litceymos.ru 1





МОУ «Дьектиекская СОШ»




Урок по химии в 9 классе


Подготовила учитель химии


Огнева З.И.


с. Дьектиек



2010 год


Светоносец фосфор

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Форма урока: урок-аукцион

Цели:

  • обеспечить усвоение учащимися знаний о фосфоре как о химическом элементе и простом веществе;

  • аллотропных видоизменениях фосфора;

  • повторить зависимость свойств вещества от его состава и строения;

  • развивать умение сравнивать, анализировать.

  • способствовать формированию материалистического мировоззрения, нравственному воспитанию школьников.

  • способствовать формированию экологических и профориентационных знаний;

  • развивать познавательный интерес.

Средства обучения:

  • Реактивы и оборудование – красный фосфор, пробирка, держатель, спиртовка, спички, стеклянная палочка, вата.

  • Мультимедийный проектор, компьютер, презентация Power Point (Приложение 1).
  • Раздаточный материал: таблица “Физические свойства белого и красного фосфора”.


  • На столах учеников таблички, с названиями предприятий, которые используют для производства продукции фосфор «Спичечная фабрика», «Завод по производству пироматериалов», «Завод цветных металлов», «Завод по производству фосфорной кислоты»; листки с табличками для записи свойств аллотропных модификаций фосфора



ХОД УРОКА

I. Мотивация учащихся

Учитель зачитывает отрывок из романа А.Конан-Дойла “Собака Баскервилей”.

Демонстрация слайда №1

...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

-Фосфор, – сказал я”.

Из какого произведения этот отрывок? Вот в какой неприятной истории оказался замешан элемент №15. Но могло ли быть такое в действительности, имеет ли фосфор такие свойства, прав ли был А.Конан-Дойл?

Демонстрация слайда №2

Наш урок посвящён родному брату азота ФОСФОРУ.

Содержание в земной коре 0,105% по массе, что значительно превосходит содержание, например, азота. В свободном виде в природе фосфор не встречается, но он входит в состав 200 различных минералов.

Познакомиться подробнее с этим интересным химическим элементом и простыми веществами, которые он образует – наша учебная задача. А чтобы вы лучше поняли необходимость этого вещества в человеческой деятельности мы пригласили на наш урок-аукцион покупателей, которых вы должны заинтересовать, чтобы они купили у нас как можно больше сырья для своих предприятий.


II. Изучение нового материала


    1. История открытия фосфора

Рассказ учителя:

Фосфор открывали несколько раз. Причем всякий раз получали его из … мочи. Есть упоминания о том, что первооткрывателем фосфора был арабский алхимик Альхильд Бехиль (XII век), перегонявший мочу с глиной, известью и углем. Но все же годом открытия фосфора считается 1669-й.

Демонстрация слайда №3

Гамбургский алхимик-любитель Хеннинг Бранд, разорившийся купец, хотел с помощью алхимии поправить свои дела и в поисках “философского камня” и проводил опыты с разными веществами. Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм, выпарил, затем перегнал до образования твердого остатка, при нагревании которого образовалось вещество, ярко светившееся в темноте. Бранд назвал его фосфором, что в переводе с греческого означает “светоносец”. Способ получения фосфора держался в секрете. В третий раз фосфор открыл Р.Бойль в 1680 году. . В последующие годы было установлено, что фосфор содержится не только в моче, но и в тканях головного мозга, в костях скелета.

2. Фосфор как химический элемент.

Беседа:

- Каково положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева?

- Составьте схему строения атома фосфора, сделайте вывод о проявлении свойств.

- Определите возможные степени окисления фосфора в соединениях.

- Составьте формулу летучего водородного соединения и высшего оксида, расставьте степени окисления. Каков характер оксида?

Демонстрация слайдов №4,5

Химический элемент с атомным номером 15, атомная масса 30,973762. Расположен в группе VA в 3 периоде периодической системы. Имеет один стабильный нуклид 31Р. Конфигурация внешнего электронного слоя 3 s 2 р 3. В соединениях проявляет степени окисления от –3 до +5. Валентности от III до V. Самая устойчивая степень окисления в соединениях +5.


3. Аллотропные видоизменения фосфора.

- Необычное светящееся вещество, полученное Брандом, - белый фосфор. Кроме белого, есть еще красный фосфор и черный фосфор. Как называется явление существования нескольких простых веществ, образованных одним химическим элементом?

