Генетическая взаимосвязь. Генетическая связь неорганических веществ. Что такое генетическая связь
Данный урок посвящен обобщению и систематизации знаний по теме «Классы неорганических веществ». Учитель расскажет, как из веществ одного класса можно получить вещество другого класса. Полученные знания и умения пригодятся для составления уравнений реакций по цепочкам превращений.
В ходе химических реакций химический элемент не исчезает, атомы переходят из одного вещества в другое. Атомы химического элемента как бы передаются от простого вещества к более сложному, и наоборот. Таким образом, возникают так называемые генетические ряды, начинающиеся простым веществом - металлом или неметаллом - и заканчивающиеся солью.
Напомню вам, что в состав солей входят металлы и кислотные остатки. Итак, генетический ряд металла может выглядеть таким образом:
Из металла в результате реакции соединения с кислородом можно получить основный оксид, основный оксид при взаимодействии с водой дает основание (только, если это основание - щелочь), из основания в результате реакции обмена с кислотой, солью или кислотным оксидом можно получить соль.
Обратите внимание, такой генетический ряд подходит только для металлов, гидроксиды которых являются щелочами.
Запишем уравнения реакций, соответствующих превращениям лития в его генетическом ряду:
Li → Li 2 O → LiOH→ Li 2 SO 4
Как вы знаете, металлы при взаимодействии с кислородом, как правило, образуют оксиды. При окислении кислородом воздуха литий образует оксид лития:
4Li + O 2 = 2Li 2 O
Оксид лития, взаимодействуя с водой, образует гидроксид лития - растворимое в воде основание (щелочь):
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH
Сульфат лития можно получить из лития несколькими способами, например, в результате реакции нейтрализации с серной кислотой:
2. Химическая информационная сеть ().
Домашнее задание
1. с. 130-131 №№ 2,4 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под.ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2. с.204 №№ 2, 4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.
Генетической связью между веществами называется такая связь, которая основывается на их взаимопревращениях, она отражает единство происхождения веществ, другими словами – генезис.
Обладая знаниями о классах простых веществ, можно выделить два генетических ряда:
1) Генетический ряд металлов
2) Генетический ряд неметаллов.
Генетический ряд металлов раскрывает взаимосвязанность веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.
Генетический ряд металлов бывает двух видов.
1. Генетический ряд металлов, которым в качестве гидроксида соответствует щелочь. Такой ряд может быть представлен подобной цепочкой превращений:
металл → основной оксид → основание (щелочь) → соль
Возьмем для примера генетический ряд кальция:
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4) 2 .
2. Генетический ряд металлов, которым соответствуют нерастворимые основания. В данном ряде больше генетических связей, т.к. он более полно отражает идею прямых и обратных превращений (взаимных). Такой ряд можно изобразить очередной цепочкой превращений:
металл → основной оксид → соль → основание → основной оксид → металл.
Возьмем для примера генетический ряд меди:
Cu → CuO → CuCl 2 → Cu (OH) 2 → CuO → Cu.
Генетический ряд неметаллов раскрывает взаимосвязь веществ различных классов, в основе которых лежит один и тот же неметалл.
Давайте выделим еще две разновидности.
1. Генетический ряд неметаллов, которым в качестве гидроксида соответствует растворимая кислота, может быть изображен в виде следующей линии превращений:
неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.
Возьмем для примера генетический ряд фосфора:
P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 .
2. Генетический ряд неметаллов, которым соответствует нерастворимая кислота, может быть изображен очередной цепочкой трансформаций:
неметалл → кислотный оксид → соль → кислота → кислотный оксид → неметалл.
Поскольку из рассмотренных нами кислот нерастворимой является исключительно кремниевая кислота, давайте рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния:
Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si.
Итак, давайте подведем итоги и выделим самую основную информацию.
Целосность и разнообразие химических веществ наиболее выражено изображены в генетической связи веществ, которая раскрывается в генетических рядах. Рассмотрим самые важные признаки генетических рядов:
Генетические ряды – это группа органических соединений, у которых равное число атомов углерода в молекуле, различающихся функциональными группами.
