4 топ элементтерінің химиялық және физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтары. Сабақтың тақырыбы :

- элементтердің табиғаттағы таралуын білу, осы элементтер түзетін жай заттардың алыну әдістерін біліп, сәйкестендіру және салыстыру; - топтағы элементтердің химиялық және физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарын түсіну; - қосылыстар молекулаларының пішіндерін түсіндіре білу; - топ ішінде жоғарыдан төмен бағытта элементтердің төмен тотығу дәрежелерінің өзгеру заңдылығын білу және түсіну; Оқу мақсаттары :

ДағдыларОқушы оқу мақсатына жетеді, егер Білу және түсіну Қолдану 14 топ элементтерінің физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарын дұрыс сипаттай алса; оксидтері мен хлоридтерінің химиялық қасиеттерін сипаттай алса; +2 және +4 тотығу дәрежелерінің салыстырмалы тұрақтылығын түсіндіре алса; ЖЕТІСТІК КРИТЕРИЙЛЕРІ

Көміртек - 6 C Кремний - 14 Si Германий - 32 Ge Қалайы - 50 Sn Қорғасын - 82 Pb 4 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІ

FLEROVIUM VIDEO: Элемент атауы: Флеровий ( Flerovium) Ашылған жылы: 1998 жыл Электрондық конфигурациясы: [Rn] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 2

ГРАФИТ АЛМАЗ

МЕТАЛЛОИД ТАР (ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТЕР) МЕТАЛДАРДАН ЕРЕКШЕЛІГІ : Бөлме температурасында салыстырмалы түрде металдарға қарағанда электр тоғын баяу өткізеді; Температураны арттырғанда металлоидтардың электрөткізгіштігі артады, ал металдарда керісінше кемиді.

Топ бойынша өзгеретін қасиеттері

ҚАЙНАУ ЖӘНЕ БАЛҚУ ТЕМПЕРАТУРАЛАРЫ Б.Н 0 С Қ.Н 0 С Топ бойынша жоғарыдан төменге қарай балқу және қайнау температураларының төмендеу себебі неде? ЭлементБалқу t 0 C C 3527 C Si 1414 C Ge 1211 C Sn 232 C Pb 327 C

КӨМІРТЕГІ ҚАЛАЙЫ ҚОРҒАСЫН (кремний және германий ұқсас) сұр (альфа) ақ (бета) графит алмаз Макромолекулалы атомдық кристалдық тор Металдық кристалдық тор КОВАЛЕНТТІ БАЙЛАНЫС МЕТАЛДЫҚ БАЙЛАНЫС 4 топ элементтерінің балқу температурасы олардың құрылысы мен байланысына сәйкес өзгереді.

ТАПСЫРМА Көміртегі оның ішіндегі алмаз өте қатты зат, бірақ графит жұмсақ, аморфты зат. Кремний, германий және сұр қалайыда сынғыш қатты заттар. Ақ қалайы және қорғасын икемді және пластикалық қасиеті жоғары. НЕ СЕБЕПТІ?

СЕБЕБІ: Алмаздың кристалл торындағы (тетраэдр пішінді) көміртектің әрбір атомы, көміртектің басқа төрт атомымен берік ковалентті байланыспен байланысқан, барлық атомдардың арақашықтығы бірдей. Графиттің кристалл торында атомдар қабатталып орналасады және бір жазықтықта орналасқан атомдарға қарағанда, әртүрлі жазықтықта орналасқан атомдардың арақашықтығы әлдеқайда үлкен болады. Кремний, германий және сұр қалайының кристалдық торы алмазға ұқсайды, бірақ С – С арасындағы байланысты үзу үшін көп мөлшерде энергия қажет. Ақ қалайы және қорғасында металдық байланыс және металдық кристалдық тор.

ЭлементСалыстырмалы электр өткізгіштігі Көміртек (алмаз) Өткізгіш емес (диэлектрик) КремнийЖартылай –өткізгіш ГерманийЖартылай –өткізгіш ҚалайыӨткізгіш ҚорғасынӨткізгіш 4 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ЭЛЕКТРӨТКІЗГІШТІК ҚАСИЕТТЕРІ Топ бойынша жоғарыдан төменге қарай электрөткізгіштік қасиетінің арту себебі неде?

