Хлор. Получение в лаборатории
Йод в спиртовом растворе (справа), переход йода в органическое соединение (справа)
Хлор, бром, йод, собраны в колбы (слева направо) - представители ряда галогенов
Неметаллы - это простые вещества . К типичным неметаллам относятся газы и жидкости. Неметаллы в отличии от металлов на много хуже проводят электрический ток, существенно отличаются по физико-механическим свойствам и температуре перехода в агрегатные состояния.
Однако, некоторые неметаллы обладают выраженными металлическими свойствами - блеском (например кристаллическая сера, кристаллический йод , углерод и т.д.).
В таблице Менделеева металлические свойства простых веществ (или химических элементов) уменьшаются слева направо, а неметаллические свойства увеличиваются. По своей природе это можно объяснить изменением (увеличением!) количества электронов на последнем орбитальном уровне (их ещё называют валентными электронами). Чем более выражены неметаллические свойства у химического элемента, тем он "проще" вступает в химические реакции с типичными металлами , восполняя свою последнюю орбиталь недостающими электронами и образуя при этом прочные (с точки зрения химии) химические соединения.
Хлор
Типичными неметаллами являются газы. Они не проявляют при нормальных условиях ни одного сходного с металлами свойства.
Хлор, собранный в колбы
Элемент хлор (Сl 2). При нормальных условиях хлор - это желтовато–зелёный газ с резким удушливым запахом. Хлор очень ядовит даже при такой малой концентрации как 0,001 мг на 1 дм 3 воздуха. Этот газ в 2.5 раза тяжелее воздуха, поэтому всегда будет находится у самой земли в виде желтовато-зелёного тумана.
Хлор напрямую не взаимодействует с кислородом, азотом, углеродом и инертными газами. Окислительные свойства хлора проявляются в реакциях с простыми веществами (металлическим натрием Na, железом Fe, фосфором P, серой S) и некоторыми сложными веществами .
Хлор содержится в земной коре по массе 0,017%. В некоторых горных районах он покрывает основание грунта и потому приводит к гибели насекомых, мелких грызунов и микроорганизмов. Температура кипения хлора равна (- 33,6 °С), а температура плавления (-100,98 °С).
Хлор относится к ряду галогенов (фтор F 2 , хлор Cl 2 , бром Br 2 , йод I 2 , астат At 2), что придаёт ему некоторые особенности в химических реакциях. В реакциях с другими галогенами он вытесняет любой из галогенов, стоящих после него (бром , йод и астат ).
Газообразный хлор отлично растворяется в холодной воде, 1 объём воды растворяет около 2 объёмов хлора с образованием двух кислот: соляной кислоты (HCl) и хлорноватистой (HClO), последняя не стойкая и распадается на атомарный кислород и соляную кислоту. Полученная кислота является одной из сильных кислот.
Хлор имеет прекрасное дезенфицирующее свойство. Он уничтожает практически все живые организмы в сфере своего влияния, что делает его полезным в медицине и домашнем хозяйстве (порошки, хлорка – то же хлорная вода, соды с содержанием хлора). Сухой хлор такой способности не имеет. Раствор хлора в воде носит название «хлорной воды» которая имеет прекрасное свойство отбеливания материалов (тканей, дерева, бумаги и т.д.). Раствор хлора «уничтожает» краску на одежде, поэтому если не хотите, чтобы ваша кофточка или рубашка покрылась белыми пятнами - не используйте такую воду при стирке цветного белья. Достаточно просто поместить влажную крашенную ткань в струю хлора, как вскоре она потеряет свой цвет и превратится в чисто-белую.
Как хлорная вода влияет на волосы при купании например в бассейне (можно ознакомиться на странице Состав шампуня).
Хлор - ядовитый газ, тяжелее воздуха, поэтому при реакции будет скапливаться на дне колбы
Для проведения химической реакции нам понадобится перманганат калия (марганцовка) и соляная кислота.