Демонстрация слайда №6

- Сравните физические свойства аллотропных видоизменений фосфора. (Самостоятельная работа учащихся с таблицей)

Таблица “Физические свойства белого и красного фосфора”


Характеристика вещества

Свойства фосфора

белого

красного

Физическое состояние

Кристаллическое вещество

Порошкообразное вещество

Твердость

Небольшая - можно резать ножом (под водой)

-

Цвет

Бесцветный с желтоватым оттенком

Темно-красный

Запах

Чесночный

Без запаха

Плотность (в г/см3)

1,8

2,3

Растворимость в воде

Не растворяется

Не растворяется

Растворимость в сероуглероде


Хорошо растворяется

Не растворяется

Температура плавления

44°С

При сильном нагревании превращается в пары белого фосфора

Температура воспламенения

40°С. В измельченном состоянии воспламеняется при обычной температуре.

Около 260°С

Свечение

В темноте светится

Не светится

Действие на организм

Сильный яд

Не ядовит

- Сходны или различны свойства белого и красного фосфора?

- Чем объясняются различия в свойствах?

Демонстрация слайда №7

- Какой тип кристаллической решетки у белого фосфора? Красного фосфора?

Молекула белого фосфора состоит из четырех атомов, построенных в форме тетраэдра. Красный фосфор имеет атомную кристаллическую решетку с довольно сложным строением. Существует еще чёрный фосфор - полимерное вещество с металлическим блеском, похожее на графит, без запаха, жирное на ощупь. Не растворим в воде и в органических растворителях. Атомная кристаллическая решётка, полупроводник

- Как вы думаете, можно ли из одного аллотропного видоизменения фосфора получить другое? ДА

Белый фосфор самовозгорается на воздухе. Кроме того, процесс окисления катализируется органическими веществами, в частности, шерстью. Поэтому собака Баскервилей не могла быть раскрашена белым фосфором.

- Каково физиологическое действие белого фосфора?

Доза фосфора в 0,05–0,15 г для человека смертельна. Профессиональным заболеванием рабочих первых спичечных фабрик был фосфорный некроз – поражение челюстей.


Белый фосфор не только является сильным ядом, при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги.

3. Работа в тетрадях

Сейчас покупатели имеют возможность ознакомиться с характеристиками предлагаемого товара (лота). По мере необходимости делайте записи с табличках, лежащих у вас на столах.

Демонстрация слайда №8 Таблица 2


Аллотропное видоизменение

Строение вещества

Свойства вещества

Фосфор красный

Менее активен, чем белый

Имеет аморфное ситроение или атом-ную кристалличе­скую решетку, полимерное строение: тетраэдры Р4 связаны в бесконечные цепи. Несколько отличен «фиолетовый фосфор», состоящий из группировок Р8 и Р9, уложенных в длинные трубчатые структуры с пятиу-гольным сечением.

Порошок крас­но-бурого цвета (название красный относится сразу к нескольким модификациям, отличающимся по плотности и окраске от оранжевой до тёмнокрасной и даже фиолетовой), не ядовит. Не растворяется ни в воде, ни в серо­углероде. Не све­тится в темноте. Загорается лишь при поджигании, а самовоспламеняются при темп. более 200оС. Имеет переменную плотность 2,0-2,4 г/см3, это связано с тем, что красный фосфор состоит из нескольких форм

Фосфор белый (жёлтый)

Наименее устойчив, наиболее реакционно-способен



Имеет молекуляр­ную кристалличе­скую решетку кубического типа, состоящую из молекул Р4, которые могут свободно вращаться, связаны очень непрочными связями и имеют форму тетраэдра.

В чистом виде совершенно бесцветен и прозрачен, продажный продукт окрашен в желтоватый цвет и по внешнему виду похож на воск. На холоду хрупок, мягкий при темп выше 150С, с характерным запахом. Легоплавок и летуч. Очень ядовит. Не растворяет­ся в воде, но хо­рошо растворяет­ся в сероуглеро­де. Светится в тем­ноте. В порошке самовоспламе­няется при темп. 34оС. Поэтому его хранят под водой.


Фосфор чёрный

Химически малоактивен

Кристаллическая форма. Построен из объёмных шестиуголь-ников с атомами фосфора в вершинах, связанных друг с другом в слои (напоминает графит)

Наименее активная форма. Внешне похож на графит. При нагревании без доступа воздуха переходит в пар, из которого конденсируется белый фосфор.



Характеристики аллотропных видоизменений фосфора

По химической активности можно выстроить три разновидности в порядке возрастания чёрный фосфор – красный фосфор – белый фосфор.

Есть фосфор белый, чёрный, красный –

Три аллотропных формы есть.

Вот белый: это яд опасный,

Слегка нагреешь вспыхнет весь.

Его назвали «Светоносный»

За то, что в полной темноте

Свет испускает белый фосфор

В воздушной находясь среде.

