У красного фосфора атомное строение. Фосфор, строение атома, аллотропия, химические свойства фосфора. Оксид фосфора (V). Фосфор в природе

Конспект урока химии в 9 классе по теме:

«Фосфор. Строение атома, аллотропия, свойства и применение фосфора» с презентацией

Тема урока: «Фосфор. Строение атома, аллотропия, свойства и применение фосфора».

Цель урока: Определить положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, рассмотреть строение атома фосфора, физические и химические свойства, области применения фосфора.

Задачи урока:

Образовательные:

1. Рассмотреть строение атома фосфора согласно его положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, аллотропные модификации фосфора.
2. Изучить физические и химические свойства фосфора, нахождение в природе, его области применения.
3. Продолжить формирование умения учащихся работать с периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева.
4. Совершенствовать умения составлять уравнения химических реакций.

Развивающие:

1. Развивать память и внимание учащихся.
2. Формировать положительную мотивацию на изучение предмета химии.
3. Учить применять имеющиеся знания в новой ситуации.

Воспитательные:

1. Показать значимость химических знаний для современного человека.

Оборудование:

ПСХЭ, компьютер, мультимедийный проектор, электронное пособие «Видеодемонстрации».

Тип урока:

Комбинированный. Урок изучения нового материала.

Формы организации учебной деятельности:

1. самостоятельная работа с текстом учебника;
2. фронтальная;
3. сообщения учащихся (индивидуальная);
4. работа в группах.

Методы обучения. Методы организации учебной деятельности:

1. словесные (эвристическая беседа),
2. наглядные (коллекция, видеофрагмент) на основе познавательной деятельности
3. частично-поисковый;

Педагогические приемы:

1. учебно-организационные (определение цели и задачи урока, создание благоприятных условий деятельности);
2. учебно - информационные (беседа, постановка проблемы, ее обсуждение, работа с учебником, наблюдение);
3. учебно - интеллектуальные (восприятие, осмысление, запоминание информации, решение проблемных задач, мотивация деятельности).

Ход урока.

I.Организационный момент.

Психологический настрой учащихся, проверка готовности к уроку.

Учитель приветствует учащихся.

II.Актуализация знаний (слайд 2.)

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".

Артур Конан-Дойл. "Собака Баскервилей"

Вот в какой скверной истории оказался замешан элемент N 15

Итак, тема урока - «Фосфор. Строение атома, аллотропия, свойства и применение фосфора» цель и задачи урока (слайды 3, 4)

III. Изучение нового материала.

1. Положение фосфора в периодической системе химических элементов (слайд 5, 6)

Задание: Используя периодическую систему химических элементов, дайте характеристику химическим элементам фосфора и азота, заполните таблицу.

Вариант 1 - положение в ПСХЭ и строение атома азота.

Вариант 2 - положение в ПСХЭ и строение атома фосфора.

Найдите черты сходства, различия между строением атома азота и фосфора.

Вывод: Оба элемента находятся в главной подгруппе V группы ПСХЭ, на последнем энергетическом уровне по 5 электронов, имеют одинаковые значения низших степеней окисления -3 (если проявляют окислительные свойства, например, с металлами, водородом) и +5 в кислородсодержащих соединениях.

2. Валентное состояние атома фосфора (слайд 7) - объяснение учителя.

3. Нахождение в природе (слайд 8) -работа с учебником.

Задание классу:

В каком виде фосфор встречается в природе?

Лабораторный опыт № 1.

1. Рассмотрите образцы минералов, содержащих фосфор.
2. Запишите названия и формулы предложенных минералов в тетрадь.

4. Физические свойства

Аллотропные модификации фосфора (слайд 9,10)-объяснения учителя

А) белый фосфор (слайд 11,12);

Б) красный фосфор (слайд 13,14);

В) черный фосфор (слайд 15,16);

Вывод: Три аллотропные модификации - белый, красный, черный.

5. Химические свойства фосфора (слад 17)

1) Взаимодействие фосфора с простыми веществами:

А) с металлами, образуя фосфиды.

Например, взаимодействие белого фосфора с кальцием.

Задание: Запишите уравнение реакции, составьте уравнение электронного баланса.

Б) Взаимодействие фосфора с неметаллами.

Например: Взаимодействие фосфора и кислорода (видеофрагмент).

Задание:

1. Запишите уравнения реакции, составьте уравнение электронного баланса.
2. Как горит фосфор на воздухе и в кислороде?

В) Взаимодействие фосфора со сложными веществами (хлоратом калия) (слайд 18)

6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

6. Применение фосфора (слайд 19) - выступление учащегося.