Генетическая связь – более общее понятие, в отличие от генетического ряда, который пусть и является достаточно ярким, но в тоже время частным проявлением данной связи, которая может происходить при любых двусторонних превращениях веществ.
сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
- Сформировать понятие о генетической связи и генетическом ряде.
- Рассмотреть генетические ряды металлов и неметаллов.
- Выяснить генетическую связь между классами неорганических соединений.
- Продолжить формировать умения пользоваться таблицей растворимости и периодической системой Д.И.Меделеева для прогнозирования возможных химических реакций, а также применять полученные знания по темам свойства классов веществ.
- Повторить основные классы неорганических соединений и их классификацию.
- Развивать познавательный интерес к предмету, умение быстро и четко отвечать на вопросы.
- Продолжать формировать умения логически мыслить, работать с учебником, работать с полученной информацией.
- Закрепить и систематизировать знания по данной теме.
Оборудование: Периодическая система Д.И. Менделеева, кодоскоп, таблица “Кислоты”, схема “Генетическая связь”, карточки для игры “Конвейер”, “Творческое задание”.
Реактивы: В штативах 3 пробирки с растворами HCI, NaCI, NaOH, универсальная индикаторная бумажка. На столе учителя: Na, H 2 O кристаллизаторе, фенолфталеин, H 2 SO 4 .
Класс разбит на 4 микрогруппы: “Оксиды”, “Кислоты”, “Соли”, “Основания”.
Ход урока
I. Организационный момент.
1. Дисциплина.
2. Готовность класса к уроку.
3. Постановка цели урока, мотивация.
II. Основная часть.
1. Целевая установка урока
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там в космических глубинах.
Все – от песчинок малых – до планет
Из элементов состоит единых.Как формула, как график трудовой,
Строй менделеевской системы строгой,
Вокруг тебя творится мир живой,
Входи в него руками трогай.
Сегодня мы собрались здесь, чтобы подвергнуть испытанию лучших восьмиклассников нашей школы и ответить на вопрос: “Достойны ли они, стать гражданами великой химической страны?” Страна эта древняя и волшебная, хранящая множество загадок. Отгадать многие из них еще не удавалось ни одному человеку. Лишь самым, умным, смелым и настойчивым эта страна приоткрывает свои тайны. Итак, начнем!
Итак, изучив тему “Важнейшие классы неорганических соединений” вы получили представление о том, что неорганические соединения многообразны и взаимосвязаны. На уроке мы с вами рассмотрим небольшие фрагменты взаимопревращений веществ, вспомним классификацию неорганических веществ, поговорим о единстве и многообразии химических веществ.
Задача нашего урока – обобщить сведения о веществах, об отдельных классах неорганических соединений и их классификации в целом, закрепить знания о генетических рядах, генетической связи, взаимодействии вещества разных классов, научиться умению применять знания на практике.
Запишите в тетрадях тему нашего урока “Генетическая связь между неорганическими соединениями”.
Но, сначала скажите о каких веществах идет речь (название, формула)?
- На суку сидит сова,
Выдыхает _____________________________ - Сапоги мои того,
Пропускают ___________________________ - Его все знают,
В магазине покупают,
Без него не сваришь ужин -
В малых дозах в блюдах нужен ___________ - Флакон с веществом, обычно имеется в каждой квартире,
С рожденья ребенок любой с ним знаком,
Едва лишь покинет он с мамой роддом,
Ею искупают в ванночке с _________ - Что за чудо посмотри,
По доске он проезжает,
За собой след оставляет. ____________________ - Если нет у вас для теста разрыхлителя
вы вместо него.
Положите в пироги. ________________________
Переведите с химического языка на
- Не все то аурум, что блестит.
- Куй феррум, пока горячо.