В одну колбу насыпьте немного перманагната калия, присоедините к этой колбе трубку для отвода хлора, который выделится при реакции с марганцовки с соляной кислотой. Другой конец трубки опустите в пустую колбу (её желательно накрыть крышкой (чтобы случайно не вдохнуть!). Желательна такая конструкция, как на картинке слева. Если всё готово, приступим:
Прилейте соляную кислоту к марганцовке. Наблюдайте выделение жёлто-зелёного газа - это хлор. Реакция протекает следующим образом:
2KMnO 4 +16HCl=2KCl+2MnCl 2 +5Cl 2 +8H 2 O
Вещества, которые образуются при реакции (кроме хлора) - 2 соли - хлорид калия KCl и хлорид марганца MnCl 2 , а также вода.
Фтор
Фтор F 2 - ярко-жёлтый газ, с оранжевым оттенком (t пл -220 °С, t кип -188°С).
Фтор, собранный в трубке
По поводу истинного цвета фтора возникало немало разногласий: из-за необычайно высокой реакционной способности редко кто осмеливался получать этот газ в достаточном количестве в прозрачном сосуде. Но последующие исследования подтвердили окраску фтора.
Фтор взаимодействует почти со всеми простыми веществами, включая тяжёлые инертные газы (Кr (криптон), Хе (ксенон)). Фтор , как и хлор , относится к ряду галогенов.
Бром
Бром Br 2 - легколетучая жидкость тёмно-красного цвета (t пл -7 °С, t кип + 59 °С), растворимая в воде (при 20 °С растворяется 3,6 г бром (Вr 2) в 100 мл воды) и органических растворителях. Пары брома сильно ядовиты. Ожоги бромом очень болезненны и долго не заживают. Если бром или бромная вода попала на кожу, надо немедленно промыть место ожога большим количеством воды, а затем раствором соды, которая нейтрализует бром.
Йод
Йод (I 2) (tпл=114 °С, tкип=185 °С) хорошо знаком каждому с детства: 5-процентный водно-спиртовой раствор йода используют для дезинфекции ран и порезов. Если вылить раствор йода в фарфоровую чашечку и оставить на несколько часов, то спирт испарится и выделится кристаллический йод в виде серых кристаллов с металлическим блеском, хорошо растворимых в органических растворителях. При небольшом нагревании кристаллический йод возгоняется, образуя пары фиолетового цвета.
Как и хлор, фтор, бром, йод - тоже принадлежит к семейству галогенов. В обычном состоянии йод - тёмно–серые кристаллы с металлическим блеском. В таком виде его можно расплавить, нагрев до температуры 133,5°С.
Кристаллический йод в воде не растворяется, а в спирте растворяется хорошо. Спиртовой раствор йода имеет бурый цвет (он продаётся в аптеке в виде 5-10% раствора йода). Пары йода имеют тёмно-фиолетовый окрас.
Йод – прекрасное профилактическое средство против излучения. Его добавление к пище способствует укреплению щитовидной железы, которая больше всего подвержена радиоактивному влиянию. Для усвоения йода организмом в пищу используют йодированную соль (KI – йодид калия ). Эту соль в виде добавок к пищевой соли (NaCl) можно приобрести в продуктовых магазинах.
Любопытно то, что реакционная способность йода в «разноцветных» растворах (фиолетовый и коричневый) - неодинакова. Так, в коричневых растворах йод намного активнее, чем в фиолетовых, например быстрее реагирует с медью . Это объясняется тем, что молекулы йода могут взаимодействовать с молекулами растворителя, образуя комплексы, в которых йод более активен. Именно растворитель играет решающую роль в проявлении активности йода!
При добавлении растительного масла к раствору йода можно наблюдать переход йода из водной фазы в органическую (экстракцию). Процесс экстракции заметно ускорится, если смесь энергично встряхивать.
