K–Rb–Cs

Химические свойства

• 2Na + Cl 2 = 2NaCl (в атмосфере F 2 и Cl 2 щелочные Me самовоспламеняются)

• 4Li + O 2 = 2Li 2 O 2Na + O 2 = Na 2 O 2 K + O 2 = KO 2

оксид Li пероксид Na надпероксид K

3) 2Na + Н 2 = 2NaН (при нагревании 200-400 o C)

4) 6Li + N 2 = 2Li 3 N (Li - при комнатной T, остальные щелочные Me -при нагревании)

5) 2Na + 2Н 2 О = 2NaОН + Н 2

( Li - спокойно, Na - энергично,

остальные – со взрывом –

воспламеняется выделяющийся Н 2

Rb и Cs реагируют не только

с жидкой Н 2 О , но и со льдом. .

6) 2Na+ Н 2 SО 4 = Na 2 SО 4 + Н 2

(протекают очень бурно)

Гидроксиды

• KOH – едкое кали
• NaOH – едкий натр, каустическая сода, каустик

Образование гидроксидов

K 2 O + H 2 O= 2KOH

• Гидроксиды щелочных металлов, кроме Li, термостойки и не разрушаются от температуры.
• Гидроксиды реагируют с

Кислотами

2KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Кислотными оксидами

2KOH + SO 3 = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Солями (если образуется нерастворимое основание).

2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Качественное определение щелочных металлов

Для распознавания соединений щелочных металлов по окраске пламени исследуемое вещество вносится в пламя горелки на кончике железной проволоки.

Li+ - карминово-красный K+ - фиолетовый Cs+ фиолетово-синий

Na+ - желтый Rb + - красный

Li+ Na+ K+

Получение щелочных металлов

1) Электролиз расплавов соединений щелочных металлов:

2МеCl = 2Ме + Cl 2

4МеOH = 4Ме + 2Н 2 О + О 2

2) Восстановление оксидов и гидроксидов щелочных металлов:

2Li 2 O + Si = 4Li + SiO 2

KOH + Na = NаOH + K

Схема электролизера для получения натрия

Ванна состоит из стального кожуха с шамотной футеровкой, графитовым анодом А и кольцевым железный катодом К, между которыми расположена сетчатая диафрагма. Электролитом служит более легкоплавкая смесь его с 25% NaF и 12% КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С). Металлический натрий собирается в верхней части кольцевого катодного пространства, откуда и переходит в сборник. По мере хода электролиза в ванну добавляют NaCl.

Применение щелочных металлов

Биологическая роль и применение

Соединений калия и натрия

Раствор хлорида натрия (0,9%) применяется в медицине. Такой раствор называется физиологическим

Питьевая сода применяется в кулинарии, для выпечки кондитерских изделий.

Хлорид натрия - как добавка к пище

Сколько воды и хлорида натрия нужно взять для приготовления физиологического раствора

массой 0,5 кг?

Хлорид калия - очень ценное минеральное удобрение. Рассчитайте массовую долю калия (%) в этом веществе.

Смесь хлорида и гидрокарбоната натрия массой 15 г обработали уксусной кислотой, при этом выделилось 2,8 л (н.у.) газа. Определите массовые доли в процентах компонентов смеси.

Тривиальные названия солей:

70% NaHCO 3

4,5г соли

495,5 г воды

Поваренная соль

30% NaCl

Калийные удобрения играю важную роль в жизни растений.

Для работы слайда необходимо кликнуть мышью на любой синий прямоугольник. Для 1-3 ячейки таблицы это задача. Для 4 ячейки - проверка знаний тривиальных названий веществ.

Калийная селитра

Na 2 CO 3 *10H 2 O

Кристалли-ческая сода

Na 2 SO 4 *10H 2 O

Глауберова соль

Питьевая сода

Охладитель в ядерных реакторах

В медицине

При изготовлении фарфора

В металлургии для удаления примесей

Калийные удобрения. Влияет на интенсивность фотосинтеза у растений

Внутриклеточный ион. Поддерживает работу сердечной мышцы (курага, бобовые, чернослив, изюм)

Бертолетова соль – обязательная часть праздничного фейерверка

Na+ внеклеточный ион (содержится в крови и лимфе)

Изготовление фотоэлементов

В медицине как болеутоляющие и успокоительные средства

В научных исследованиях

Промотор в каталитических процессах

Производство специальных стекол

Производство приборов радиационного контроля

Фотография

Описание минерала

Химический состав

Бесцветный, красный, желтый, зеленый

Плотность

3,1-3,2 г/см 3

Твердость

Сподуменн

Фотография

Описание минерала

Химический состав

Бесцветный, красный, желтый, синий

Плотность

2,2-2,3г/см 3

Твердость

Галит

Природные соединения калия

Фотография

Описание минерала

Химический состав

Бесцветный, молочно-белый, темно-красный, розовый

Плотность

Твердость

1,97-1,99 г/см 3

Сильвин

Природные соединения калия

Фотография

Описание минерала

Химический состав

MgCl 2 ·KCl·6H 2 O

Красный, желтый, белый, бесцветный

Плотность

Твердость

Жгучий соленый

Карналит

Спасибо за урок!

Элемен т Ar Количе ство электронов на послед нем уровне СО Атомн ый радиус Металл ически е свойства Восста новите льные свойства Be9 2s2 +2)) Mg243s2+2))) Ca404s2+2)))) Sr885s2+2))))) Ba1376s2+2)))))) Ra7s2+2))))))) Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы

Краткая электронная запись - 2s22s2 2s22s2 2p62p6 2p62p6 3s23s2 3s23s2 3p63p6 3p63p6 4s24s2 3d03d0

Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы Одинаковое строение внешнего электронного слоя Элементы проявляют СО +2 Атомы элементов являются сильными восстановителями, т.к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами. Атомы элементов являются сильными восстановителями, т.к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами. С увеличением элементов увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, следовательно возрастает легкость отдачи электронов. Восстановительные свойства увеличиваются в группе сверху вниз.

2Me 0 +O 2 2Me +2 O -2 Me 0 +H 2 Me +2 H 2 Me 0 +Cl 0 2 Me +2 Cl 2 Me 0 +S 0 Me +2 S -2 Me 0 +2HCl Me +2 Cl 2 + H 2 Me 0 +2HOH Me +2 (OH) 2 +Н 2 Химические свойства элементов II группы главной подгруппы Химические свойства элементов II группы главной подгруппы

Соединения щелочноземельных металлов Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей. Оксиды щелочноземельных металлов легко реагируют с оксидами неметаллов с образованием соответствующих солей.

15

Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: Сравните атомы элементов, поставив знаки или = вместо *: а) заряд ядра: Mg * Ca, Na *Mg, Ca * К; б) число электронных слоев: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * К; Ca * К; в) число электронов на внешнем уровне: Mg * Ca, Na *Mg, Ca * К; г) радиус атома: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * K; д) восстановительные свойства: Mg * Ca, Na * Mg, Ca * K. Ca * K. Проверка знаний