_____________________________________________________________ - Слово – аргентум, а молчание – аурум.
_____________________________________________________________ - 5.Купрумного гроша не стоит.
_____________________________________________________________ - Стойкий станумный солдатик.
_____________________________________________________________ - С тех пор много Н 2 О утекло.
_____________________________________________________________
Все эти вещества относятся, к какому то классу неорганических веществ. Ответьте на вопрос:
– Как распределяются по классам на основе состава и свойств неорганические
вещества?
– Назовите известные вам классы неорганических соединений
По микрогруппам:
– Дайте определения.
Ученики дают определения веществам.
– Классификация данных классов веществ.
Ученики дают ответы.
На слайде:
Из предложенного перечня неорганических соединений выберите формулы:
1 группа – оксиды,
2 группа – кислоты,
3 группа – соли.
4 группа – основания.
Назовите эти вещества.
Ученики выполняют задание в тетрадях по микрогруппам.
Правильный ответ:
А теперь поиграем с вами в игру “крестики – нолики”.
Слайд 19. Приложения 1.
Распределите вещества, формулы которых приведены в таблице по классам. Из букв, соответствующим правильным ответам, получите фамилию великого русского ученого
| Формулы | Оксиды | Кислоты | Основания | Соли |
| K 2 O | М | А | Ш | А |
| H 2 CO 3 | П | Е | Т | Р |
| P 2 O 5 | Н | И | М | А |
| CuSO 4 | П | О | С | Д |
| Ca(OH) 2 | Л | И | Е | С |
| Fe(NO 3) 3 | А | Н | У | Л |
| SO 2 | Е | Л | З | А |
| H 3 PO 4 | Н | Е | Л | С |
| Na 3 PO 4 | Ч | У | М | В |
Ответ: Менделеев.
Проблемное задание.
Могут ли разные классы неорганических соединений взаимодействовать друг с другом?
Выделить признаки генетического ряда:
Ca Ca(OH) 2 CaCO 3 CaO CaSO 4 CaCl 2 Ca ?
- вещества разных классов;
- разные вещества образованы одним химическим элементом;
- разные вещества одного химического элемента связаны взаимопревращениями.
Между классами существует важная связь, которую называют генетической ("генезиз" по-гречески обозначает "происхождение"). Эта связь заключается в том, что из веществ одного класса можно получить вещества других классов.
Генетическим называют ряд веществ – представителей разных классов неорганических соединений, являющихся соединениями одного и того же химического элемента, связанного взаимопревращениями и отражающего общность происхождения этих веществ.
Генетический ряд отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которых положен один и тот же химический элемент.
Генетическая связь – связь между веществами разных классов, образованных одним химическим элементом, связанных взаимопревращениями и отражающая единство их происхождения.
Существует два основных пути генетических связей между веществами: один из
них начинается металлами, другой – неметаллами.
Среди металлов также можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щелочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
металл--основный оксид--щелочь–соль
Например: K--K 2 O--KOH--KCl.
2 . Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:
металл--основный оксид--соль--нерастворимое основание--основный оксид--металл.
Например: Cu--CuO--CuCl 2 --Cu(OH) 2 --CuO-->Cu
Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
1
. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда
выступает растворимая кислота.
Цепочку превращений можно представить в следующем виде:
неметалл--кислотный оксид--растворимая кислота--соль.
Например:
P--P 2 O 5 --H 3 PO 4 --Na 3 PO 4 .
2
. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда
выступает нерастворимая кислота:
неметалл--кислотный оксид--соль--кислота--кислотный оксид–неметалл
Например: Si--SiO 2 --Na 2 SiO 3 --H 2 SiO 3 --SiO 2 --Si.
Осуществить превращения по микрогруппам.
Физкультминутка “Рыжий кот”.
Решение задачи.