Известен людям фосфор красный,

Ведь спички зажигают все.

В составе смеси безопасной

Он есть на каждом коробке.

Запомним: в спичечной головке

Смесь соли с солью Бертолле.

Мы чиркнем спичкой о коробку

И вмиг окажемся в тепле.


4. Беседа с представителями предприятий


Познакомившись со свойствами разновидностей фосфора выбирайте необходимую для вас форму.

Какие свойства вещества можно использовать при производстве вашей продукции?


Ученики с помощью учителя называют разновидности, которые могут быть использованы на производстве.


Таблица 3


Применение аллотропных модификаций фосфора


Название предприятия


Вещество


Свойство


Применение

Спичечная фабрика

Красный фосфор

Способность воспламеняться при трении

Входит в состав смеси, которую наносят на спичку и боковые поверхности спичечного коробка. При трении фосфор воспламеняется, поджигает состав головки, а от него загорается дерево.

Завод по производству пироматериалов

Белый фосфор

Легко загорается, образуя мельчайшие частички Р2О5.

Производство дымовых завес, зажигательных и дымовых снарядов, бомб.

Завод цветных металлов

Красный фосфор

Легко вступает в реакции с различными простыми и сложными веществами при нагревании.

В производстве сплавов цветных металлов как раскислитель, как легирующая добавка (оловянистая бронза). Производство магнито-мягких сплавов и полу-проводниковых фосфидов.

Завод по производству фосфорной кислоты

Белый фосфор

Реакционноспособность

Производят фосфорую кислоту, минеральные удобрения, полифос-фаты натрия (для умя-гчения воды) и красный фосфор


5. Химические свойства фосфора

- Фосфор часто называют многоликим элементом. Не только из-за аллотропных видоизменений, но и благодаря химическим свойствам. Этот элемент может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

- Составьте уравнение реакции горения фосфора, объясните окислительно-восстановительный процесс.

4Р + 5О2 = 2Р2О5

Свечение белого фосфора объясняется медленным окислением кислородом воздуха. Это один из примеров реакций, при которых химическая энергия превращается в световую (фосфоресценция). Подобные превращения иногда наблюдаются и при других химических и биохимических процессах, например, при “свечении моря”.

- С какими веществами фосфор проявляет себя как окислитель?

Составьте уравнение реакции взаимодействия с магнием, назовите продукт.

3Mg + 2P = Mg3P2

- В смеси с бертолетовой солью от удара взрывается, воспламеняется.

5KClO3 + 6P = 3P2O5 + 5KCl

Такая реакция происходит, когда мы зажигаем спички. В головке спичек содержится бертолетова соль, в намазке шкурки – красный фосфор.

В 1867 г. от ожогов скончалась итальянская эрцгерцогиня Матильда, которая случайно наступила на спичку, – ее платье было мгновенно охвачено пламенем. В те времена спички были весьма опасны: мало того, что зажигались они очень легко, а порой и неожиданно, в них содержался сильно ядовитый белый фосфор.

5. Нахождение в природе, получение фосфора, круговорот фосфора в природе

В промышленности фосфор получают из фосфоритов и апатитов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния (IV) и угля.

Демонстрация слайдов № 9, 10

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 2P + 5CO


6. Применение фосфора

Демонстрация слайда №11

Главные его потребители – производство спичек, металлургия, химические производства. В недавнем прошлом на военных предприятиях его использовали для приготовления дымовых и зажигательных составов.

Войска США использовали зажигательные фосфорные бомбы во время военной операции вблизи иракского города Эль-Фаллуджа в 2004 году.

Демонстрация слайда №12

III. Итоги урока

Применение веществ человеком зависит от их свойств, в числе которых в первую очередь химическая активность. Поэтому сегодня на торгах проданы только две активные модификации фосфора. Чёрный фосфор не находит практического применения.

На теоретическом материале урока мы увидели, что не только строение вещества определяет его свойства, но и строение атома определяет возможность образовывать аллотропные модификации – ведь у брата фосфора азота этой способности нет.

И нам осталось заполнить книгу отзывов и предложений (предложить ученикам изложить своё впечатление об уроке в тетради дома).


IV. Домашнее задание

1. Изучить текст учебника по теме “Фосфор”. § 28

2. Сравнить: а) неметаллические свойства азота и фосфора как элементов; б) химическую активность азота и фосфора как простых веществ. Сделайте вывод.

3. Составить формулы веществ, образующих генетический ряд фосфора.

4. Индивидуальные задания. Подготовить сообщения: 1) об истории спичек; 2) о биологической роли фосфора и его соединений.