III.Закрепление изученного материала (фронтальный опрос):

1.Охарактеризуйте положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

2.В каком соединении фосфор проявляет степень окисления -3? (слайд 20)

А) Н3РО4

Б) РН3

В) HРO3

3. В каком виде фосфор находится в природе? Охарактеризуйте физические свойства фосфора (красного, белого, черного).

4.С каким веществом реагирует фосфор образуя фосфид:

А) водой

Б) водородом

В) магнием

IV.Домашнее задание (слайд 23): § 22, упр. 3

V.Рефлексия

1. Что нового вы узнали на уроке?
2. Какой момент урока вам понравился?
3. Какое впечатление у вас осталось от урока?

VI. Подведение итогов и выводы урока.

Разделы: Химия , Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Девиз урока:

"Фосфор-элемент жизни и мысли" .
А.Е.Ферсман

Цели урока: Изучить физические и химические свойства фосфора, оксида фосфора. Закрепить понятие аллотропии на примере аллотропных модификаций фосфора.

Ход урока

I. И.В. Информационный ввод учащихся:

Ознакомление с темой урока. Вопросы к теме урока (слайд 4)

II. Изучение нового материала. Беседа учителя по следующим темам:

а). Открытие фосфора. (слайд 5)

в) Строение атома фосфора (слайд 6)

г) Нахождение фосфора в природе (слайд 7)

д) Физические свойства. Аллотропные модификации фосфора (слайд 8)

III. Химические свойства фосфора. Самостоятельная работа учащихся (слайд 9) (учащиеся сами определяют окислительно-восстановительную двойственность фосфора, составляют уравнения окислительно-восстановительных реакций, характеризующих химические свойства фосфора-окислителя и фосфора-восстановителя)

IV. Физические свойства оксида фосфора. Аналитические выводы учащихся о характере оксида фосфора (V). Составление уравнений реакций. (слайд 10)

V. Сообщения учащихся по темам: биологическое значение фосфора, круговорот фосфора в природе, применение фосфора и его соединений. (слайды 11,12,13).(Учитель заранее дает учащимся темы сообщений).

VI. Текущий контроль знаний. Работа по тестам темы в форме подготовки к ГИА.

VII. Разминка. Игра-эстафета. (слайд 14)

VIII. Итоги урока. Оценка результатов тестов, химической эстафеты, устных и письменных ответов учащихся. Выводы к уроку. (слайд 15).

IX. Домашнее задание параграф 35, составить уравнения реакций взаимодействия фосфора с галогенами, с серой, с металлическим магнием.

VII. Дом. зад. (слайд 16).

«Применение кислорода в промышленности» - Кислород получил шведский химик Карл Шееле. Флогистонная теория. Кислород образует пероксиды. Получение азота. Металлургия. Электронная промышленность. Происхождение названия. Медицина. Получение. Фториды кислорода. Химические свойства. Кислород является составной частью воздуха. Окисление. Кислород получают методом разделения воздуха на воздухоразделительных установках. Пищевая промышленность. Применение кислорода в промышленности.

«Профессии, связанные с химией» - Повар - кондитер. Фармацевт. Продавец. Маяковский «Кем быть?». Химия. Воин - подрывник. Химик-исследователь. Сварщик. Химик - технолог. Все работы хороши, выбирай на вкус. Рабочие профессии, связанные с химией. Нефтяник.

«Строение и свойства углерода» - Выполнение тестовых заданий. Восстановление меди. Карбин. Фильтрующий противогаз. Свойства определяются строением. Ребус. Большая императорская корона. Кристаллическая структура. Вес алмазов измеряется в каратах. Исторический алмаз. Адсорбция. Взаимодействие углерода с алюминием. Физминутка. Императорский скипетр. Рассмотрим простые вещества. Что вы знаете об алмазах. Применение. Химические свойства углерода.

«Натрий» - Натрий. Физические свойства. Хлорид натрия. Происхождение натрия. NaCl. Использование в жизни человека. Биологическая роль. Признаки натрия. Общая характеристика натрия. Химические свойства.

«Химические свойства серы» - Повторение строения. Кислород. Вопросы для повторения. Взаимодействие с углеродом. Химические свойства. Химические свойства серы. Взаимодействие серы с водородом. Использование интерактивной доски. Взаимодействие с металлами. Взаимодействие с кислородом. Сера. Урок химии. Радиус серы.