Кое-что о пользе йода:
Йод - один из очень важных элементов для организма человека. Нормальная доза для потребления его человеком исчисляется в микрограммах, но его отсутствие в организме - опасно для жизни человека. Йод принимает участие в синтезе гормонов щитовидной железы, которые в свою очередь отвечают за нормальный рост и развитие человеческого организма; йод очень необходим для правильной работы мозга!
Урок химии в 9 классе по теме: "Общая характеристика неметаллов" Цель урока: обобщить имеющиеся знания учащихся о неметаллах; рассмотреть положение неметаллов в ПСХЭ, строение атомов, аллотропные видоизменения. Оборудование: ноутбук, медиа проектор, презентация по теме "Общая характеристика неметаллов", модем, видео коллекция ЦОР, дидактический материал. Ход урока I. Актуализация знаний. Неметаллы составляют 84% от массы почвы, 98,5% от массы растений и 97,6% от массы тела человека. Шесть неметаллов - углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера - являются органогенными элементами, так как входят в состав белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Воздух, которым мы дышим, представляет собой смесь простых и сложных веществ, образуемых неметаллами: кислород, азот, углекислый газ, благородные газы. II. Изучение новой темы. 1. Положение неметаллов в ПС Неметаллы расположены в правом верхнем углу ПСХЭ над диагональю В - Аt. Всего 22 элемента ПС относятся к неметаллам. 2. Особенности атомного строения неметаллов Что касается атомного строения, то у неметаллов, как и в случае с металлами, много общего. Для атомов-неметаллов характерно: * Небольшой атомный радиус * На внешнем уровне от 4 до 8 электронов * Элементы-неметаллы расположены только в главных подгруппах, значит происходит заполнение электронами только внешнего энергетического уровня * Для атомов-неметаллов характерны высокие значения ЭО 3. Характеристика простых веществ - неметаллов Для простых веществ - неметаллов более характерно различие в физических и химических свойствах, чем их общность. Физические свойства простых веществ-неметаллов. * Для неметаллов характерны все 3 агрегатных состояния: а) Газообразные вещества - это кислород, азот, водород, хлор, фтор, инертные газы. б) Единственное жидкое вещество при обычных условиях - это бром. в) Твердые вещества: различные модификации серы, йод кристаллический, графит, фосфор, уголь активированный, кремний, бор. (Все металлы, кроме ртути - твердые вещества) * Особенно разнообразна цветовая палитра неметаллов: а) красный - фосфор б) желтый - сера в) фиолетовый - йод г) бесцветный - углерод (алмаз), кислород, азот, водород д) белый - фосфор е) черный - фосфор, графит ж) желто-зеленый - хлор (Почти все металлы серебристо-белого цвета) * Температуры плавления имеют более широкие границы, чем у металлов: От 3 800 Со у графита до - 210 Со у азота. (У металлов от 3380 Со у вольфрама до - 38,9 Со - у ртути) * Типы кристаллических решеток Для простых веществ неметаллов характерны два типа кристаллических решеток: атомная и молекулярная: Молекулярная решеткаАтомная решеткаЧастицы в узлах решеткиМолекулыАтомыСвязь между частицамиСлабые межмолекулярные соединенияПрочная ковалентная связьПримеры веществКислород, азот, фосфор, сера, йодУглерод (алмаз), кремний, борФизические свойства.