Әсер ететін жағдайлар: 1.Атомның ядросынан сыртқы қабаттағы электрон қаншалықты алшақ жатса, соншалықты атом электронын оңай жоғалтады. 2. Ішкі қабаттағы электрондар санының артуымен сыртқы қабаттағы электрондардың ядроға экрандануы арта түседі. 3. Ядро зарядының ұлғаюынан осы екі эффект басымырақ болады 4 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ БІРІНШІ ЖӘНЕ ЕКІНШІ ИОНДАНУ ЭНЕРГИЯСЫ

ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ: - 4 көміртегі және кремний көрсетеді +2 С Si > Ge > Sn > Pb тұрақсыздығы артады. С +4, Si +4, Ge +4 және Sn +4 көбірек тұрақты. C +2 Si +2 Ge +2 Sn +2 Pb +2 C +4 Si +4 Ge +4 Sn +4 Pb тотығу дәрежесінің тұрақтылығы топ бойынша жоғарыдан төменге қарай артады +4 тотығу дәрежесінің тұрақтылығы топ бойынша төменнен жоғары қарай артады

Қорғасын (Pb) [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2

CCl 4 SiCl 4 GeCl 4 SnCl 4 PbCl 4 БАРЛЫҚ 4 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІ: жалпы формуласы ХСl 4 болатын тетрахлоридтер түзеді қарапайым ковалентті байланыс тетраэдр пішінді бөлме температурасында ұшқыш сұйықтықтар қайнау температуралы төмен

M – Cl арасындағы байланыс полюсті Тұтастай молекула полярлы емес

ТЕТРАХЛОРИДТЕРДІҢ ТЕРМОТҰРАҚТЫЛЫҒЫ Топ бойынша тетрахлоридтердің термотұрақтылығы төменге қарай Х – Cl арасындағы байланыс ұзарған сайын тетрахлоридтер термотұрақсыз болады. СCl 4, SiCl 4 және GeCl 4 жоғары температураға тұрақты. Қыздырғанда ыдырамайды. SnCl 4 қыздырғанда оңай ыдырайды SnCl 4 SnCl 2 +Cl 2 PbCl 4 қыздырғанда қопарыла ыдырайды. PbCl 4 PbCl 2 +Cl 2

ТЕТРАХЛОРИДТЕРДІҢ СУМЕН РЕАКЦИЯСЫ ССl 4 басқа барлық тетрагалогенидтер гидролизге ұшырайды Кремний, германий, қалайы тетрахлоридтерінің гидролизденуі жалпы реакция теңдеуі ХCl 4 +2H 2 O ХO 2 +4HCl Қорғасын тетрахлориді гидролизденгенде түзілетін энергия тетрахлоридті ыдыратуға жеткілікті болады. 2PbCl 4 + 2H 2 O PbO 2 +PbCl 2 +4HCl+Cl 2 ССl 4 + H 2 O

ХСl 4 tқ 0Сtқ 0С CCl 4 76 SiCl 4 57 GeCl 4 87 SnCl PbCl ТАПСЫРМА : IV топ тетрахлоридтерінің қайнау температурасының не себепті төмен екенін түсіндіріңіз СЕБЕБІ:

қарапайым молекулалық ковалентті құрылымға ие; молекулааралық күштер – Вандер-Вальс күштері Вандер-Вальс күштері әлсіз – ол байланысты үзуге аз энергия жұмсалады ХСl 4 tқ 0Сtқ 0С CCl 4 76 SiCl 4 57 GeCl 4 87 SnCl PbCl IV топ тетрахлоридтері

14 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ОКСИДТЕРІ тотығу дәрежесі +2 және +4 болатын оксидтер түзеді ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ +2ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ +4 Көміртек монооксиді (СО)Көміртек диоксиді (CO 2 ) Кремний (ІІ) оксиді (SiO)Кремний (ІV) оксиді (SiO 2 ) Германий (ІІ) оксиді (GeO)Германий (ІV) оксиді (GeO 2 ) Қалайы (ІІ) оксиді (SnO)Қалайы (ІV) оксиді (SnO 2 ) Қорғасын (ІІ) оксиді (PbO)Қорғасын (ІV) оксиді (PbO 2 )

ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ +2 СО – қарапайым молекулалық құрылым. Көміртек монооксиді үш еселі ковалентті байланыс әсерінен (СО) термотұрақты. SiO мен GeO макромолекулалы құрылымға ие. Бұл оксидтердегі ковалентті байланыс салыстырмалы түрде әлсіз және қыздырғанда диспропорциялану рекциясы арқылы ыдырайды GeO GeO 2 + Ge SnO мен PbO байланыс иондық сипатқа ие болғандықтан термотұрақты болып табылады.

ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ +4 СО 2 – қарапайым молекулалық құрылым. Берік ковалентті байланыс әсерінен термотұрақты. SiO 2 GeO 2, SnO 2 мен PbO 2 макромолекулалы (алып ковалентті) құрылымға ие. PbO 2 ғана қыздырғанда ыдырайды PbO 2 2PbO+O 2 Себебі: +4 тотығу дәрежесінің тұрақтылығы топ бойынша жоғарыдан төменге қарай кемиді.

ОКСИДТЕРІНІҢ ҚЫШҚЫЛ –НЕГІЗДІК ҚАСИЕТТЕРІ екідайлы (амфотерлі ) қасиет көрсетеді; +2 және +4 тотығу дәрежесі топ бойынша төмендегенде негіздік қасиет көрсетеді. бірдей элементтің +2 тотығу дәрежесін көрсететін оксиді +4 ке қарағанда негіздік қасиеті басым болады. +2Қышқыл-негіздік қасиеті +4Қышқыл-негіздік қасиеті СOәлсіз қышқылдықCO 2 қышқылдық SiO-SiO 2 әлсіз қышқылдық GeOекідайлыGeO 2 екідайлы (қышқылдық қасиеті басым) SnOекідайлыSnO 2 екідайлы (қышқылдық қасиеті басым) PbOекідайлы (негіздік қасиеті басым) PbO 2 екідайлы

+2 ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ CO суда нашар еріп, бейтарап ерітінді түзеді. Концентрлі NaOH ерітіндісімен әрекеттесіп, қышқылдық қасиет көрсетеді. CO + NaOH (к) HCOONa GeO, SnO және PbO концентрлі HCl ертіндісімен әрекеттеседі SnO + 2HCl SnCl 2 +H 2 O GeO, SnO және PbO сілтімен әрекеттеседі SnO + 2OH - SnO H 2 O станнат (ІІ) ион

+4 ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ GeO 2, SnO 2 және PbO 2 екідайлы қасиет көрсетеді концентрлі HCl ертіндісімен әрекеттеседі SnO 2 + 4HCl SnCl 4 + 2H 2 O ыстық концентрлі сілті ерітіндісімен әрекеттеседі. SnO 2 + 2OH - SnO H 2 O станнат (ІV) ион GeO 2 > SnO 2 > PbO 2 қатарында сілтілермен реакцияға оңай түседі.

+2 ЖӘНЕ +4 ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ САЛЫСТЫРМАЛЫ ТҰРАҚТЫЛЫҒЫ CO CO 2 SiO SiO 2 GeO GeO 2 SnO SnO 2 PbO PbO 2 ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ Тұрақтылығы артады Тұрақтылығы артады С +4 > C +2 қарағанда анағұрлым тұрақты, CO – тотықсыздандырғыш heat 0 +4 Мысалы: Fe 2 O 3 +3CO 2Fe + 3CO 2 Pb +4 < Pb +2 қарағанда анағұрлым тұрақты, PbO 2 – тотықтырғыш Мысалы: PbO 2 +4HCl PbCl 2 +Cl 2 +2H 2 O

4 ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ТОТЫҒУ-ТОТЫҚСЫЗДАНУ РЕАКЦИЯЛАРЫ CO CO 2 SiO SiO 2 GeO GeO 2 SnO SnO 2 PbO PbO 2 ТОТЫҒУ ДӘРЕЖЕСІ күшті тотықтырғыш күшті тотықсыздандырғыш

