Возможность улучшения качества учебно-воспитательной работы на уроках химии путем экологизации содержания темы "S-элементы"

ЗСа2+ (р)+2Р043- (р) ↔ Са3(Р04)2 (т)

Са2+ (р) +2R—СООН (р) ↔ (RCOO)2Ca (т) + 2Н+ (р)

В организме концентрация ионов кальция регулируется гормонами.

В костях и зубах взрослого человека около 1 кг кальция находится в виде нерастворимого кристаллического минерала — гидроксилапатита Са10(Р04) 6 (ОН)2, образование которого происходит при взаимодействии ионов кальция с фосфат-

ионами.

В крови и лимфе кальций находится как в ионизированном, так и в неионизированном состоянии — в соединениях с белками, углеводами и др. Механизм свертывания крови состоит из ряда этапов, многие из которых зависят от наличия ионизированного Са2+. Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы.

Концентрации ионов кальция Са2+ внутри и вне клетки соответственно составляют 10-6 и (2,25—2,8) 10-3 моль/л. Поскольку кальций практически не используется внутри клетки, он выступает в качестве строительного материала в организме,в костях, зубах. Скелет — основное хранилище кальция в организме.

Стронций относится к примесным микроэлементам. Его содержание в организме 10-3%. Концентрируется стронций главным образом в костях, частично замещая кальций. Важную роль играет стронций в процессах костеобразования (остеогенеза). При введении в организм радиоактивного изотопа 90Sr установлено, что он в наибольшей степени накапливается в тех местах, где происходит интенсивный остеогенез. Определение содержания стронция в плазме и эритроцитах используют для диагностики и прогнозирования заболеваний лейкозом. Этот тест связан с тем, что при лейкозах содержание стронция в плазме крови уменьшается, а в эритроцитах увеличивается.

Образующийся при ядерных взрывах радиоактивный изотоп 90Sr вызывает лучевую болезнь. Он поражает костную ткань, в особенности костный мозг. Накопление 90Sr в атмосфере и организме человека способствует развитию лейкемии и рака костей. Применение кислоты — этилендиаминтетраацетата (ЭДТА) для удаления ионов 90Sr из организма приводит к дополнительному вымыванию кальция из костей. Поэтому в настоящее время в этих целях используют не кислоту, а ее комплекс Nа2СаЭДТА.

Вместе с тем радиоактивные изотопы 89Sr и 90Sr применяют в лучевой терапии при лечении костных опухолей.

Барий также является примесным микроэлементом. Общее содержание его в организме составляет 1∙10-5%. Концентрируется барий преимущественно в сетчатке глаза (см. рис.). Биологическая роль его пока не выяснена. Так как при лейкозах содержание бария в эритроцитах и плазме крови увеличивается, количественное определение бария может служить диагностическим тестом на заболевание лейкозом. Как уже отмечалось, ионы бария являются токсичными для организма.

Радий относится к примесным микроэлементам. Общее содержание его в организме 10-11 —10-12%. Максимально допустимое содержание радия в организме человека 1∙10-7 г. Концентрируется радий преимущественно в костной ткани. Препараты радия 226Ra раньше применялись для лечения злокачественных опухолей, однако в настоящее время они практически не используются. Их заменили более дешевыми изотопами 60Со, l37Cs и др.

экологический химия план урок

Констатирующий срез знаний учеников по теме: «Периодический закон Д.И. Менделеева и строение атомов»

Задача 1. В какой группе и в каком периоде периодической системы элементов Д.И. Менделеева находится элемент с порядковым номером 42?

Решение. Расположение элементов в периодической системе в соответствии со строением их атомов следующее: в первом периоде 2, во втором 8, в третьем 8. Третий период заканчивается элементом с порядковым номером 18 (2 + 8 + 8 = 18). В четвертом периоде 18 элементов, т.е. он заканчивается элементом с порядковым номером 36. В пятом периоде также 18 элементов, поэтому элемент с порядковым номером 42 попадает в пятый период. Он занимает шестое место, следовательно, находится в шестой группе. Этот элемент - молибден (Мо).

Задача 2. Какой из элементов – литий или калий – обладает более выраженными металлическими свойствами?

Решение. Строение электронных оболочек атомов натрия и цезия можно представить следующим образом:

Li −1s²2s¹ и K −1s²2s²2p63s²3p64s¹ или сокращенно [He]s¹ и [Ar]s¹.

Как видим, у обоих атомов на внешнем энергетическом уровне находится по одному электрону. Однако у атома калия внешний электрон расположен дальше от ядра (на четвертом энергетическом уровне, а у натрия - на втором) и, следовательно, легче отрывается. Поскольку металлические свойства обусловлены способностью отдавать электроны, они сильнее выражены у калия.

Задача 3. Какие соединения с водородом образуют элементы главной подгруппы VI группы? Назовите наиболее и наименее прочное из них.

Решение. Элементы главной подгруппы УI группы - р-элементы. У них на внешнем электронном уровне по 6 электронов: ns²np4. Следовательно, в соединениях с водородом они проявляют степень окисления -2. Формулы соединений: Н2O,H2S, H2Se,H2Те, Н2Ро. С ростом порядкового номера элемента (от кислорода к полонию) увеличивается радиус атома, что обусловливает уменьшение прочности соединения с водородом (от H2O к H2Ро). Таким образом, из названных соединений наиболее прочным является вода Н2O, наименее прочным — Н2Ро.

Задача 4. Опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23 по его положению в периодической системе.Решение. По периодической системе определяем, что элемент с порядковым номером 23 находится в четвертом периоде и в побочной подгруппе V группы. Этот элемент - ванадий V. Электронная формула ванадия V: 1s²2s22p63s²3p63d34s² или сокращенно [Аг] 3d34s². По электронной формуле заключаем, что ванадий - d-элемент. Элемент может легко отдавать 2 электрона с 4-уровня, проявляя степень окисления +2. При этом он образует оксид VO и гидроксид V(OH)2, проявляющие основные свойства. Газообразных водородных соединений ванадий не образует, так как расположен в побочной подгруппе. Атом ванадия может также отдавать электроны с d-подуровня предпоследнего энергетического уровня (3 электрона) и, таким образом, проявляет высшую степень окисления +5 (численно равную номеру группы, в которой расположен элемент). Оксид, соответствующий высшей степени окисления, V2O5. Этот оксид обладает кислотными свойствами. В качестве гидроксида ему соответствует неустойчивая метаванадиевая кислота HVO3 (соли ее - ванадаты - устойчивые соединения).

Задача 5. Элемент астат (изотоп 21185At) был получен облучением изотопа висмута 20983Bi α-частицами (ядрами атома гелия). Напишите уравнение ядерной реакции полной и сокращенной формах.

Решение. При составлении уравнений ядерных реакций необходимо учитывать закон сохранения массы веществ (массы электронов при этом не учитываются). Кроме того, заряды всех частиц в левой и правой частях должны быть равны. В левой части записываем взаимодействующие ядра, в правой - продукты реакции. Учитывая порядковые номера и относительные массы атомов, записываем схему реакции: 20983Вi + 42α → 21185At + xОчевидно, частица х должна иметь заряд 0 (так как 83 + 2 = 85) и атомную массу 209 + 4 - 211 = 2. Частица с зарядом 0 - это нейтрон 10n, следовательно, должно образоваться 2 нейтрона. Окончательный вид уравнения