Урок-исследование по теме: "Комплексные соединения"

Урок по химии в 11-ом классе по теме: «Комплексные соединения».

Цель: создать условия для изучения учащимися комплексных соединений - их строения, номенклатуры, применения.

Задачи:

Образовательная - рассмотреть строение и номенклатуру комплексных соединений; продолжить формирование предметных умений: давать названия по формулам и составлять формулы по названиям, анализировать. сравнивать, делать выводы, экспериментально решать задачи по получению и применению комплексных соединений.

Развивающая - развивать у учащихся умение осуществлять самостоятельную деятельность на уроке, использовать ранее накопленные знания по химии в контексте нового материала; расширить научную лексику путем введения в активный словарь новых терминов; развивать логико-смысловое мышление учащихся, память, способность обобщать и анализировать на основе имеющихся данных.

Воспитательная - формировать научное мировоззрение, интерес к предмету, поддерживать устойчивую мотивацию к изучению химии.

 Функция учителя - постановка задач, организация деятельности учащихся; управление этой деятельностью и экспертиза полученных результатов на предмет соответствия планировавшимся.

Метод: проблемно-поисковый, практический, словесный.

Оборудование: электронная презентация по этапам урока, информационный материал для учащихся, рабочие листы, методика лабораторной работы, штативы с 6-ю пробирками, растворы солей железа (II) и (III), растворы красной кровяной соли, жёлтой кровяной соли, роданида калия, синие и красные карандаши.

 Содержание урока:

1.Оргмомент (2 мин). Здравствуйте, ребята! Как видите, сегодня у нас необычный урок: не так часто к нам на уроки приходят гости, которым мы всегда рады. И я уверена, что это только самым наилучшим образом отразится на вашей активности и работоспособности. А выполнить нам за этот урок предстоит немало. Работать вы сегодня будете в парах. Одна голова – хорошо, а две, как говорится, лучше. А результаты своей работы заносить вот в эти рабочие листы, которые лежат у вас на столах. В конце урока вы мне их сдадите, поэтому подпишите их.

2.Введение в тему (5 мин). Как вы уже, наверное, поняли, мир веществ очень разнообразен. И наше представление об этом мире было бы далеко неполным без этих веществ, которые представляют очень обширную и важную часть неорганических веществ. Они очень широко распространены в природе. К слову сказать, хлорофилл растений и составная часть гемоглобина – красное вещество гем представляют именно эти соединения (слайд1). Так что же это за вещества? Ваши версии. Но если мы полистаем наш учебник, то не найдём какой-либо информации об этих веществах. Здесь представлены только некоторые формулы этих соединений, с которыми мы познакомились при изучении металлов побочных подгрупп. Вот некоторые из них (слайд2): Na[Al(OH)₄], Na₂[Zn(OH)₄]. Так что же это за вещества? (ответы учеников). Правильно, комплексные соединения. В составе их переходные металлы, для которых характерно комплексообразование.

Как видите, формулы этих веществ необычные: соединения «в квадратных скобках», так образно называют их. А кто может рассказать об их строении, назвать их?

По мнению К. Пруткова, «многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий».

(Слайд3)

До сегодняшнего урока представление о так называемых комплексных соединениях, не входило «в круг наших понятий», но я надеюсь, что после этого урока комплексные соединения станут для вас понятны.

Итак, в рабочих листах запишите тему урока (Комплексные соединения) и цель. Какую цель поставим перед собой? (изучить строение, свойства, номенклатуру и применение комплексных соединений).

Поскольку в учебнике интересующей нас информации нет, я обращаю ваше внимание на информационные листы.

3.Изучение материала о строении (10 мин).Учитель. В 1893 году Альфредом Вернером была сформулирована теория, позволившая понять строение этих соединений. За это он ещё при жизни получил Нобелевскую премию. Квадратные скобки его же изобретение. У вас есть 5 мин, чтобы изучить строение комплексных соединений на примере [Cu (H₂O)₄]SO₄ (слайд4). Рассказ ученика о строении.

Учитель. Термин «комплексный» означает «сложный». Итак, каждое комплексное соединение включает в себя комплексный ион, который при написании формулы соединения заключается в квадратные скобки, чтобы подчеркнуть прочность химической связи объединяющих структурные элементы внутренней сферы. Он действительно очень устойчив: ни растворение, ни нагревание его не разрушает (способен к самостоятельному существованию).