ТАПСЫРМА : V 3+ + e - V 2+ E ө = - 02,6 V I 2 + 2e - 2I - E ө = + 0,54 V GeO 2 +4H + + 2e - Ge 2+ +2H 2 O E ө = - 0,30 V Pb e - Pb 2+ E ө = +1,69 V PbO 2 +4H + + 2e - Pb 2+ +2H 2 O E ө = + 0,47 V Sn e - Sn 2+ E ө = + 0,15 V Кестедегі стандартты электродтық потенциалдар мәнін пайдалана отырып төмендегі сұрақтарға жауап беріңіздер Күшті тотықсыздандырғыш - Күшті тотықтырғыш – Қай зат иодид ионын йодқа дейін тотықтыра алады? Қорғасын (ІҮ) оксидінің қышқылдық ортада V 2+ ионын V 3+ ионына дейін тотықтыру реакциясының теңдеуін жазыңыз

ЖАУАБЫ: V 3+ + e - V 2+ E ө = - 0,26 V I 2 + 2e - 2I - E ө = + 0,54 V GeO 2 +4H + + 2e - Ge 2+ +2H 2 O E ө = - 0,30 V Pb e - Pb 2+ E ө = +1,69 V PbO 2 +4H + + 2e - Pb 2+ +2H 2 O E ө = + 0,47 V Sn e - Sn 2+ E ө = + 0,15 V Күшті тотықсыздандырғыш - Ge 2+ Күшті тотықтырғыш – Pb 4+ Pb 4+ және PbO 2 (4H + ) PbO 2 +4H + +2V 2+ Pb 2+ +2H 2 O + V 3+

Көміртек диоксиді мен кремний диоксидінің физикалық қасиеттері әртүрлі. Көміртек диоксиді газ, ал кремний диоксиді қатты. Неліктен СО 2 газ күйінде, ал SiО 2 қатты күйінде кездеседі? ТАПСЫРМА:

құрылысы мен байланысы тұрғысынан түсіндіріледі Көміртек диоксиді қарапайым молекулалық құрылымға ие Кремний диоксиді макромолекулалы (алып) коваленті құрылымғе ие ЖАУАБЫ:

ТАПСЫРМА: Қалайының (ІV) оксиді қышқылдық, негіздік немесе амфотерлік қасиеттің қайсысын көрсетеді? Осы оксид қандай қасиетке ие? Жауаптарыңды түсіндіріңдер.

Жауабы : Екідайлы қасиет көрсетеді. Екідайлы оксидтер дегеніміз - негіздермен әрекеттескенде қышқылдық қасиет, керісінше қышқылдармен әркеттескенде негіздік қасиет көрсететін оксидтер негіздік қасиет: SnO 2 + 4HCl SnCl 4 +2H 2 O қышқылдық қасиет : SnO 2 +2NaOH Na 2 SnO 3 +H 2 O

14 топ элементтеріне көміртек, кремний, ______, қалайы және қорғасын жатады. Топ бойынша жоғарыдан төменге қарай ______қасиет кеміп,______ артады. Көміртек бейметалл, кремний мен германий ______, ал қалайы мен қорғасын типтік металдар. Кремниймен салыстырғанда қорғасынның электрөткізгіштігі _______,cебебі ____________________________________. Көміртектен қорғасынға қарай _______төмендейді, себебі макромолекулалы ковалентті құрылым __________ауысады. Топ бойынша +4 тотығу дәрежесі жоғарыдан төменге қарай _______сәйкесінше +2 тотығу дәрежесінінің тұрақтылығы _______.Қалайының анағұрлым тұрақты оксидінің формуласы ______, қорғасынның анағұрлым тұрақты оксидінің формуласы ________. Қорғасын (IV) қосылыстары күшті ______себебі Pb +4 Pb +2 оңай______________, қалайы(ІІ) қосылыстары күшті _______, себебі Sn +2 Sn +4 оңай _______. 14 топ элементтері хлормен жалпы формуласы ______болатын тетрахлоридтер түзеді. Тетрахлоридтердің термотұрақтылығы төменге қарай ____. Германий тетрахлоридінің гидролиздену реакциясын жазыңыз _____________________________________.