Малая прочность, низкие температуры плавления и кипения, высокая летучестьВысокие температуры плавления и кипения4. Аллотропия Причинами аллотропии являются: * Разные типы кристаллических решеток: красный фосфор - атомная, белый фосфор - молекулярная * Разная структура кристаллических решеток: алмаз - тетраэдрическая структура атомной решетки, графит - слоистая структура атомной решетки * Разный состав молекул аллотропных модификаций: молекула кислорода состоит из 2 атомов, молекула озона - из 3 атомов 5. Озон В отличие от бесцветного кислорода, не имеющего запаха, озон - это светло синий газ с сильным запахом. В природе озон образуется при электрических разрядах или окислении органических смолистых веществ, а также при действии ультрафиолетовых лучей на кислород. Содержится в воздухе сосновых лесов и морского побережья. В лаборатории его получают в специальных приборах - озонаторах при действии на кислород электрическим разрядом. Озон имеет очень большое значение для сохранения всего живого на нашей планете. Озоновый слой Земли, расположенный на высоте 20-25 км, задерживает губительные ультрафиолетовые лучи, которые разрушительно действуют на клетки живых организмов. Поэтому понятно, как важно сохранить этот весьма чувствительный к действию различных химических веществ "озоновый щит" планеты от разрушения. 6. Воздух В конце 18 века А. Лавуазье установил, что воздух - это не простое вещество, а смесь газообразных неметаллов: азота и кислорода. В настоящее время состав воздуха представлен следующим образом: азот - 78 %, кислород - 21 %, благородные газы - 1 % Различают постоянные, переменные и случайные составные части воздуха. Постоянные составные части воздуха - это азот, кислород и благородные газы. Их содержание в воздухе всегда одинаково. Переменные составные части воздуха - это углекислый газ, водяные пары и озон. Содержание их может сильно меняться в зависимости от условий. К случайным составным частям воздуха относят пыль, микроорганизмы, пыльцу растений, оксиды азота и серы. Значение воздуха: воздух необходим для дыхания человека, животных и рыб; Участвует в выветривании горных пород и почвообразовании; III. Закрепление. 1. Задание: (по карточкам) а) соотнесите агрегатные состояния неметаллов и их названия; б) соотнесите цвета неметаллов и их названия; в) распределите неметаллы на группы по строению кристаллических решёток. Учащиеся разбиваются на три группы: 1-я выполняет задание а), 2-я - задание б), 3-я - задание в). Карточка-задание Группа учащихся I Cоотнесите агрегатные состояния неметаллов и их названия. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую агрегатному состоянию неметалла. Агрегатное состояние неметаллаНазвание неметаллаТвердоеAs, C, P, SЖидкоеBr2ГазообразноеО2, Cl2, N2, F2 Карточка-задание Группа учащихся II Cоотнесите цвета неметаллов и их названия. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую цвету неметалла. Цвет неметаллаНазвание неметаллаКрасныйBr2ЗеленыйCl2ФиолетовыйI2ЖелтыйS БелыйP Карточка-задание Группа учащихся III Распределите неметаллы на группы по строению их кристаллических решеток. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую их типу кристаллической решетки. Тип кристаллической решеткиНазвание неметаллаАтомнаяС, ВМолекулярнаяS, N2, О3, О2Список неметаллов: О2, В, О3, С, N2, S. 2. Тест 1. К III группе ПСХЭ относится неметалл: А) Н Б) В В) Si 2. Число электронов на внешнем электронном слое атомов неметаллов: А) 1-3 Б) 2-6 В) 4-8 3. К газообразным неметаллам не относят: А) H2 Б) Br2 В) N2 4. Для какого неметалла характерен красный цвет? А) Cl2 Б) I2 В) P 5. К постоянным частям воздуха не относят: А) N2 Б) СО2 В) Kr IV. Задание на дом § 15, составить кроссворд по неметаллам V. Загадки Гость из космоса пришел, в воздухе приют себе нашел (Водород) Он безжизненным зовется, но жизнь без него не создается (Азот) Красив в кристаллах и парах, на детей наводит страх (Йод) Хоть многие вещества превращает в яд, в химии она достойна всяческих наград (Сера) Бесчисленны его соединения, какие образует он В них происходят изменения, которым имя легион Он в чистом виде - черный, мрачный, не плавкий и едва горит Бывает как кристалл прозрачный, в котором блещет солнца луч. (Углерод) Приложение Карточка-задание Группа учащихся I Cоотнесите агрегатные состояния неметаллов и их названия. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую агрегатному состоянию неметалла. Агрегатное состояние неметаллаНазвание неметаллаТвердоеЖидкоеГазообразноеСписок неметаллов: О2, As, Cl2, P, N2, F2, Br2, C, S Карточка-задание Группа учащихся II Cоотнесите цвета неметаллов и их названия. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую цвету неметалла. Цвет неметаллаНазвание неметаллаКрасныйЗеленыйФиолетовыйЖелтыйБелый Список неметаллов: S, P, Cl2, Br2, I2 Карточка-задание Группа учащихся III Распределите неметаллы на группы по строению их кристаллических решеток. Запишите названия неметаллов в строку соответствующую их типу кристаллической решетки. Тип кристаллической решеткиНазвание неметаллаАтомнаяМолекулярнаяСписок неметаллов: О2, В, О3, С, N2, S. 1
Для неметаллов характерна разнообразная цветовая гамма: белый,черный,красный фосфор, красно-бурый бром, желтая сера, фиолетовый йод, черный графит, алмазы разного цвета, бесцветный – кислород, азот, водород (тогда как абсолютное большинство металлов имеют серебристо-белый цвет). Температуры плавления: от 38000 С (графит) до -2100 С (азот). Для сравнения – металлы: от 33800 С (вольфрам) до -38,90 С (ртуть). Некоторые неметаллы электропроводны (графит, кремний), имеют металлический блеск (йод, графит, кремний). По этим признакам напоминают металлы, но все они – хрупкие вещества.
Картинка 11 из презентации «Примеры неметаллов» к урокам химии на тему «Неметаллы»Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока химии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Примеры неметаллов.pptx» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 1073 КБ.
Скачать презентациюНеметаллы
«Простые вещества - неметаллы» - Строение внешнего электронного слоя атомов гелия и неона. Далее. Применение неона. В начало. Жидкие вещества - неметаллы. Аллотропия кислорода. Аллотропия фосфора. Применение гелия. Аллотропия серы. Красный и белый фосфор. Применение аргона. Графит. Простые вещества - неметаллы. Газы – неметаллы – двухатомные молекулы.
«Элементы-неметаллы» - Раздел изучаемой темы. Неметаллы. Элемент. Неметаллы отличаются по свойствам от металлов. Металлический блеск. Заполните таблицу. Физические свойства. Агрегатное состояние. Неметаллические свойства. Вытащим из тайников памяти. Несколько простых веществ. Превратите в название элемента. Отгадайте элемент.
«Характеристика неметаллов» - Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы. По значимости для жизнедеятельности элементы делятся на группы. Спектр цветов. Химические свойства неметаллов. Газообразные вещества. Аллотропия. Самородные неметаллы. Запишите формулы водородных соединений элементов. Для организма вреден не только недостаток, но и избыток.
«Примеры неметаллов» - Красный фосфор. Для неметаллов характерна разнообразная цветовая гамма. Фуллерены. Алмаз. Водородные соединения неметаллов. Фуллерены могут найти применение в качестве присадок. Особенности атомного строения элементов-неметаллов. Графит. Фосфор. Положение неметаллов в ПС Д.И.Менделеева. Биологическая роль азота.
«Общая характеристика неметаллов» - Простые вещества - неметаллы строение и физические свойства. Горение фосфора в кислороде. По периоду – возрастает, по группе - уменьшается. Общая характеристика. Неметаллы. Кремний. Простые вещества – неметаллы химические свойства. Сера. Символы неМе расположены в периодической системе в главных подгруппах над диагональю B-At.
«Простые вещества - металлы и неметаллы» - Образец выполнения задания. Для живых организмов особое значение имеет кислород? Оловом покрывают изнутри консервные банки? Сграфит, НСl, Cu, Pбел, Na, P, CO2, К. Существует ли отличие в строении атомов металлов и неметаллов? Привести примеры. Неметаллы хорошие проводники электрического тока? Среди известных химических элементов большая часть – металлы?
