Transcript 6.09.2012_bme

Химия пәнінен
интерактивті
on-line сабағы
8-9 сыныптар
Өскемен қаласы, Назарбаев Зияткерлік мектебі,
химия пәнінің мұғалімі
Шаматова Гаухар Жанибекқызы
Сабақтың тақырыбы:
Бейметалдар химиясы.Сутегі. Су
және сутектің пероксиді.
Өткізілу күні:06.09.12 ж
Өткізілу уақыты: 11.00
Өткізілу орны: Өскемен қаласындағы химия-биология
бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі
Мұғалім: Шаматова Г.Ж.
Қатысушылар:8-9 сынып оқушылары
Пән: Химия
Бейметалдар химиясы.
Сутегі.Су және сутектің
пероксиді.
Химия неметаллов.Водород.
Вода и переоксид водорода
Chemistry of nonmetals.
Hydrogen. Water and peroxide
of hydrogen
Әр бала- жарық жұлдыз,
жарқырауына
жәрдемдесу - басты
парыз
Сабақтың мақсаты:
Сутегі мысалында бейметалдар химиясымен
және сутегінің маңызды қосылыстары су
мен сутек пероксидімен таныстыру.
• Сутегі , су және сутек пероксидінің
қасиеттерімен таныстырып, теориялық
білімдерін іс-жүзінде қолдану дағдыларын
қалыптастырып, терминдерді үш тілде
меңгере алуға көмектесу.
• Сутегінің маңызын түсіндіре отырып, суды
тиімді пайдалану және экологиялық тәрбие
беру.
Cабақтың міндеті:
Сутегі мысалында бейметалдар
химиясымен және сутектің
маңызды қосылыстары су мен
сутек пероксиді туралы білім алуы,
Сутегінің маңызын түсіндіре
отырып, суды тиімді пайдалану
және экологиялық білімді
жетілдіру
Оқытудың күтілетін нәтижелері:
Бейметалдар туралы тереңірек
түсінік қалыптасады;
Сутегі, сутек қосылыстарының
қасиеттері туралы білімдері кеңейе
және тереңдей түседі;
Су ресурстарын тиімді қолдану және
қоршаған ортаны қорғау әдістерін білетін
болады;
Жоспары:
 Бейметалдар туралы түсінік
 Сутегі.
Су және сутектің пероксиді.
 Су ресурстарын тиімді
пайдалану және қорғау
Бейметалдарға жалпы сипаттама
Д.И Менделеевтің периодтық жүйесінде
22 бейметалл орналасқан:
10 типтік бейметалдар :
(H,C,N,P,O,S,F,CI, Br,I)
 6 –уы екіжақты қасиет көрсетеді:
(B,Si,As,Se,Te,At)
 6- уы асыл газдар:(He,Ne,Ar,Kr,Xe,Ra)
Бейметалл элементтерінің
аздығына қарамастан жер бетінде және
ғарышта олардың ролі өте зор. Күн
жүйесінің және басқа ғаламшарлардың
массасының 99% сутегі мен гелийден
тұрады. Жердің ауа қабаты бейметалл
азот, оттегі және асыл газдардан
құралған. Жер қабаты тіршілік үшін
маңызды зат су гидросферасын
құрайды, ал су молекуласы бейметалл
екі атом сутекпен бір атом оттектен
тұрады.
Тіршілік үшін 6 бейметалл
аса маңызды C, O, N, H, P, S (органогенді
элементтер) деп аталады.
• Сондықтан бейметалдардың химиялық
қасиеттерімен олардың қосылыстары
туралы білім көптеген ғылым
салаларымен тығыз байланыста.
Биология әлемінде бейметалдар мен
олардың қосылыстарының ролін ескере
отырып, бейметалдар химиясын
тіршілік химиясы деп айтуға болады.
Периодтық жүйедегі
бейметалдардың орналасуы:
• Бейметалдар периодтық жүйеде егер
бордан астатқа қарай ойша диагональ
жүргізетін болсақ, оң жақ үстіңгі бұрышта
орналасқан. Ең белсенді бейметалл фтор.
Бейметалдардың атом құрылысының
ерекшеліктері.
• Бейметалдардың сыртқы энергетикалық
деңгейлерінде төрттен сегізге дейін
электрондар болады (H, B, He
басқаларында) .
Бейметалдардың металдарға қарағанда
иондану энергиясы, электронтартқыштығы және
олардың электртерістілігі де жоғары болып келеді.
Топ бойынша жоғарыдан төмен қарай бейметалдық
қасиеттің кемуі сыртқы энергетикалық деңгейдегі
электрон сандары бірдей элемент атомдарының
радиустарының артуымен түсіндіріледі.
