Урок "Валентность и валентные возможности"

Цели.

Развить представления о валентности как основном свойстве атома, выявить закономерности изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и группах периодической системы. Используя интегрированный подход, развивать у учащихся умения сравнивать, сопоставлять, находить аналогии, предсказывать практический результат на основании теоретических рассуждений. Создавая ситуации успеха, преодолевать психологическую инерцию учащихся. Развивать образное мышление, способности к рефлексии.

Оборудование: Таблица « Валентность и электронные конфигурации элементов», мультимедиа.

Эпиграф. «Логика, если она отражается в истине и здравом смысле, всегда ведёт к цели, к правильному результату».

Урок комбинированный, с элементами интеграции. Используемые методы обучения: объяснительно-иллюстрированый, эвристический и проблемный.

I этап. Ориентировочно – мотивационный

Урок начинается с « настройки» (звучит музыка – симфония №3 Й. Брамса).

Учитель: Слово «валентность» (от лат. valentia) возникло в середине XIX в., в период завершения второго химико-аналитического этапа развития химии. К тому времени было открыто более 60 элементов.

Истоки понятия «валентность» содержатся в работах разных ученых. Дж. Дальтон установил, что вещества состоят из атомов, соединенных в определенных пропорциях Э.Франкланд, собственно, и ввел понятие валентности как соединительной силы. Ф.А.Кекуле отождествлял валентность с химической связью. А.М.Бутлеров обратил внимание на то, что валентность связана с реакционной способностью атомов. Д.И.Менделеев создал периодическую систему химических элементов, в которой высшая валентность атомов совпадала с номером группы элемента в системе. Он же ввел понятие «переменная валентность».

Вопрос. Что такое валентность?

Вчитайтесь в определения, взятые из разных источников (учитель показывает слайды через мультимедиа):

«Валентность химического элемента - способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях».

«Валентность - способность атомов одного элемента присоединять определенное количество атомов другого элемента».

«Валентность - свойство атомов, вступая в химические соединения, отдавать или принимать определенное количество электронов (электровалентность) или объединять электроны для образования общих для двух атомов электронных пар (ковалентность)».

Какое определение валентности, по вашему мнению, более совершенно и в чем вы видите недостатки других? (Обсуждение в группах.)

Валентность и валентные возможности - важные характеристики химического элемента. Они определяются структурой атомов и периодически изменяются с увеличением зарядов ядер.

Учитель. Таким образом, делаем вывод, что:

Валентность электровалентность (  n e )

ковалентность ( A ( x ) B )

(учитель показывает следующий слайд)

Что, по-вашему, означает понятие « валентная возможность»?

Учащиеся высказывают свое мнение. Вспоминают значение слов «возможность», «возможный», уточняют смысл этих слов в толковом словаре С.И.Ожегова:

«Возможность - средство, условие, необходимое для осуществления чего-нибудь»;

«Возможный - такой, который может произойти, осуществимый, допустимый, дозволительный, мыслимый».

(учитель показывает следующий слайд)

Потом учитель подводит итог.

Учитель. Валентные возможности атомов - это допустимые валентности элемента, весь спектр их значений в различных соединениях.

II этап. Операционно – исполнительный

Работа с таблицей « Валентность и электронные конфигурации элементов».

Учитель. Поскольку валентность атома зависит от числа неспаренных электронов, полезно рассмотреть структуры атомов в возбужденных состояниях, учитывая валентные возможности. Запишем электронографические формулы распределения электронов по орбиталям в атоме углерода. С их помощью определим, какую валентность проявляет углерод С в соединениях. Звездочкой (*) обозначают атом в возбужденном состоянии:

Таким образом, углерод проявляет валентность IV за счёт расспаривания
2s² - электронов и перехода одного из них на вакантную орбиталь. (Вакантный - незанятый, пустующий (С. И. Ожегов).)

Почему валентность С- II и IV , а H-I , He-O , Be – II , B – III , P -V ?

Сопоставьте электронографические формулы элементов (схема №1) и установите причину разной валентности.

Работа в группах:

Схема №1

+ 1 H 1 s1



Отсутствие вакансии

+2He 1 s2



+ 4Be 1 s2 2s2





II

Be*







II

Распреде-ление элек-тронов

+ 5B 1s2 2s2 2s1







I

B*









III

+ 15P 1s2 2s2 2s6 3s2 3s3

III

P* 1s2 2s2 2p6 3s1 3p3 3d1

V

Учитель. Итак, от чего зависят валентность и валентные возможности атомов? Давайте рассмотрим эти два понятия во взаимосвязи (схема №2).

Схема №2

Валентность валентная возможность

зависит от: зависит от:

Расход энергии (Е) на перевод атома в возбужденное состояние компенсируется энергией, выделяющейся при образовании химической связи.

В чем отличие атома в основном (стационарном) состоянии от атома в возбужденном состоянии (схема №3)?

1) расспаривание электронов внешнего энергетического уровня;

2) переход электронов на вакантные орбитали

Учитель. Могут ли быть следующие валентности у элементов: Li - III , О – IV ,
Ne – II ?

Поясните свой ответ, используя электронные и электронографические формулы этих элементов (схема №4).

Работа в группах.

Схема №4

Li(+3) 1s2 2s1						1s  2p
O(+8) 1s2 2s2 2p4						2p  3s	Это возможно?
Ne(+10) 1s2 2s2 2p6						2p  3s

Ответ. Нет, так как в этом случае затраты энергии на перемещение электрона
(1s  2p или 2p  3s) настолько велики, что не могут быть компенсированы энергией , выделяющейся при образовании химической связи.

Учитель. Есть ещё один вид валентной возможности атомов – это наличие неподеленных электронных пар (образование ковалентной связи по донорно – акцепторному механизму):

Например: вносит

III этап. Оценочно – рефлексивный

Подводятся итоги, характеризуется работа учащихся на уроке (возвращение к эпиграфу урока). Затем подводится резюме – отношение ребят к уроку, учебному предмету, учителю.

Резюме

1. Что не понравилось на уроке?

2. Что понравилось?

3. Какие вопросы остались для тебя неясными?

4. Оценка работы преподавателя и своей работы? (обоснованная).

Домашнее задание (по учебнику О.С.Габриеляна «Химия-11» параграф №4, упр.6 стр.25)

4