Характеристика переходного элемента на основании его положения в периодической системе Д.И. Менделеева

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
Дать понятие амфотерности

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
Гидрид алюминия
Соли и их свойства

Дадим характеристику элемента АЛЮМИНИЯ
Порядковый номер 13, 3 период (малый), 3 группа, главная подгруппа (IIIA)
+13
окисление
Переходный элемент Al0 – 3 e Al+3
Восстановитель
2 8 3
n = 3
n = 2
n = 1
S
S
p
1S2 2S22p63S23p1
Al
d
p
S

Сравним свойства атома алюминия с соседними ХЭ по группе и периоду
В группе : Бор - Алюминий - Галлий
На внешней оболочке – по 3 электрона (сходство)
Количество оболочек: у алюминия на 1 оболочку больше, чем у бора, но на 1 оболочку меньше, чем у галлия, следовательно, радиус атома плюминия больше, чем у бора, но меньше, чем у галлия, металлические и восстановительные свойства алюминия сильнее, чем у бора, но слабее, чем у галлия
В периоде: Магний – Алюминий - Кремний
Количество оболочек – по 3 (сходство)
Количество внешних электронов: у кремния 4e, у алюминия – 3, у магния - 2e, следовательно, радиус атома алюминия больше, чем у кремния, но меньше, чем у магния, металлические и восстановительные свойства алюминия слабее, чем у магния, но сильнее, чем у кремния

Алюминий – простое вещество
Наиболее распространенный металл в земной коре (8,3% по массе), серебристого цвета
Т пл.=660,450,, плотность 2,699г/см3, Т кип.=25200, твердость 2,75
Металлическая кристаллическая решетка
Металлическая хим. связь
Электропроводность, теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск, легкость, неядовитость
Химические свойства: реагирует с неметаллами при нагревании – составить уравнения реакций с кислородом, хлором, серой, водой, соляной кислотой, оксидом титана эл. ток
Получение: 2 Al2O3 = 4 Al + 3 O2

Оксид алюминия – Al2O3
Солеобразующиq, амфотерный
Ковалентная полярная связь (записать схему образования связи)
Белый цвет (минерал корунд)
Химические свойства:
Запишите реакции оксида алюминия с оксидом натрия, гидроксидом натрия, соляной кислотой
Получение:
4 Al + 3 O2 2 Al2O3
2 Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O

Гидроксид алюминия- амфотерный Al(OH)3
Al3+ - ОH-
ионная связь
Al3+ - простой ион, ОH- - сложный ион
ОH- - КПС
Вязкая, студенистая белая масса, которая может растворяться в кислоте и растворе щелочи, нерастворим в воде, разлагается при нагревании
Al(OH)3 = H3AlO3
Химические свойства: запишите реакции гидроксида алюминияс гидрокидом калия, соляной кислотой
Получение:
Al → Al2O3 → AlCl3 ? Al(OH)3

Водородное соединение – AlH3 гидрид алюминия
Бесцветное нелетучее твердое вещество, полимер, термически неустойчив выше 150-200 градусов
Сильный восстановитель
Активно реагирует с водой с выделением водорода
Cоли алюминия – алюминаты, комплексные соединения

Открытие алюминия –
Около 1807 г. Дэви попытался провести электролиз глинозема, получил металл, который был назван алюмиумом (Alumium) или алюминумом (Aluminum), что в переводе с латинского - квасцы.
Алюминий тяжело было отделить от других веществ, поэтому он был дороже золота.
В 1886 году химиком Ч.М. Холлом был предложен способ, который позволил получать металл в больших количествах. Проводя исследования, он в расплаве криолита AlF3•nNaF растворил оксид алюминия. Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через расплав постоянный электрический ток. Через некоторое время на дне сосуда он обнаружил бляшки чистого алюминия. Этот способ и в настоящее время является основным для производства алюминия в промышленных масштабах. Полученный металл всем был хорош, кроме прочности, которая была необходима для промышленности. И эта проблема была решена.
Немецкий химик Альфред Вильм сплавил алюминий с другими металлами: медью, марганцем и магнием. Получился сплав, который был значительно прочнее алюминия. В промышленных масштабах такой сплав был получен в немецком местечке Дюрене. Это произошло в 1911 году. Этот сплав был назван дюралюминием, в честь городка.
Г. Дэви
Х.К.Эрстед
Ч.М. Холл

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

Генетический ряд неметалла фосфора
Al ? Al2O3 ? AlCl3 ? Al(OH)3 ? Na3AlO3
? Al2(SO4)3
H3РО4 ? Na3PO4
Задание: осуществить цепочку превращений (составить уравнения реакций)

Задачи на выход продукта реакции
В соляной кислоте растворили 270 г алюминия. Содержащего 10% примесей. Какой объем водорода (н.у.) получили при этом, если выход его составляет 75% от теоретически возможного? Сколько граммов 20%-но1 соляной кислоты потребовалось для реакции?