Однажды Юх проводил эксперименты по измерению электропроводности растворов разных солей. На его лабораторном столе стояли химические стаканы с растворами KCl, BaCl 2 , K 2 CO 3 , Na 2 SO 4 и AgNO 3 . На каждом стакане была аккуратно приклеена этикетка. В лаборатории жил попугай, клетка которого запиралась не очень хорошо. Когда Юх, поглощенный экспериментом, оглянулся на подозрительный шорох, он с ужасом обнаружил, что попугай, грубо нарушая правила техники безопасности, пытается пить из стакана с раствором BaCl 2 . Зная, что все растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты, Юх быстро схватил со стола стакан с другой этикеткой и насильно влил раствор в клюв попугаю. Попугай был спасен. Стакан с каким раствором был использован для спасения попугая?
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 (осадок) + 2NaCl (сульфат бария настолько малорастворим, что не способен быть ядовитым, как некоторые другие соли бария).
Демонстрационный эксперимент. Учитель показывает в пробирках образцы:
1 – кусочек кальция, 2 – негашеная известь, 3 – гашеная известь, 4 – гипс задает вопрос:
“Что общего между этими образцами?” и записывает цепочку из формул представленных образцов.
Ca CaO Ca(OH) 2 CaSO 4
Хорошо, ребята! Подумайте, как с помощью химических реакций можно перейти от простого вещества к сложному, от одного класса соединений к другим. Давайте проведем эксперимент, доказывающий присутствие атомов меди в разных ее соединениях. По ходу эксперимента запишите цепочку превращений. Назовите типы химических реакций.
Работа выполняется по инструктивной карте.
Соблюдайте правила техники безопасности!
Инструктивная карта.
Лабораторная работа: “Практическое осуществление цепочки химических превращений”.
Проверьте наличие оборудования и реактивов на рабочих местах.
Оборудование: штатив для пробирок, спиртовка, спички, зажим для пробирок, тигельные щипцы.
Реактивы и материалы: раствор соляной кислоты (1:2), медная проволока, железный гвоздь или скрепка, нитки.
Выполнение работы.
Проведите реакции, в которых осуществляются химические превращения.
Медная проволока оксид меди(II) хлорид меди(II) медь
Прокаливайте медную проволоку, удерживая ее тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки (1–2мин). Что наблюдаете?
Аккуратно удалите черный налет с проволоки и поместите его в пробирку. Отметьте цвет вещества.
Прилейте в пробирку в пробирку 1 мл раствора соляной кислоты (1:2). Для ускорения реакции слегка нагрейте ее содержимое. Что наблюдаете?
Осторожно (почему?) погрузите в пробирку с раствором железный гвоздь (скрепку).
Через 2–3 мин извлеките гвоздь из раствора и опишите произошедшие с ним изменения.
Образованием какого вещества они вызваны?
Опишите и сравните цвет образовавшегося и исходного растворов.
Приведите рабочее место в порядок.
Внимание! Раствор с оксидом меди нагревать очень осторожно, держа пробирку высоко над пламенем спиртовки.
III. Заключение.
Учитель. Понятия “оксид”, “кислота”, “основание”, “соль” образуют систему, находящуюся в тесной взаимосвязи, она раскрывается при получении веществ одного класса из веществ другого класса. Она проявляется в процессе взаимодействия веществ и активно используется в практической деятельности человека. Как вы думаете, ребята, достигли мы цели, которую ставили в начале урока?
V. Домашнее задание.
Слайды 30, 31.
VI. Подведение итогов урока, оценивание, рефлексия.
Учитель. Ребята, пришло время подводить итоги. Чему вы сегодня научились, что узнали нового, что вы делали на уроке?
Ученики дают ответы.
Генетическая связь – это связь между веществами, которые относятся к разным классам.
Основные признаки генетических рядов:
1. Все вещества одного ряда должны быть образованы одним химическим элементом.
2. Вещества, образованные одним и тем же элементом, должны принадлежать к различным классам химических веществ.
3. Вещества, образующие генетический ряд элемента, должны быть связаны между собой взаимопревращениями.