Важнейшая характеристика любого комплексного соединения – координационное число, которое показывает, каким числом других атомов, молекул, или ионов окружён комплексообразователь (центральный атом) – ион иногда нейтральный атом. Во многих соединениях координационные числа бывают в основном чётными – 2, 4, 6, в 2 раза больше степени окисления комплексообразователя. Обращаю ваше внимание на то, что в комплексных соединениях координационное число и валентность или степень окисления – совершенно разные характеристики атомов элементов. Координационное число – это характеристика атома элемента в определённой степени окисления и в определённом соединении, т.е. зависит и от природы лигандов.

4. Номенклатура (10 мин). Изучите материал. К какому классу соединений могут принадлежать вещества такого состава? (соли)

Назовите следующие комплексные соединения. Ответы учащихся.

[Cu (H₂O)₄]SO₄ – медный купорос (сульфат тетрааквамеди (II)) Ядохимикат и микроудобрение.

Na₃[AlF₆] – криолит (гексафтороалюминат натрия). Вещество, применяемое при выплавке алюминия.

K₃[Fe(CN)₆] – красная кровяная соль (гексацианоферрат(III) калия)

K₄[Fe(CN)₆] – жёлтая кровяная соль (гексацианоферрат(II) калия)

И, наконец, комплексные соединения находят широкое применение в аналитической химии для определения многих ионов, а кроме того, их используют для получения красителей. Сейчас вы в этом убедитесь, но прежде, чем мы продолжим дальше, предлагаю на минуту остановиться.

5. Минута отдыха. Примите удобное положение, закройте глаза и на экране своего мозга воспроизведите ту информацию, что вы узнали на данном этапе урока.

6.Лабораторная работа (14 мин). Итак, красная и жёлтая кровяные соли. Как легко запомнить, их формулы? Давно замечено, что запоминание легче всего происходит на уровне ассоциативного мышления. Кому из нас неизвестны слова: «каждый охотник желает знать, где сидит фазан?» для запоминания цветов спектра. А в нашем случае, «в соли красной кровяной калий с тройкой за стеной. Дальше феррум, шесть цианов, всё готово без обманов» (число атомов калия соответствует числу букв в английских названиях солей: «gold» - 4 буквы, 4 атома калия – жёлтая кровяная соль, «red» - 3 буквы, т.е. три атома калия – красная кровяная соль). В данной лабораторной работе эти соли послужат реактивами для обнаружения ионов железа.

ТБ При выполнении работы соблюдайте максимальную осторожность. Не пробуйте вещества на вкус, избегайте попадания на кожу и одежду. Взяв реактив для проведения опыта, сразу закройте склянку. Внимательно прочитайте методику, что непонятно спросите. Если всем всё понятно, то начинайте выполнять.

Обсуждение результатов (слайд). Реактивом на ион Fe²⁺ - красная кровяная соль (гексацианоферрат(III) калия). Результат воздействия – синяя окраска раствора (турнбулева синь).

K₃[Fe³⁺(CN)₆]^3- + FeSO₄ КFe[Fe(CN)₆] + K₂SO₄

Реактивом на ион Fe³⁺ - жёлтая кровяная соль (гексацианоферрат(II) калия). Результат воздействия – синяя окраска раствора (берлинская лазурь).

K₄[Fe²⁺(CN)₆]^4- + FeCl₃ КFe[Fe(CN)₆] + 3KCl

Если связать валентность железа в определяемом ионе с количеством атомов калия в соли, получится: «на два – три, на три – четыре».

«Турнбулева синь» происходит от названия шотландской фирмы «Артур и Турнбуль», которая в конце 18в. производила краски. Берлинскую лазурь получили в начале 18в. в Берлине. И только в 20в. методом спектрального анализа было установлено, что турнбулева синь и берлинская лазурь – одно и то же вещество, выпускаемое в настоящее время под торговой маркой «миори». Благодаря красивому синему цвету находит широкое применение в качестве пигмента для приготовления красок и эмалей, в производстве печатных красок, синей копирки, подкрашивания бесцветных полимеров типа полиэтилена. Как лекарственное вещество (антидот) при отравлении солями таллия и цезия.

А вот в 19в. в России и Китае использовали для перекрашивания чёрного чая в зелёный.

Реактивом на ион Fe³⁺ - роданид калия (KSCN). Результат воздействия – интенсивно красный цвет раствора. KSCN + FeCl₃ [FeSCN]²⁺Cl₂ + KCl

7. Домашнее задание. Выполнить задание №4 на рабочем листе.

8. Рефлексия (3 мин).

Ответить на вопросы, закончить фразу:

Достигли ли Вы цели урока? …………………………………………………………...

Что нового узнали на сегодняшнем уроке?