Генетическая связь между классами неорганических веществ. Генетическая связь металлов, неметаллов и их соединений
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.
Тема: ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ металлами и неметаллами и их соединений. 9-класс.
Цели: образовательные: закрепить понятия «генетический ряд», «генетическая связь»; научить составлять генетические ряды элементов (металлов и неметаллов), составлять уравнения реакций, соответствующих генетическому ряду; проверить, как усвоены знания о химических свойствах оксидов, кислот, солей, оснований;развивающие: развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, составлять уравнения химических реакций; воспитательные: содействовать формированию научного мировоззрения.
Обеспечение занятия: таблицы «Периодическая система», «Таблица растворимости», «Ряд активности металлов», инструкции для студентов, задания для проверки знаний.
Ход работы: 1) Орг. момент
2) Проверка д/з
3) Изучение нового материала
4) Закрепление
5) Д/З
1) Орг. момент. Приветствие.
2) Проверка д/з.
Генетические связи - это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.
Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.
Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:
1 . Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
металл→основный оксид→щёлочь→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
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
Фронтальная беседа по вопросам:
Что такое генетическая связь?Генетические связи - это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.Что такое генетический ряд?
Генетический ряд – ряд веществ – представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих превращения данных веществ. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.
Какие виды генетических рядов принято выделять?Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:
а) Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
металл →основный оксид → щёлочь → соль
например, генетический ряд калия K → K 2 O → KOH→ KCl
б) 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:
а) 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
б) 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
Выполнение заданий по вариантам:
1. Выберите в вашем варианте формулы оксидов, объясните свой выбор, опираясь на знание признаков состава данного класса соединений. Назовите их.
2. В столбце формул вашего варианта найдите формулы кислот и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
3. Определите валентности кислотных остатков в составе кислот.
4. Выберите формулы солей и назовите их.
5. Составьте формулы солей, которые могут быть образованы магнием и кислотами вашего варианта. Запишите их, назовите.
6. В столбце формул вашего варианта найдите формулы оснований и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
7. В вашем варианте выберите формулы веществ, с которыми может реагировать раствор ортофосфорной кислоты (соляной, серной). Составьте соответствующие уравнения реакций.
9. Среди формул своего варианта выберите формулы веществ, способных взаимодействовать между собой. Составьте соответствующие уравнения реакций.
10. Составьте цепочку генетических связей неорганических соединений, в состав которой войдет вещество, формула которого дана в вашем варианте под номером один.
Вариант 1
Вариант 2
CaO
HNO 3
Fe(OH) 3
N 2 O
Zn(NO 3 ) 2
Cr(OH) 3
H 2 SO 3
H 2 S
PbO
LiOH
Ag 3 PO 4
P 2 O 5
NaOH
ZnO
CO 2
BaCl 2
HCl
H 2 CO 3
H 2 SO 4
CuSO 4
Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:
I вариант: ZnSO 4, Zn, ZnO, Zn, Zn(OH) 2 : II вариант: Na 2 SO 4, NaOH , Na , Na 2 O 2 , Na 2 O
4) Закрепление1. Al → Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al ( OH ) 3 → Al 2 O 3
2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 ( PO 4 ) 2
3. Zn→ZnCl 2 →Zn(OH) 2 →ZnO→Zn(NO 3 ) 2
4.Cu →CuO→CuCl 2 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu
5.N 2 O 5 →HNO 3 →Fe(NO 3 ) 2 →Fe(OH) 2 →FeS→FeSO 4
5)Домашнее задание: составьте схему постепенного перехода от кальция к карбонату кальция и подготовьте сообщение об использовании в медицине любой соли (используя дополнительную литературу).
Материальный мир, в котором мы живем и крохотной частичкой которого мы являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Единство и многообразие химических веществ этого мира наиболее ярко проявляется в генетической связи веществ, которая отражается в так называемых генетических рядах. Выделим наиболее характерные признаки таких рядов.
1. Все вещества этого ряда должны быть образованы одним химическим элементом. Например, ряд, записанный с помощью следующих формул:
2. Вещества, образованные одним и тем же элементом, должны принадлежать к различным классам, т. е. отражать разные формы его существования.
3. Вещества, образующие генетический ряд одного элемента, должны быть связаны взаимопревращениями. По этому признаку можно различать полные и неполные генетические ряды.
Например, приведенный выше генетический ряд брома будет неполным, незавершенным. А вот следующий ряд:
уже можно рассматривать как полный: он начинался простым веществом бромом и им же закончился.
Обобщая сказанное выше, можно дать следующее определение генетического ряда.
Генетический ряд - это ряд веществ - представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения этих веществ или их генезис.
Генетическая связь - понятие более общее, чем генетический ряд, который является пусть и ярким, но частным проявлением этой связи, реализующейся при любых взаимных превращениях веществ. Тогда, очевидно, под это определение подходит и первый приведенный ряд веществ.
Существует три разновидности генетических рядов:
Наиболее богат ряд металла, у которого проявляются разные степени окисления. В качестве примера рассмотрим генетический ряд железа со степенями окисления +2 и +3:
Напомним, что для окисления железа в хлорид железа (II) нужно взять более слабый окислитель, чем для получения хлорида железа (III):
Аналогично ряду металла более богат связями ряд неметалла с разными степенями окисления, например, генетический ряд серы со степенями окисления +4 и +6:
Затруднение может вызвать лишь последний переход. Руководствуйтесь правилом: чтобы получить простое вещество из окисленного соединения элемента, нужно взять для этой цели самое восстановленное его соединение, например, летучее водородное соединение неметалла. В нашем случае:
По этой реакции в природе из вулканических газов образуется сера.
Аналогично для хлора:
3. Генетический ряд металла, которому соответствуют амфотерные оксид и гидроксид, очень богат связями, т. к. они проявляют в зависимости от условий то кислотные, то основные свойства.
Например, рассмотрим генетический ряд цинка:
Генетическая связь между классами неорганических веществ
Характерными являются реакции между представителями разных генетических рядов. Вещества из одного генетического ряда, как правило, не вступают во взаимодействия.
Например:
1. металл + неметалл = соль
Hg + S = HgS
2Al + 3I 2 = 2AlI 3
2. основной оксид + кислотный оксид = соль
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
CaO + SiO 2 =CaSiO 3
3. основание + кислота=соль
Cu(OH) 2 + 2HCl =CuCl 2 + 2H 2 O
FeCl 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3HCl
соль кислота соль кислота
4. металл — основной оксид
2Ca + O 2 = 2CaO
4Li + O 2 =2Li 2 O
5. неметалл — кислотный оксид
S + O 2 = SO 2
4As + 5O 2 = 2As 2 O 5
6. основной оксид — основание
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH
7. кислотный оксид — кислота
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O =H 2 SO 4
Инструкция для обучающихся по заочному курсу «Общая химия для 12 класса» 1. Категория обучающихся: материалы данной презентации предоставляются обучающемуся для самостоятельного изучения темы «Вещества и их свойства», из курса общей химии 12 класса. 2. Содержание курса: включает 5 презентаций тем. Каждая учебная тема содержит четкую структуру учебного материала по конкретной теме, последний слайд контрольный тест – задания для самоконтроля. 3. Срок обучения по данному курсу: от одной недели до двух месяцев (определяется индивидуально). 4. Контроль знаний: учащийся предоставляет отчет о выполнении тестовых заданий – лист с вариантами заданий, с указанием темы. 5. Оценивание результата: «3» - выполнено 50% заданий, «4» - 75%, «5» % заданий. 6. Результат обучения: зачет (незачет) изученной темы.
Уравнения реакций: 1. 2Cu + о 2 2CuO оксид меди (II) 2. CuO + 2 HCl CuCl 2 + Н 2 О хлорид меди (II) 3. CuCl NaOH Cu(OH) Na Cl гидроксид меди (II) 4. Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 CuSO 4 + 2Н 2 О сульфат меди (II)
Генетический ряд органических соединений. Если в основу генетического ряда неорганической химии составляют вещества, образованные одним химическим элементом, то основу генетического ряда в органической химии составляют вещества с одинаковым числом атомов углерода в молекуле.
Схема реакций: Каждой цифре над стрелкой соответствует определенное уравнение реакции: этаналь этанол этен этан хлорэтан этин Уксусная (этановая) кислота
Уравнения реакций: 1. С 2 Н 5 Cl + H 2 O С 2 Н 5 OH + HCl 2. С 2 Н 5 OH + O СН 3 СН O + H 2 O 3. СН 3 СН O + H 2 С 2 Н 5 OH 4. С 2 Н 5 OH + HCl С 2 Н 5 Cl + H 2 O 5. С 2 Н 5 Cl С 2 Н 4 + HCl 6. С 2 Н 4 С 2 Н 2 + H 2 7. С 2 Н 2 + H 2 O СН 3 СН O 8. СН 3 СН O + Ag 2 O СН 3 СOOH + Ag