Период бойынша солдан оңға қарай бейметалдық
қасиеттің артуы энергетикалық деңгейлері бірдей
элементтер үшін сыртқы энергетикалық деңгейдегі
электрон сандарының үштен жетіге дейін артуына
байланысты.
Топ А
I
H
2,1
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
B
2,04
C
2,55
N
3,04
O
3,44
F
4,0
He
Ne
Si
1,9
P
2,19
S
2,58
Cl
3,16
Ar
Kr
As
2,18
Se
2,55
Br
2,96
Xe
Rn
Te
2,1
I
2,66
At
2,2
Бейметалдық қасиет
артады
Бейметалдардың
электртерістіліктері
Бейметалдық (тотықтырғыштық) қасиет артады
Бейметалдардың физикалық
қасиеттері
• Жылу өткізбейді (тек графит)
• Электрөткізгіштік байқалмайды (тек
графит және қара фосфор)
• Жылтыры жоқ, созылмайды.
• Түрлі түсті: сары, сары-жасыл, қызылқоңыр.
• Агрегаттық күйі әртүрлі:
– Газ тәрізді (H2, O2, Cl2 ,F2, O3)
– қатты (Р, С, I, Si, S)
– сұйық (Br2)
Бейметалдардың химиялық
қасиеттері
•Бейметалдар тотықтырғыш және
тотықсыздандырғыш (фтор, оттегі)
• Бейметалдар газ тәрізді ұшқыш сутекті
қосылыстар түзеді. Олардың құрамы тотығу
дәрежесіне байланысты.
CH4 → NH3 → H2O → HCI
-4
-3
-2
-1
Ұшқыш сутекті қосылыстарды үш топқа
бөлуге болады:
1) Суда жақсы еритіндер (HCl, HBr, HJ, H2S,
H2Se, NH3), иондарға диссоциацияланып,
қышқылдық, негіздік қасиет көрсетеді.
2) Суда ыдырайтын қосылыстар:
BH3 + 3H2O = H3BO3 + 3H2↑
3) Сумен әрекеттескенде түзілетін ұшқыш
сутекті қосылыстар CH4, PH3.
Ашылу тарихы
• Неміс дәрігері Парацельс (16 ғасыр) күкірт
қышқылына темір салса бір “жанғыш ауаның”
бөлініп шығатынын байқаған. Ағылшын
химигі әрі физигі Роберт Бойль (1660 жылы)
темір ұнтақтарын күкірт қышқылымен
әрекеттестіріп одан бөлініп шыққан “жанғыш
ауаны” бөлек жинап алып жағып көрген, оның
жанғанда қопарылыс беретіні де белгілі
болды. Бірақ бұл ғалымдар қолдарындағы зат
жаңа элемент екендігін жанғанда қандай затқа
айналатынын білмеген.
Бұл мәселелерді
ағылшын
химигі 1766 жылы Генри Кавендиш
шешті. Бұл газ жанғанда су түзілетін болғандықтан
бертін келе оны “гидрогениум” (гректің “һюдор” су, “генан” - туғызамын деген сөздерінен сутек деп
атаған.
Сутек
H
1S
1
Табиғатта таралуы 1 , 0 0 7 9
Жер қыртысында (массалық үлесі
бойынша)
1%…
99%
Сутек атомының құрылысы
Сутек атомы ядродан
және бір электроннан
тұрады.
Атомның электрондық
конфигурациясы
1s 1
Сутектің изотоптары
Изотоп – ядродағы атомдардың белгілі
бір түрі
1. протон саны бірдей
(сондықтан ядро заряды бірдей);
2. нейтрон саны әртүрлі
(сондықтан Аr әртүрлі)
Н(1Н)– протий; D(2Н)– дейтерий ;T(3Н)– тритий
n
Н ( 1р+ + 0n0 ) + 1e-
Аr H=1
D ( 1р+ + 1n0 ) + 1e-
Аr D=2
T ( 1р+ + 2n0 ) + 1e-
Аr T=3
Сутек атомы
Валенттілік мүмкіндіктер: I
атомының электрондық конфигурациясы: 1s1
Тотығу дәрежесі:
-1
NaH
0
H2
+1
HCI
Сутегі молекуласы
Н2 – екіатомды, химиялық байланыс түрі
ковалентті полюссіз
H–H
H· + ·H →
H : H
Сутегі молекуласы түзілген кезде сутек
атомдарының әрқайсысының сыртқы
энергетикалық деңгейі электрондармен толып
бітеді, ягни электрондық дуплет түзіледі.
Бейметалдармен
Жай зат
ретінде
Металдармен
Сутегінің
тотығу
дәрежесі
+1
0
-1
Мысалдар
НF Н2О NH3
СН4
Н2
NаН
Ковалентті
Атомдар
полюсті
арасындағы
химиялық
байланыс
СаН2
Ковалент Иондық
ті
полюссіз
Зертханада және өндірісте сутегін
алу
З
е
р
т
х
а
н
а
д
а
Металдарды
қышқылдармен
Булы риформинг
Амфотерлі
металдарды
сілтілермен
Конверсия
Белсенді металдар
сумен
H2
Кейбір металдар су бумен
Электролиз
Ө
н
д
і
р
і
с
т
е
Сутегі газын алуға арналған
құрылғылар
Суды ығыстыру арқылы Ауаны ығыстыру арқылы
ТӘЖІРИБЕ
• Зертханада сутегін жинаудың екі әдісі.
Суды ығыстыру
Ауаны ығыстыру
Сутегінің алынуы
• Зертханада:
1. Мырыш түйірін тұз қышқылымен әрекеттестіріп:
Zn+2HCl=ZnCl2+ H2
мырыш хлориді
2. Калийді сумен әрекеттестіріп:
2К+2H2O=2KOH+H2
калии гидроксиді
өндірісте:
• Электр тоғының әсерімен суды айыру:
2H2O=2H2+O2
Физикалық қасиеті
• Сутегі газ түсі, иісі және дәмі жоқ.
• Өте жеңіл газ (ол 14,4 есе ауадан жеңіл),
суда аз ериді (1 л суда 20°С небәрі 18 мл
сутегі ериді). 252,8°С температурада және
атмосфералық қысымда сұйық күйге
айналады, сұйық күйдегі сутегі түссіз
болып келеді. Күн жүйесінің 95%-н
сутегі құрайды. Ғарышта ең кең тараған
элемент.
Сутегінің химиялық қасиеттері
Тотықтырғыштық
2Na+H2=2NaH натрий гидриді
Ca+ H2=CaH2 кальций гидриді
2AI + 3H2 = 2AIH3
(қыздырғанда 10000С)
алюминий гидриді
Реакция нәтижесінде гидридтер түзіледі.
Сутегінің
тотықсыздандырғыштық қасиеті
Br2 + H2 = 2HBr бромды сутек
I2 + H2 =2HI иодты сутек
S+ H2 =H2S күкіртті сутек
2P +3H2 =2PH3 фосфин
N2 +3H2= 2NH3 аммиак
2H2 +O2 =2H2O (2 көлем H2 және 1
көлем О2 қоспасы – “күркіреуік газ”)
Сутегінің күрделі заттармен
әрекеттесуі
(II) мыс оксидін қыздырып, оған
сутегін жіберсек мыс оксидінің қара
түсі жойылып қызыл түске
айналады.
CuО +H2 =H2O +Cu
Мыс оксидінің тотықсыздануы
мыс (II) оксидінің тотықсыздануы
СиО + Н2 = Си + Н2О
• Тәжірибе
• Сутегінің күрделі заттармен әрекеттесуі
Сутегінің қолданылуы
Аммиак алуда
Бензинді
Бензиндісинтездеу
синтездеу
Сорбит
Сорбит алуда
алуда
Метанол алуда
Хлорлы сутек
алуда
Каучук алу үшін
бутандиол-1,2
синтездеуде
H2
жоғарғы спирттер
алуда
аэростатта
Сутек жанарғысында
•
Сутектің маңызды
қосылыстары
СУ. ВОДА. WATER
• Сутек пен оттек қосылыстарының ең
маңыздысы – су. Жер бетінің 71%- зын су
алып жатыр.Табиғаттағы су таза
болмайды, оның ішінде еріген, ерімеген
заттар және бактериалар бар. Таза суды
айдау арқылы алады, айдалған суды
дистильденген су деп атайды. Судың
молекуласында сутектің екі атомы бір
оттек атомымен байланысқан
• Тірі ағзалардың 60-70%- ы, ал
өсімдіктердің 90% -ы судан тұрады.Судың
қабаты 5 м. асқанда көгілдір болады, таза су
электр тоғын өткізбейді. Судың меншікті жылу
сыйымдылығы бәрінен үлкен, яғни салмағын
бірдей етіп бірнеше зат алып,белгілі бір
градусқа дейін қыздырғанда, суды қыздыруға
кететін жылу бәрінен көп болады. Керісінше
салқындатқанда да су жылуды көп шығарады .
Сондықтан жазда су баяу жылынып, қыста
баяу суып, жер шарының температурасын
реттеуші қызметін атқарады .