«Основные соединения серы» - Качественная реакция на сульфит-ион. Физические свойства. Сероводород в Чёрном море. Качественная реакция на сульфид-ион. Химические свойства. Черный осадок. Последний день Помпеи. Пятигорск. Сернистая кислота. Реакция взаимодействия. Определите степени окисления элементов в соединениях. Сернистый газ. Геохимик. Гидросульфиды. Проверь себя. Свойства веществ. Реакция взаимодействия с кислородом. Сероводородная кислота.

СТРОЕНИЕ АТОМА ФОСФОРА

Фосфор расположен в III периоде, в 5 группе главной подгруппе «А», под порядковым номером №15. Относительная атомная масса A r (P) = 31 .

Р +15) 2) 8) 5

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3 , фосфор: p – элемент, неметалл

Валентные возможности фосфора шире, чем у атома азота, так как в атоме фосфора имеются свободные d -орбитали. Поэтому может произойти распаривание 3S 2 – электронов и один из них может перейти на 3d – орбиталь. В этом случае на третьем энергетическом уровне фосфора окажется пять неспаренных электронов и фосфор сможет проявлять валентность V .

В свободном состоянии фосфор образует несколько аллот ропных видоизменений: белый , красный и чёрный фосфор

Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са 3 (РО 4) 3 ·CaF 2 . В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800-1500 мг. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

ТОКСИКОЛОГИЯ ФОСФОРА

· Красный фосфор практически нетоксичен. Пыль красного фосфора, попадая в легкие, вызывает пневмонию при хроническом действии.

· Белый фосфор очень ядовит, растворим в липидах. Смертельная доза белого фосфора - 50-150 мг. Попадая на кожу, белый фосфор дает тяжелые ожоги.

Острые отравления фосфором проявляются жжением во рту и желудке, головной болью, слабостью, рвотой. Через 2-3 суток развивается желтуха. Для хронических форм характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечно-сосудистой и нервной систем. Первая помощь при остром отравлении - промывание желудка, слабительное, очистительные клизмы, внутривенно растворы глюкозы. При ожогах кожи обработать пораженные участки растворами медного купороса или соды. ПДК паров фосфора в воздухе 0,03 мг/м³.

ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА

Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:

2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P 4 + 10CO + 6CaSiO 3 .

Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:

4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА

ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФОРА

Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности.

Пожалуй, первое свойство фосфора, которое человек поставил себе на службу, - это горючесть. Горючесть фосфора очень велика и зависит от аллотропической модификации.

Наиболее активен химически, токсичен и горюч белый («жёлтый») фосфор , потому он очень часто применяется (в зажигательных бомбах и пр.).

Красный фосфор - основная модификация, производимая и потребляемая промышленностью. Он применяется в производстве спичек, его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка, при трении спичечной головки в состав который входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение. Так же красный фосфор используется при производстве взрывчатых веществ, зажигательных составов, топлив.

Фосфор (в виде фосфатов) - один из трёх важнейших биогенных элементов, участвует в синтезе АТФ. Большая часть производимой фосфорной кислоты идёт на получение фосфорных удобрений - суперфосфата, преципитата, и др.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№2. Осуществите превращения по схеме:
P -> Ca 3 P 2 -> PH 3 -> P 2 O 5
Для последней реакции PH 3 -> P 2 O 5 составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

№3. Осуществите превращения по схеме:
Ca 3 (PO 4 ) 2 -> P -> P 2 O 5

Введение

Фосфор (лат. Phosphorus) P - химический элемент V группы периодической системы Менделеева атомный номер 15, атомная масса 30,973762(4). Рассмотрим строение атома фосфора. На наружном энергетическом уровне атома фосфора находятся пять электронов. Графически это выглядит так:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3d 0

В 1699 г. гамбургский алхимик X. Бранд в поисках «философского камня», якобы способного превратить неблагородные металлы в золото, при выпаривании мочи с углём и песком выделил белое воскообразное вещество, способное светиться.

Название «фосфор» происходит от греч. «phos» - свет и «phoros» - несущий. В России термин «фосфор» введён в 1746 г. М.В. Ломоносовым.

К основным соединениям фосфора относят оксиды, кислоты и их соли (фосфаты, дигидрофосфаты, гидрофосфаты, фосфиды, фосфиты).

Очень много веществ, содержащих фосфор, содержатся в удобрениях. Такие удобрения называют фосфорными.

