Конспект урока "Фосфор"

Цель урока: сформировать систему знаний учащихся о строении, свойствах и применении фосфора.

Задачи: 

• Образовательные:

  • рассмотреть строение атома фосфора;

  • изучить нахождение фосфора в природе, способы получения и открытия этого элемента, физические и химические свойства, а также применение;

  • продолжить формирование умения и навыка составления окислительно-восстановительных реакций с использованием метода электронного баланса.

  • способствовать формированию устойчивого интереса к изучаемому предмету, используя исторические хроники, презентации на уроке, а также самостоятельно подготовленные сообщения учащихся.

• Воспитательные:

  • способствовать формированию научного мировоззрения;

  • способствовать участию учащихся в дискуссии;

  • осознание учащимися значимости совместных действий в процессе обдумывания тех или иных вопросов;

  • способствовать формированию грамотного отношения к химическим процессам, протекающим в окружающем мире.

• Развивающие:

  • способствовать развитию познавательной деятельности учащихся при изучении данной темы;

  • способствовать развитию мышления при изучении и анализе данной темы;

  • сформировать умение обобщения, конкретизации и делать выводы;

  • развивать самостоятельность добывания знаний.

Тип урока: изучение нового материала

Методы и методические приемы:

• словесные: рассказ, беседа.

• наглядные: демонстрация опытов.

Формы организации:

• индивидуальная

• групповая

• химический эксперимент

Оборудование:

• мультимедийный проектор, компьютер, презентация Power Point;

• раздаточный материал: периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, таблица «Физические свойства аллотропных модификаций фосфора», коллекция природных материалов, образцы фосфорных удобрений;

Ход урока

I. Оргмомент. (1 мин)

Приветствие, организация внимания и внутренней готовности.

II. Мотивация учащихся

Сообщение темы и целей урока целей.

Учитель зачитывает загадку об элементе. О котором пойдет речь на уроке

В руках алхимиков впервые

В подвале мрачном засиял.

И чудесами всех факиров

Он многие века снабжал.

Тот светоносец знаменитый

Приходит через века опять,

Не для того чтобы светится.

Чтоб урожаи поднимать (фосфор)

III. Актуализация опорных знаний. (5-7мин)

Фронтальный опрос.

Вопросы:

1) Какие элементы входят в главную подгруппу пятой группы?

2) Охарактеризовать азот как простое вещество.

3) Какие соединения образует азот?

4) Какие степени окисления характерны для азота?

5) В каком виде азот встречается в природе?

II. Изучение нового материала

1. История открытия фосфора

Рассказ учителя:

Фосфор открывали несколько раз. Причем всякий раз получали его из … мочи. Есть упоминания о том, что первооткрывателем фосфора был арабский алхимик Альхильд Бехиль (XII век), перегонявший мочу с глиной, известью и углем. Но все же годом открытия фосфора считается 1669-й.

Сообщение учащегося: история открытия фосфора

Из всех древних элементов только фосфор имеет точную дату открытия – 1669 год.

В поисках эликсира молодости и попытках получения золота разорившийся торговец Хенинг Брандт из Гамбурга пытался изготовить "философский камень" из мочи. Брандт выпарил мочу до сиропообразной консистенции, затем перегнал и получил жидкость красного цвета, которую он назвал уринным маслом. Перегнав эту жидкость еще раз, он обнаружил на дне реторты черный осадок. После долгого прокаливания остаток переходил в белое светящееся вещество, оседавшее на стенках колбы – приемника. Брандт посчитал, что выделил элементарный огонь.

Интерес к новому веществу был огромный. Брандт показывал новое вещество за деньги. Потом за 200 талеров секрет был продан И. Крафту, который также показывал фосфор за деньги. Название новый элемент получил от греческого слова "фосфор" – "светоносец".Затем немецкий химик И. Кункель узнал через Крафта рецепт изготовления и сумел получить фосфор, заявив претензию на самостоятельность открытия. В 1680 году фосфор был получен и Бойлем. Английский химик Роберт Бойль начал изучать свойства элемента. И уже скоро пришел к открытию фосфорной кислоты и фосфористого водорода.

В 1847 году А. Шреттер получил красный фосфор, нагревая белый фосфор без доступа воздуха  до 300 °C, который в отличие от белого, не был ядовит и не воспламенялся на воздухе. В 1934 году Л. Бриджмен, подвергнув фосфор нагреванию при значительном давлении, получил третью модификацию – черный фосфор.

2. Фосфор как химический элемент.

Беседа:

- Каково положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева?

- Составьте схему строения атома фосфора, сделайте вывод о проявлении свойств.

- Определите возможные степени окисления фосфора в соединениях.

- Составьте формулу летучего водородного соединения и высшего оксида, расставьте степени окисления. Каков характер оксида?

Учитель зачитывает отрывок из романа А.Конан-Дойла “Собака Баскервилей”.

“...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”.

Из какого произведения этот отрывок? Вот в какой неприятной истории оказался замешан элемент №15. Но могло ли быть такое в действительности, имеет ли фосфор такие свойства, прав ли был А.Конан-Дойл? Выясним сегодня на уроке

3. Аллотропные видоизменения фосфора.

- Необычное светящееся вещество, полученное Брандом, - белый фосфор. Кроме белого, есть еще красный фосфор и черный фосфор. Как называется явление существования нескольких простых веществ, образованных одним химическим элементом?

Сравните физические свойства аллотропных видоизменений фосфора. (Самостоятельная работа учащихся с таблицей)

- Сходны или различны свойства белого и красного фосфора?

- Чем объясняются различия в свойствах?

Белый фосфор – вещество с молекулярной кристаллической решеткой, состоящей из 4-х атомов в молекуле: P₄. Нерастворим в воде, хорошо растворяется в органических растворителях. На воздухе легко окисляется, а в порошкообразном состоянии воспламеняется. Очень ядовит. Светится в темноте. Хранят его под водой.

Красный фосфор – темно-малиновый порошок. Не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях. На воздухе окисляется медленно и не самовоспламеняется. Неядовит и не светится в темноте.

Черный фосфор – имеет слоистую атомную кристаллическую решетку

- Как вы думаете, можно ли из одного аллотропного видоизменения фосфора получить другое?

Виртуальна лаборатория Демонстрационный опыт. Получение белого фосфора из красного.

Какова температура воспламенения белого фосфора? Прав ли был А.Конан-Дойл в описании собаки Баскервилей?

Белый фосфор самовозгорается на воздухе. Кроме того, процесс окисления катализируется органическими веществами, в частности, шерстью. Поэтому собака Баскервилей не могла быть раскрашена белым фосфором.

4. Химические свойства фосфора

- Фосфор часто называют многоликим элементом. Не только из-за аллотропных видоизменений, но и благодаря химическим свойствам. Этот элемент может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Виртуальная лаборатория «Горение фосфора»

- Составьте уравнение реакции горения фосфора, объясните окислительно-восстановительный процесс.

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

С какими веществами фосфор проявляет себя как окислитель?

Составьте уравнение реакции взаимодействия с магнием, назовите продукт.

3Mg + 2P = Mg₃P₂

В смеси с бертолетовой солью от удара взрывается, воспламеняется.

5KClO₃ + 6P = 3P₂O₅ + 5KCl

Такая реакция происходит, когда мы зажигаем спички. В головке спичек содержится бертолетова соль, в намазке шкурки – красный фосфор.

В 1867 г. от ожогов скончалась итальянская эрцгерцогиня Матильда, которая случайно наступила на спичку, – ее платье было мгновенно охвачено пламенем. В те времена спички были весьма опасны: мало того, что зажигались они очень легко, а порой и неожиданно, в них содержался сильно ядовитый белый фосфор.

5. Нахождение в природе, получение фосфора

Сообщение учащегося

В теле человека массой 70 кг содержится около 780 г фосфора. В виде фосфатов кальция фосфор присутствует в костях. Входит он также в состав белков, фофолипидов, нуклеиновых кислот. Ежедневная потребность человеческого организма в фосфоре составляет 1,2 г. Основное его количество мы потребляем с молоком и хлебом. Наиболее богаты фосфором рыба, фасоль, некоторые виды сыра. Для правильного питания необходимо соблюдать баланс между количеством потребляемого фосфора и кальция: оптимальное соотношение этих элементов в пище составляет 1,5 : 1. Избыток богатой фосфором пищи приводит к вымыванию кальция из костей, а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.

Каково физиологическое действие белого фосфора?

Доза фосфора в 0,05–0,15 г для человека смертельна. Профессиональным заболеванием рабочих первых спичечных фабрик был фосфорный некроз – поражение челюстей.

Белый фосфор не только является сильным ядом, при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги.

В промышленности фосфор получают из фосфоритов и апатитов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния (IV) и угля.

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO

6. Применение фосфора

Сообщение учащегося

Главные его потребители – производство спичек, металлургия, химические производства. Фосфор используют в производстве фосфорной кислоты и фосфорных удобрений, полупроводниковых материалов, как компонент покрытий стальных изделий и т. д. Белый фосфор применяют для изготовления трассирующих боеприпасов, как дымообразующее и зажигательное средство, красный фосфор – основной компонент обмазки зажигательной поверхности спичечных коробков.

В недавнем прошлом на военных предприятиях его использовали для приготовления дымовых и зажигательных составов.

Войска США использовали зажигательные фосфорные бомбы во время военной операции вблизи иракского города Эль-Фаллуджа в 2004 году.

По словам представителя Пентагона, белый фосфор использовали как огневое средство против боевиков и для освещения поля боя. В то же время один из итальянских телеканалов сообщал, что среди жертв фосфорных бомб были женщины и дети.

III. Закрепление изученного

- Как доказать, что белый и красный фосфор – аллотропные видоизменения одного и того же эемента?

- Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфора с: а) фтором; б) алюминием. Назовите вещества. Какую роль играет фосфор: окислителя или восстановителя?

С фосфором и его соединениями связано немало легенд и суеверий.

Сообщения учащихся:

1. “Светящийся монах”

Из воспоминаний академика С.И. Вольфковича: “Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором – ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом элементом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду и даже ботинки, что когда ночью я шел из университета по темным, не освещенным тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из-под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры. За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне “новоявленного” представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района Моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о “светящемся монахе”...

Подведение итогов урока, комментирование и выставление отметок

Домашнее задание:

1. Изучить текст учебника по теме “Фосфор”.

2. Сравнить: а) неметаллические свойства азота и фосфора как элементов; б) химическую активность азота и фосфора как простых веществ. Сделайте вывод.

3. Составить формулы веществ, образующих генетический ряд фосфора.

4. Индивидуальные задания. Подготовить сообщения: 1) об истории спичек; 2) о биологической роли фосфора и его соединений.