Су молекуласы
Полюсті молекула, диполь
ұзындағы 0,039 нм
Таза су түссіз,иісі жоқ
өзіне тән дәмі бар.
•
Жеңіл су Н2O - кәдімгі тіршілік
үшін қажетті су
Ауыр су D2O
Өте ауыр су T2O “Өлі су” тіршілік
болмайды. “Өлі судың” балқу, қайнау
температуралары, тығыздығы кәдімгі
судыкінен жоғары, ал ерігіштігі төмен.
Атмосфера
құрамындағы
су буы
Жер беті мен
жер үстіндегі
Қыстағы су
және әлемдік
бетіндегі
мұхит сулары
қатқан қатты
сұйық
мұз
күйіндегі су
кристалдары
Сұрақ:
бірнеше миллиардтаған
жылдар бойы табиғатта су
қоры өзгеріссіз болады
неліктен деп ойлайсыңдар?
Табиғаттағы су айналымы
Жаңбыр,қар түрінде түсуі
Судың булануы
жерасты
Мыс сульфаты Бор қышқылы
суда жақсы ериді суда аз ериді
Құм суда
ерімейді
Химиялық қасиеттері
Су көптеген химиялық реакцияларда еріткіш
ретінде қатысады.
А) белсенді металдармен (Na,K,Ca,Ba)
2H2O + 2Na =2NaOH + H2
B) Бейметалдармен (CI2, Br2,I2)
H2O +CI2 =HCI + HCIO
Г) Әлсіз негізбен әлсіз қышқылдан құралған
тұздармен гидролиз реакциясына түседі
AI2S3 + 6H2O = 2AI(OH)3 +3H2S
Тәжірибе
• Судың белсенді металл
кальциймен әрекеттесуі
Су қыздырғанда темірмен,
магниймен, метан және
көмірмен әрекеттеседі
4H2O +3Fe = Fe3O4 +4H2
H2O + C =CO + H2
реакция нәтижесінде екі жанғыш газ түзілетін
болғандықтан, жылу көп мөлшерде бөлінеді,
сондықтан қыста үйдегі пешке көмір салғанда
оны алдын ала сумен араластырып ылғалдап
аламыз.
•
•
•
•
•
Типтік металл және типтік
бейметалл оксидтерімен әрекеттесіп:
BaO+H2O=Ba(OH)2; P2O5+3H2O=2H3PO4
CaCI2+6H2O=CaCI2*6H2O
(кристаллогидраттар)
2AI+ 6H2O=2AI(OH)3 + 3H2
Оксидтік қабықшасынан тазартқаннан
кейін
Сутектің пероксиді
• Сутек пен оттектің тағы бір қосылысы
сутектің пероксиді Н2О2.
• Сутектің пероксиді молекуласының
құрылысы. О-О арасындағы байланыс
энергиясы 210 Кдж/моль, Н-О арасындағы
байланыс энергиясымен салыстырғанда
(468 Кдж/моль) екі есеге жуық кем. О-О
ковалентті полюссіз, Н-О ковалентті
полюсті байланыс және молекула ішінде
симметриясыз орналасқан. Н2О2
молекуласы арасында туатын сутекті
байланыс берік болып, молекулалар
ассоциацияланып жүреді.
Алынуы
• Өндірісте сутек пероксидін алу үшін,
күкірт қышқылының 50%-дық ерітіндісін
электролиздеп, пероксодикүкірт
қышқылын (H2S2O8) алып, оның
гидролизін жүргізіп алады:
H2S2O8+2H2O=2H2SO4 +H2O2
• Зертханада: барий пероксидінен
BaO2+H2SO4 =BaSO4↓ + H2O2
BaO2 +CO2 + H2O=BaCO3↓ + H2O2
Физикалық қасиеттері
Сутек пероксиді түссіз қою
сұйықтық,
tбал= - 41оС, tқайн.= 150,2оС, ρ=1,45г/мл.
Сусыз пероксид өте қопарылғыш
келеді.
30%-дық
ерітіндісі
пергидроль деп аталады.
Химиялық қасиеттері
Сутек пероксидінің судағы ерітіндісінің ортасы
қышқылдық, себебі ол мынадай жолмен
диссоциацияланады:
• H2O2↔H+ + HO2- (Кдисс.=1,5∙10-12).
• Жарық жерде сақтағанда, қыздырғанда
немесе катализатордың әсерінен сутек
пероксиді оңай ыдырайды:
•
MnO2
• 2H2O2 → O2↑ + 2H2O
• Оттегін бөлетін болғандықтан, пероксид
залалсыздандырғыш және ағартқыш зат
ретінде қолданылады.