Всего в теме 12 презентаций
Цель урока : повторить особенности строения атомов неметаллов, ковалентную неполярную связь, положение неметаллов в ПС, познакомить с физическими свойствами неметаллов, аллотропными модификациями.
Оборудование: сера кристаллическая, красный фосфор, уголь активированный, йод кристаллический, медиапроектор, презентация.
Ход урока.
Оргмомент.
Проверка знаний уч-ся.
Какое количество металлов известно науке?
Где расположены металлы в ПС?
Какие семь металлов были известны с древности?
Какие вещества называются металлами?
Какие физические свойства металлов вам известны?
Составить электронные схемы строения атомов натрия и магния.
Составить схемы образования металлической связи в рубидии, ртути, алюминии.
Новая тема.
Положение неметаллов в ПС.
Расположены в главных подгруппах 4 - 8 групп.
Особенности строения атомов неметаллов.
Небольшой радиус атомов
Стремятся принять электроны
Характерные связи: ионная и ковалентная
Физические свойства.
Твердые вещества: бор, углерод, кремний, фосфор, сера, мышьяк, селен, теллур, йод, астат;
Жидкости: бром – красно – бурая жидкость с тяжелым неприятным запахом;
Газы: водород, азот, кислород, фтор, хлор и инертные газы
Неон - огненно красным светом.
Гелий - ярко-жёлтым светом.
Аргон – синим светом.
Криптон – светло- желтым светом.
Ксенон – фиолетовым светом.
Гелием заполняют воздушные шары и дирижабли.
Аргон в качестве защитной среды при сварке (дуговой, лазерной, контактной и т. п.) как металлов, так и неметаллов
Все указанные неметаллы (водород, кислород, азот, фтор и хлор) имеют двухатомные молекулы. Водород, кислород и азот бесцветны, фтор имеет светло – зеленый цвет, хлор – желто – зеленый.
б) Не имеют металлического блеска (исключение – графит, йод)
в) Большинство не проводят электрический ток (кроме кремния и графита)
г) Хрупкие .
Аллотропия.
Причины аллотропии:
Разный состав молекул (О 2 и О 3)
Разное строение (алмаз, графит)
Кислород образует два простых вещества: кислород О 2 и озон О 3 .
|
Характеристика |
Кислород |
Озон |
|
Формула |
О 2 |
О 3 |
|
Относительная молекулярная масса |
32 |
48 |
|
Цвет |
Бесцветный |
Бледно – фиолетовый |
|
Температура кипения |
- 183 о С |
- 111 о С |
|
Растворимость в воде |
Малорастворим |
В 5 раз более кислорода |
|
Запах |
Без запаха |
Запах свежести, грозы |
|
Биологическое значение |
Необходим для дыхания |
Бактерициден, удерживает УФ лучи, защищая все живое на Земле |
Углерод образует несколько аллотропных модификаций, наиболее известные алмаз и графит.
Графит представляет собой темно-серое с металлическим блеском, мягкое, жирное на ощупь вещество. Хорошо проводит электрический ток.
Фосфор имеет две широко известные модификации.
Красный фосфор не ядовит, на воздухе не окисляется, в темноте не светится, в сероуглероде не растворяется и загорается только при 260°С.
Закрепление. Отгадать загадки.
Он и уголь, и алмаз,
Он в карандашах сидит,
Потому что он – графит.
Грамотный народ поймет
То, что это …
(Углерод)
Вы, ребята, мне поверьте -
Этот газ вполне инертен
Он спокойный и ленивый,
Незаметный газ …
(Неон)
В чем горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно, без …
(Кислорода)
Красив в кристаллах и парах, на детей наводит страх.
(Йод)
Из горы кусочек вынули, в деревянный ствол задвинули.
(Графит в карандаше)
Гордиться уголек невзрачный негорючим братом, и братом прозрачным.
(Алмаз, графит)
Белый воздуха боится, покраснел чтоб сохраниться.
(Белый и красный фосфор)