Таким образом, генетическим называют ряд веществ, которые представляют разные классы неорганических соединений, являются соединениями одного и того же химического элемента, связаны взаимопревращениями и отражают общность происхождения этих веществ.
Для металлов выделяют три ряда генетически связанных веществ, для неметаллов - один ряд.
1. Генетический ряд металлов, гидроксиды которых являются основаниями (щелочами):
металл → основный оксид → основание (щелочь) → соль.
Например, генетический ряд кальция:
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2
2. Генетический ряд металлов, которые образуют амфотерные гидроксиды:
соль
металл → амфотерный оксид → (соль) → амфотерный гидроксид
Например: ZnCl 2
Zn → ZnO → ZnSO 4 → Zn(OH) 2
(H 2 ZnO 2)
↓
Na 2 ZnO 2
Оксид цинка с водой не взаимодействует, поэтому из него сначала получают соль, а затем гидроксид цинка. Так же поступают, если металлу соответствует нерастворимое основание.
3. Генетический ряд неметаллов (неметаллы образуют только кислотные оксиды):
неметалл → кислотный оксид → кислота → соль
Например, генетический ряд фосфора:
P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4
Переход от одного вещества к другому осуществляется с помощью химических реакций.
>> Химия: Генетическая связь между классами веществ
Генетической
называется связь между веществами разных классов, основанная на их взаимопревращениях и отражающая единство их происхождения, то есть генезис веществ.
Вначале наши сведения о классификации веществ представим в виде схемы.
Зная классы простых веществ, можно составить два генетических ряда: генетический ряд металловнеметаллов .
Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.
Различают две разновидности генетического ряда металлов
1. Генетический ряд металлов, которым в качестве гидроксида соответствует щелочь. В общем виде такой ряд может быть представлен следующей цепочкой превращений:
2. Генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимое основание. Этот ряд богаче генетическими связями, так как полнее отражает идею взаимных превращений (прямых и обратных). В общем виде такой ряд может быть представлен следующей цепочкой превращений:
Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же неметалл.
Здесь также можно выделить две разновидности.
1. Генетический ряд неметаллов, которым в качестве гидроксида соответствует растворимая кислота, может быть отражен в виде такой цепочки превращений:
неметалл -> кислотный оксид -> кислота -> соль
Например, генетический ряд фосфора:
2. Генетический ряд неметаллов, которым соответствует нерастворимая кислота , может быть иредставлен с помощью такой цепочки превращений:
неметалл - кислотный оксид - соль - кислота - кислотный оксид - неметалл
Так как из изученных нами кислот нерастворимой является только кремниевая кислота, в качестве примера последнего генетического ряда рассмотрим генетический ряд кремния:
1. Генетическая связь.
2. Генетический ряд металлов и его разновидности.
3. Генетический ряд неметаллов и его разновидности.
Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения, лежащие в основе приведенных генетических рядов металлов н неметаллов. Дайте названия веществ, уравнения реакций с участием электролитов напишите также и в ионной форме.
Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения (сколько стрелок, столько уравнений реакций):
а) Li - Li2O - LiOH - LiNO3
б) S - SO2 - H2SO3 - Na2SO3 - SO2 - CaSO3
Уравнения реакций с участием электролитов запишите также и в ионной форме.
Какие из перечисленных ниже веществ будут взаимодействовать с соляной кислотой: магний, оксид меди (II), гидроксид меди (II), медь, нитрат магния, гидроксид железа (ІІІ), оксид кремния (IV), нитрат серебра, сульфид железа (II)? Запишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной формах.
Если реакции не могут быть осуществлены, объясните почему.
Какие из перечисленных ниже веществ будут взаимодействовать с гидрокемдом натрия: оксид углерода (IV). гидроксид кальция, оксид меди (II), нитрат меди (II), хлорид аммония, кремниевая кислота, сульфат калия? Запишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной формах. Если реакции не протекают, объясните почему.
Дайте определения всем классам веществ, приведенных в таблице. На какие группы делится каждый класс веществ?