Тәжірибе
2H2O2
MnO2
O2 + 2H2O
Сутек пероксидінде оттектің тотығу
дәрежесі -1 болғандықтан, ол
тотықтырғыштық та
-1
+3
+5
-2
• H2O2 + KNO2=KNO3 + H2O
• тотықсыздандырғыштық та қасиет
көрсетеді:
•
-1
+7
• 5H2O2 + 2KMnO4+3H2SO4=
•
+2
0
=2MnSO4 +5O2 + K2SO4 +8H2O
№ қазақша
орысша
ағылшын
1
Бейметалдар
химиясы
Химия неметаллов
Translation direction
is not correct
2
Сутек
Водород
3
Су
Вода
Hydrogen
Water
4
Сутек переоксиді
Переоксид водорода
peroxide of
hydrogen
5
пергидроль
пергидроль
perhydrol
6
протий
протий
protium
7
дейтерий
дейтерий
heavy hydrogen
8
тритий
тритий
tritium
9
гидрид
гидрид
hydride
Үйге тапсырма:
Берілген қосылыстың қайсысында
сутектің массалық үлесі жоғары
H2O немесе CH4
Mr (H2O)=18 Mr (CH4)=16
W1(H)=2/18 =1/9 = 0.111 (11.1)
W2(H)= 4/16= 1/4= 0.25 (25)
Жауабы:СН4>Н2О
№2 тапсырма
• Өзгерістерді жүзеге асыратын тиісті
реакция теңдеулерін жазып, жүру
жағдайын көрсетіп, түзілген затты
атаңдар.
• H2O2
O2
H2O
H2
№3 тапсырма
• Тазалығы 96% 80г. металдық мырыш
240 мл. 35% -дық тығыздығы
1,174г/мл.тұз қышқылымен
әрекеттескенде бөлінетін сутегінің
көлемін,зат мөлшерін,молекулалар
санын есептеңдер.
№4 тапсырма
• Жергілікті су көздері туралы эссе жазып келу:
1. Бұқтырма өзені және Бұқтырма су
қоймасы туралы;
2. Марқакөл , Алакөл, Зайсан көлдері су
көздерін қорғау жайында;
3.Ертіс өзенінің болашағы.
№5 тапсырма
• Адам денесі орта есеппен алғанда массасы
бойынша 65% оттектен, 18% көміртектен
және 10% сутектен тұрады. Адам
денесіндегі оттек, көміртек және сутек
атомдарының сандарының қатынастары
қандай?
•
Шешуі:
• Кез келген заттың құрамындағы әр
элемент атомдары сандарының
қатынасы олардың зат мөлшерлерінің
қатынасындай. Оны табу үшін адам
денесінің 100 г үлгісін қарастырған
ыңғайлы. Сонда 100 г үлгідегі әр элемент
атомдарының жалпы массасы сан
жағынан сол элементтің проценттік
мөлшеріне тең болады.
• Яғни: m(O)=65 г; m(С)= 18 г; m(H)=10 г.
• Енді олардың атомдарының молярлық
массасына сүйене отырып,
әрқайсысының зат мөлшерін табайық:
Демек, адам денесіндегі ең көбі – сутек атомдары, одан
кейін сан жағынан оттек атомдары, ең азы (аталған
элементтер ішінде) көміртек атомдары.
• Өз біліміңді бағала!
«5» - 89%-100 %
«4» - 75%-88%
«3» - 61%- 74%
«2» - 60% және одан төмен.
Сабақта қолданылған ақпараттарды
алу үшін және сын пікірлеріңізді
білдіргіңіз келсе
http://moodle/nis.edu.kz
сайтына кіре аласыз.
Қолданылған әдебиеттер
• 1. Б.А. Бірімжанов. Жалпы химия, Алматы 2001
• 2. Интернет желісі.
• 3. “1001 задач по химии” Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин
изд.“Илекс” “Ранок” Москва –Харьков 2005 г.
• 4.Н.Е Кузменко,В.В Еремин,В.А Папков «Начало химии»
Пособие для учителей. М.: Экзамен, 2010, 324 с.
• 5. Бердоносов С.С., Бердоносов П.С. Справочник по общей химии.
М.: АСТ, Астрель, 2002, 285 с.
• 6. “Химия пособие репетитор” изд.“ Ростов –на- Дону “Феникс”
1997 г.
• 7. Большой справочник “Химия” для школьников и
поступающих в вузы” изд. Москва “Дрофа” 2000г.
• Назарларыңызға рахмет !
• Спасибо за внимание!
Thanks for attention!
• Сау болыңыздар !
• Good bye!