Фосфор как элемент и как простое вещество

Фосфор в природе

Фосфор относится к числу распространенных элементов. Общее содержание в земной коре составляет около 0,08%. Вследствие лёгкой окисляемости фосфор в природе встречается только в виде соединений. Главными минералами фосфора являются фосфориты и апатиты, из последних наиболее распространён фторапатит 3Ca 3 (PO 4) 2 * CaF 2 . Фосфориты широко распространены на Урале, в Поволжье, Сибири, Казахстане, Эстонии, Беларуси. Самые большие залежи апатитов находятся на Кольском полуострове.

Фосфор - необходимый элемент живых организмов. Он присутствует в костях, мышцах, в мозговой ткани и нервах. Из фосфора построены молекулы АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ - собиратель и носитель энергии). В организме взрослого человека содержится в среднем около 4,5 кг фосфора, в основном в соединении с кальцием.

Фосфор содержится также в растениях.

Природный фосфор состоит лишь из одного стабильного изотопа 31 Р. В наши дни известно шесть радиоактивных изотопов фосфора.

Физические свойства

Фосфор имеет несколько аллотропных модификаций - белый, красный, чёрный, коричневый, фиолетовый фосфор и др. Первые три из названных наиболее изучены.

Белый фосфор - бесцветное, с желтоватым оттенком кристаллическое вещество, светящееся в темноте. Его плотность 1,83 г/см 3 . Не растворяется в воде, хорошо растворяется в сероуглероде. Имеет характерный чесночный запах. Температура плавления 44°С, температура самовоспламенения 40°С. Чтобы защитить белый фосфор от окисления, его хранят под водой в темноте (на свету идёт превращение в красный фосфор). На холоде белый фосфор хрупок, при температурах выше 15°С становится мягким и режется ножом.

Молекулы белого фосфора имеют кристаллическую решётку, в узлах которой находятся молекулы Р 4 , имеющие форму тетраэдра.

Каждый атом фосфора связан тремя?-связями с другими тремя атомами.

Белый фосфор ядовит и даёт труднозаживающие ожоги.

Красный фосфор - порошкообразное вещество тёмно-красного цвета без запаха, в воде и сероуглероде не растворяется, не светится. Температура воспламенения 260°С, плотность 2,3 г/см 3 . Красный фосфор представляет собой смесь нескольких аллотропных модификаций, отличающихся цветом (от алого до фиолетового). Свойства красного фосфора зависят от условий его получения. Не ядовит.

Чёрный фосфор по внешнему виду похож на графит, жирный на ощупь, обладает полупроводниковыми свойствами. Плотность 2,7 г/см 3 .

Красный и чёрный фосфоры имеют атомную кристаллическую решётку.

Химические свойства

Фосфор - неметалл. В соединениях он обычно проявляет степень окисления +5, реже - +3 и -3 (только в фосфидах).

Реакции с белым фосфором идут легче, чем с красным.

I. Взаимодействие с простыми веществами.

1. Взаимодействие с галогенами:

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (хлорид фосфора (III)),

PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (хлорид фосфора (V)).

2. Взаимодействие с нематаллами:

2P + 3S = P 2 S 3 (сульфид фосфора (III).

3. Взаимодействие с металлами:

2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (фосфид кальция).

4. Взаимодействие с кислородом:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (оксид фосфора (V), фосфорный ангидрид).

II. Взаимодействие со сложными веществами.

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO^.

Получение

Фосфор получают из измельченных фосфоритов и апатитов, последние смешиваются с углем и песком и прокаливаются в печах при 1500°С:

2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 6CaSiO 3 + P 4 ^ + 10CO^.

Фосфор выделяется в виде паров, которые конденсируются в приёмнике под водой, при этом образуется белый фосфор.

При нагревании до 250-300°С без доступа воздуха белый фосфор превращается в красный.

Чёрный фосфор получается при длительном нагревании белого фосфора при очень большом давлении (200°С и 1200 МПа).

Применение

Красный фосфор применяется при изготовлении спичек (см. рисунок). Он входит в состав смеси, наносимой на боковую поверхность спичечного коробка. Основным компонентом состава головки спички является бертолетова соль KClO 3 . От трения головки спички о намазку коробка частицы фосфора на воздухе воспламеняются. В результате реакции окисления фосфора выделяется тепло, приводящее к разложению бертолетовой соли.

Образующийся кислород способствует воспламенению головки спички.

Фосфор используют в металлургии. Он применяется для получения проводников и входит в состав некоторых металлических материалов, например оловянных бронз.

Также фосфор используют при производстве фосфорной кислоты и ядохимикатов (дихлофос, хлорофос и др.).

Белый фосфор используют для создания дымовых завес, так как при его горении образуется белый дым.