14 топ элементтеріне көміртек, кремний, германий, қалайы және қорғасын жатады. Топ бойынша жоғарыдан төменге бейматалдық қарай қасиет кеміп, металдық қасиет артады. Көміртек бейметалл, кремний мен германий металлоидтар, ал қалайы мен қорғасын типтік металдар. Кремниймен салыстырғанда қорғасынның электрөткізгіштігі жоғары, cебебі қорғасында металдық байланыс және металдық кристалдық тор. Көміртектен қорғасынға қарай балқу температурасы төмендейді, себебі макромолекулалы ковалентті құрылым металдыққа ауысады. Топ бойынша +4 тотығу дәрежесі жоғарыдан төменге қарай кемиді, сәйкесінше +2 тотығу дәрежесінінің тұрақтылығы артады. Қалайының анағұрлым тұрақты оксидінің формуласы SnO 2, қорғасынның анағұрлым тұрақты оксидінің формуласы PbO. Қорғасын (IV) қосылыстары күшті тотықтырғыш себебі Pb +4 Pb +2 оңай тотықсызданады, қалайы(ІІ) қосылыстары күшті тотықсыздандырғыш, себебі Sn +2 Sn +4 оңай тотығады. 14 топ элементтері хлормен жалпы формуласы XCl 4 болатын тетрахлоридтер түзеді. Тетрахлоридтердің термотұрақтылығы төменге қарай кемиді. Германий тетрахлоридінің гидролиздену реакциясын жазыңыз GeCl 4 + 2H 2 O GeO 2 + 4HCl.

ТапсырмаларTrueFalse 1Германий – жартылай өткізгіш 2СCl 4 салыстырғанда SiCl 4 термотұрақты 3Қорғасын (IV) хлориді бөлме температурада қорғасын (IІ) хлориді мен хлор газына ыдырайды. 4Топ бойынша төмен қарай s 2 электронның байланысқа түспейтін тенденциясы артады (жұп инертті эффект) 5Sn +4 > Sn +2 қарағанда анағұрлым тұрақты 6Көміртек моноксиді күшті тотықсыздандырғыш себебі С +2 C +4 оңай тотығады 7SnO, PbO 2, GeO екідайлы қасиет көрсетеді

ТапсырмаларTrueFalse 1Германий – жартылай өткізгіш 2СCl 4 салыстырғанда SiCl 4 термотұрақты 3Қорғасын (IV) хлориді бөлме температурада қорғасын (IІ) хлориді мен хлор газына ыдырайды. 4Топ бойынша төмен қарай s 2 электронның байланысқа түспейтін тенденциясы артады. (жұп инертті эффект) 5Sn +4 > Sn +2 қарағанда анағұрлым тұрақты 6Көміртек моноксиді күшті тотықтырғыш себебі С +2 C +4 оңай тотықсызданады 7SnO, PbO 2, GeO екідайлы қасиет көрсетеді

ДағдыларОқушы оқу мақсатына жетеді, егер Білу және түсіну Қолдану 14 топ элементтерінің физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарын дұрыс сипаттай алса; оксидтері мен хлоридтерінің химиялық қасиеттерін сипаттай алса; +2 және +4 тотығу дәрежелерінің салыстырмалы тұрақтылығын түсіндіре алса; ЖЕТІСТІК КРИТЕРИЙЛЕРІ

САБАҚТЫҢ МАҚСАТЫ: топтағы элементтердің химиялық және физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарын түсіну РЕФЛЕКСИЯ «ЖЕТІСТІК ШЫҢЫ» Білемін Түсіндім..... Қолдана аламын.....

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 1.Cambridge International AS and A Level Chemistry Coursebook, 2013 by Roger Norris, Lawrie Ryan, David Acaster 2. Химия. Усманова М.Б, Сақариянова Қ.Н ж