Характеристика химического элемента-неметалла на основании его положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева. 9 класс

Цели урока
Дать план общей характеристики хим. элемента по его положению в ПСХЭ
Повторить строение атома, типы хим. связи, классификацию неорганических веществ и их свойства в свете ТЭД и ОВР, генетическую связь между классами неорганических веществ

План характеристики ХЭ по его положению в ПСХЭ
Адрес ХЭ
Строение атома, проявляемые свойства, сравнение с соседними элементами
Физические свойства простого вещества
Оксид, образуемый этим ХЭ и его свойства, тип и схема хим. связи
Гидроксид, образуемый этим ХЭ, его свойства, тип связи
Водородное соединение, его свойства
Соли и их свойства

Дадим характеристику элемента ФОСФОРА
Порядковый номер 15, 3 период (малый), 5 группа, главная подгруппа (VA)
+15
окисление
Неметаллический элемент Р0 – 5 e Р+5
Р0 + 3 e Р-3 восстановление
Восстановитель и окислитель
2 8 5
n = 3
n = 2
n = 1
S
S
p
1S2 2S22p63S23p3
P
d
p
S
S
p

Сравним свойства атома фосфора с соседними ХЭ по группе и периоду
В группе : Азот - Фосфор - Мышьяк
На внешней оболочке – по 5 электронов (сходство)
Количество оболочек: у фосфора на 1 оболочку больше, чем у азота, но на 1 оболочку меньше, чем у мышьяка, следовательно, радиус атома фосфора больше, чем у азота, но меньше, чем у мышьяка, неметаллические и окислительные свойства фосфора слабее, чем у азота, но сильнее, чем у мышьяка
В периоде: Кремний – Фосфор - Сера
Количество оболочек – по 3 (сходство)
Количество внешних электронов: у кремния 4e, у фосфора – 5, у серы - 6e, следовательно, радиус атома фосфора больше, чем у серы, но меньше, чем у кремния, неметаллические и окислительные свойства фосфора слабее, чем у серы, но сильнее, чем у кремния

Фосфор – простое вещество
Неметалл, имеет разные аллотропные модификации (красный, белый – яд, смерть – 50 мг, черный),молекулярное строение Р4
Т пл.=44,10, Т кип.=280,50 (белый)
Молекулярная кристаллическая решетка
Ковалентная хим. связь
Электропроводность, теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск не характерны
Химические свойства: реагирует с металлами (кроме висмута, ртути, свинца) и неметаллами (образует бинарные соединения) – составить уравнения реакций с натрием, кислородом, хлором, серой

Оксиды фосфора – Р2O3, Р2О5
Солеобразующие, кислотные
Ковалентная полярная связь (записать схему образования связи)
Белый цвет
Химические свойства:
Запишите реакции оксида фосфора (V) с водой, оксидом натрия, гидроксидом натрия
Получение: 4 Р + 5 О2 = 2 Р2O5
оксид фосфора (V)

Фосфорная кислота- H3РО4
Н+ - РО43-
ковалентная полярная связь
Н+ - простой ион, РО43- - сложный ион
РО43- - КПС
Вязкая, сиропообразная бесцветная жидкость, которая легко переохлаждается
Химические свойства: запишите реакции фосфорной кислоты с гидрокидом калия, оксидом натрия, карбонатом натрия, хлоридом бария
Получение:
Р → Р4О10 (димер Р2О5) → Н3РО4

Водородное соединение – РH3 фосфид водорода (фосфин)
Ядовитый, химически активный, бесцветный газ со слабым чесночным запахом, плохо растворим в воде, лучше в орг. Растворителях, КНС
Сильный восстановитель
РН3 + 2 О2 = Н3РО4
Cоли фосфора – фосфаты, гидро- и дигидрофосфаты, фосфиды
Проверить растворимость солей фосфора в воде по таблице растворимости

Открытие фосфора – «светящийся»
открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году из человеческой мочи (phosphorus mirabilis, лат. «чудотворный носитель света»), позже немецким химиком — Иоганном Кункелем, Р. Бойлем - 14 октября 1680 года
В древнегреческой мифологии имя Фосфор (или Эосфор, др.-греч. Φωσφόρος) носил страж Утренней звезды

Получение фосфора
из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:
2 Са3(РО4)2 + 10С + 6 SiO2 = P4 + 10 CO + 6 CaSiO3
Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:
4 HPO3 + 10 C = P4 + 2 H2O + 10 CO

Генетический ряд неметалла
Вспомните признаки генетического ряда:
Один и тот же химический элемент-неметалл
Разные формы существования этого элемента-неметалла (простое вещество-оксид-кислота-соль)
Взаимопревращения веществ разных классов

Генетический ряд неметалла фосфора
Р ? Mg3P2 ? PH3 ? Рi2O5 ?
H3РО4 ? Na3PO4
Задание: осуществить цепочку превращений (составить уравнения реакций)

Задачи на выход продукта реакции
Вычислить выход нитрата аммония (NH4NO3) в % от теоретически возможного, если при пропускании 85 г аммиака в раствор азотной кислоты, было получено 380 г удобрения.
Сколько г аммиачной селитры (NH4NO3) можно получить при взаимодействии 44,8 л аммиака (н. у.) с азотной кислотой, если известно, что практический выход составляет 80 % от теоретически возможного?

Вспомним формулы!
η – выход продукта
m пр. V пр.
η = ----- = -------
m теор. V теор.

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ
При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5,5 г. Определите выход продукта реакции (%).
Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.

№1.
При взаимодействии натрия количеством вещества 0,5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%).
№2.
Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr2O3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход хрома составляет 95 %.
№3.
Определите, какая масса мели вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.
№4.
К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,1 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %.