УСІ УРОКИ ХІМІЇ
10 клас

I СЕМЕСТР


ПОВТОРЕННЯ ОСНОВНИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ (4 год.)


УРОК 2

Тема уроку. Хімічний зв’язок, будова речовини


Цілі уроку: актуалізувати знання учнів про природу хімічного зв’язку, види хімічного зв’язку; розвивати вміння використовувати теоретичні знання для прогнозування властивостей елементів та їхніх сполук на підставі знань про будову атома й будову речовини; розвивати навички складання молекулярних і структурних формул речовин, описувати властивості речовин на підставі знань про хімічний зв’язок.

Тип уроку: повторення й систематизації знань.

Форми роботи: фронтальна, групова.

Обладнання: періодична система хімічних елементів, ряд активності металів, таблиця розчинності, схема до уроку 2.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу


II. Актуалізація опорних знань учнів з теми «Хімічний зв’язок. Будова речовини»

1. Фронтальна бесіда за основними питаннями теми

(з використанням схеми 2)

Поясніть, як ви розумієте поняття «хімічний зв’язок».

Хімічний зв’язок — це сила, що втримує разом певне число атомів, іонів, молекул.

Отже, це взаємодії, що приводять до об’єднання хімічних частинок у речовини. Хімічний зв’язок буває внутрішньо-молекулярним і міжмолекулярним (міжмолекулярні взаємодії).

Які зв’язки називаються міжмолекулярними?

Міжмолекулярні зв’язки — це зв’язки між молекулами. Це водневий зв’язок, іон-дипольний зв’язок (за рахунок утворення цього зв’язку відбувається, наприклад, утворення гідратної оболонки іонів), диполь-дипольний (за рахунок утворення цього зв’язку з’єднуються молекули полярних речовин, наприклад, у рідкому ацетоні) та ін.

Який зв’язок називається іонним?

Іонний зв’язок — це хімічний зв’язок, утворений за рахунок електростатичного притягання різнойменно заряджених іонів. У бінарних сполуках (сполуках з двох елементів) він утворюється у випадку, коли одні атоми легко віддають електрони, а інші схильні їх приймати (зазвичай це атоми елементів, що утворюють типові метали, а також атоми елементів, які утворюють типові неметали); електронегативність таких атомів значною мірою відрізняється (Δχ> 2).

Іонний зв’язок є ненаправленим і ненасичуваним.

Поясніть механізм утворення ковалентного зв’язку.

Ковалентний зв’язок — це хімічний зв’язок, що виникає за рахунок перекривання електронних хмарин неспарених електронів. Ковалентний зв’язок утворюється між атомами з однаковою або близькою електронегативністю. Необхідна умова — наявність неспарених електронів в обох атомів, що зв’язуються (обмінний механізм), або неподіленої пари в одного атома й вільної орбіталі — у другого (донорно-акцепторний механізм):


а

H - H

H2

Одна загальна пара електронів; H одновалентний

б

N2

Три загальні пари електронів; N тривалентний

в

H - F

HF

Одна загальна пара електронів; H і F одновалентні

г

NH4+

Чотири загальні пари електронів; N чотиривалентний


За характером перекривання електронних хмарин («орбіталей») ковалентний зв’язок поділяється на σ-зв’язок і π-зв’язок. σ-зв’язок утворюється за рахунок прямого перекривання електронних хмарин (уздовж прямої, що з’єднує ядра атомів), π-зв’язок — за рахунок бічного перекривання (по обидва боки від площини, у якій перебувають ядра атомів).

За кількістю загальних електронних пар ковалентні зв’язки поділяються на такі:

✵ прості (одинарні) — одна пара електронів (σ-зв’язок);

✵ подвійні — дві пари електронів (σ-зв’язок і π-зв’язок);

✵ потрійні — три пари електронів (σ-зв’язок і два π-зв’язки).

Подвійні й потрійні зв’язки називаються кратними зв’язками.

Наведіть приклади сполук із кратними зв’язками.

За розподілом електронної густини між атомами, що зв’язуються, ковалентний зв’язок поділяється на неполярний і полярний. Неполярний зв’язок утворюється між однаковими атомами, полярний — між різними (Δχ > 2).

Що таке електронегативність?

Електронегативність — це міра здатності атома в речовині притягувати до себе загальні електронні пари.

Електронні пари полярних зв’язків зміщені в бік більш електронегативних елементів. Власне зсув електронних пар називається поляризацією зв’язку. Часткові (надлишкові) заряди, що утворюються в процесі поляризації, позначаються δ+ і δ-, наприклад: Hδ+ ^ Fδ-.

Ковалентний зв’язок має спрямованість і насичуваність, а також здатність поляризуватися.

Для пояснення і прогнозування взаємного напрямку ковалентних зв’язків використовують модель гібридизації.

Гібридизація атомних орбіталей і електронних хмар — це передбачуване вирівнювання атомних орбіталей за енергією, а електронних хмарин — за формою в процесі утворення атомом ковалентних зв’язків.

Найчастіше трапляються три типи гібридизації: sp-, sp2- і sp3-гiбридизація. Наприклад:

✵ sp-гібридизація — у молекулах C2H2, BeH2, CO2 (лінійна будова);

✵ sp2-гібридизація — у молекулах C2H4, C6H6, BF3 (пласка трикутна форма);

✵ sp3-гібридизація — у молекулах CCl4, SiH4, CH4 (тетраедрична форма); NH3 (пірамідальна форма); H2O (кутова форма).

Назвіть особливості металевого зв’язку.

Металевий зв’язок — це хімічний зв’язок, утворений за рахунок усуспільнення валентних електронів усіх атомів металевого кристала, що зв’язуються. У результаті утворюється єдина електронна хмарина кристала, що легко зміщається під дією електричної напруги, звідси — висока електропровідність металів.

Металевий зв’язок утворюється в тому випадку, коли атоми, що зв’язуються, великі й тому схильні віддавати електрони. Прості речовини з металевим зв’язком — метали (Na, Ba, Al, Cu, Au та ін.), складні речовини — інтерметалеві сполуки (AlCr2, Ca2Cu, Cu5Zn8 та ін.).

Металевий зв’язок не має спрямованості й насичуваності. Він зберігається й у розплавах металів.

Який зв’язок називається водневим?

Водневий зв’язок — це міжмолекулярний зв’язок, утворений за рахунок взаємодії високоелектронегативного атома й атома Гідрогену з більшим позитивним частковим зарядом. Утворюється в тих випадках, коли в одній молекулі є атом з неподіленою парою електронів і високою електронегативністю (F, O, N), а в іншій — атом Гідрогену, зв’язаний дуже полярним зв’язком з одним з таких атомів.

Наведіть приклади міжмолекулярних водневих зв’язків:

H - O - H ... OH2

H - O - H ... NH3

H - O - H ... F - H

H - F ... H - F

Внутрішньо-молекулярні водневі зв’язки існують у молекулах поліпептидів, нуклеїнових кислот, білків тощо.

Мірою міцності будь-якого зв’язку є енергія зв’язку.

Енергія зв’язку — це енергія, необхідна для розриву певного хімічного зв’язку в 1 моль речовини. Одиниця вимірювання — 1 кДж/моль.

Енергії іонного й ковалентного зв’язків — одного порядку, енергія водневого зв’язку — на порядок менша.

2. Будова речовини

На які групи за типом будови поділяються всі речовини?

На молекулярні й немолекулярні. Серед органічних речовин переважають молекулярні речовини, серед неорганічних — немолекулярні.

За типом хімічного зв’язку речовини поділяються на речовини з ковалентним зв’язком, речовини з іонним зв’язком (йонні речовини) та речовини з металевим зв’язком (метали).

Речовини з ковалентним зв’язком можуть бути молекулярними й немолекулярними. Це істотно позначається на їхніх фізичних властивостях.

Наведіть приклади речовин молекулярної будови.

Молекулярні речовини складаються з молекул, зв’язаних між собою слабкими міжмолекулярними зв’язками, наприклад: H2, O2, N2, Cl2, Br2, S8, P4 та інші прості речовини; CO2, SO2, N2O5, H2O, HCl, HF, NH3, CH4, C2H5OH, органічні полімери й багато інших речовин. Ці речовини не характеризуються високою міцністю, мають низькі температури плавлення й кипіння, не проводять електричного струму, деякі з них розчиняються у воді або інших розчинниках.

Які властивості мають речовини немолекулярної будови?

Немолекулярні речовини з ковалентними зв’язками, або атомні речовини (алмаз, графіт, Si, SiO2, SiC та ін.), утворюють дуже міцні кристали (виняток — шаруватий графіт), вони нерозчинні у воді та інших розчинниках, мають високі температури плавлення й кипіння, більшість із них не проводить електричного струму (крім графіту, що виокремлюється електропровідністю, і напівпровідників — силіцію, германію та ін.)

Охарактеризуйте фізичні властивості іонних речовин.

Усі іонні речовини — тверді тугоплавкі речовини, розчини й розплави яких проводять електричний струм. Багато які з них розчиняються у воді. Слід зазначити, що в іонних речовинах, кристали яких складаються зі складних іонів, наявні й ковалентні зв’язки, наприклад: (Na+)2(SO42-), (К+)3(PO43-), (NH4+)(NO3-) тощо. Ковалентними зв’язками пов’язані атоми, з яких складаються складні іони.

Наведіть приклади фізичних властивостей речовин з металевим зв’язком.

Метали (речовини з металевим зв’язком) дуже різноманітні за своїми фізичними властивостями.

Характерними фізичними властивостями металів є їхня висока електропровідність (на відміну від напівпровідників, зменшується з підвищенням температури), висока теплоємність і пластичність (у чистих металів).

У твердому стані майже всі речовини складаються з кристалів. За типом будови й типом хімічного зв’язку кристали («кристалічні ґратки») поділяють на атомні (кристали немолекулярних речовин з ковалентним зв’язком), іонні (кристали іонних речовин), молекулярні (кристали молекулярних речовин з ковалентним зв’язком) і металеві (кристали речовин з металевим зв’язком).


III. Керована практика

На розсуд учителя й залежно від підготовленості класу завдання можна використовувати для фронтальної, групової або індивідуальної роботи.

Завдання 1. Наведіть приклади речовин, які мають іонну, атомну й молекулярну кристалічні ґратки. Яка з цих речовин матиме найнижчу температуру плавлення, а яка — найвищу? Чому?

Завдання 2. Оксиген утворює хімічні зв’язки з Натрієм, Хлором, Нітрогеном і Цинком. Запишіть формули цих сполук, укажіть вид хімічного зв’язку й тип кристалічної ґратки. Поясніть, який зв’язок буде найменш полярним.

Завдання 3. З огляду на положення Оксигену, Сульфуру й Селену в періодичній системі укажіть вид хімічного зв’язку й тип кристалічних ґраток у сполуках цих елементів з Гідрогеном. Поясніть, у якій з цих сполук зв’язок найменш полярний.

Завдання 4. Який з хімічних зв’язків є найбільш полярним?

H - Cl, H - Br, H - І, H - P, H - S.

Поясніть, чому. Укажіть вид хімічного зв’язку.

Завдання 5. Наведіть приклади речовин, у яких Флуор утворює іонний, ковалентні полярний та неполярний зв’язки, укажіть тип кристалічних ґраток у цих сполуках.

Завдання 6. Метал масою 4,5 г, що має ступінь окиснення в сполуках +3, прореагував із хлоридною кислотою. При цьому виділився водень об’ємом 5,6 л (н. у.). Назвіть метал.

Завдання 7. Деякий метал масою 1,22 г у результаті взаємодії з хлором утворює сполуку масою 4,75 г. Ступінь окиснення цього металу в хлориді +2. Назвіть метал.

Завдання 8. У результаті взаємодії деякого металу масою 0,92 г з хлором одержали хлорид металу масою 2,34 г. Назвіть метал, якщо його ступінь окиснення в хлориді дорівнює +1.

Завдання 9. У результаті взаємодії деякого металу з водою в процесі нагрівання утворився оксид зі ступенем окиснення металу +2. Маса оксиду, що утворився, дорівнює 16,2 г, утвореної води — 0,4 г. Визначте, який метал було взято для реакції з водою.


IV. Підбиття підсумків і висновки

Оцінюємо роботу учнів, оцінки виставляємо за бажанням учнів.


V. Домашнє завдання

Повторити теорію електролітичної дисоціації.


Додаток

Схема 2

 


Ковалентний полярний (Δχ) — ________________________________________________   

Ковалентний неполярний (Δχ) — ______________________________________________

Іонний (Δχ) — ______________________________________________________________

Металевий (Δχ) — __________________________________________________________

δ-зв’язок — ________________________________________________________________

π-зв’язок — ________________________________________________________________


Типи гібридизації

 

sp

sp2

sp3

 

 

 


image7


Типи кристалічних ґраток

 

Тип кристалічної ґратки

Тип хімічного зв’язку

Фізичні властивості речовини

Приклади речовин

Молекулярний

 

 

 

 

 

 

Іонний

 

 

 

Атомний

 

 

 

Металевий

 

 

 







Personalised Essay Writing Service for You

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити