Дипломная работа: Методические особенности изучения темы "Бериллий и его соединения" посредством интегрированных уроков

В геохимических процессах бериллий ведет себя как типично литофильный элемент. По классификации Перельмана бериллий относится к слабо мигрирующим элементам.

Содержание бериллия в горных породах

Наименование породы	Содержание бериллия x10-4
Ультраосновные породы Габбро-нориты Габбро Средние породы Кислые породы Щелочные породы	Менее 0,2 Менее 0,2 0,3 0,8 - 0,9 1 - 32 (ср 5) 5 - 20 (ср 7)

При рассмотрение распространения бериллия в магматических горных породах, следует отметить, что бериллий не накапливается не в ультраосновных, не в основных магмах, присутствую в них во много раз меньших количествах, чем его среднее кларк в земной коре. Таким образом геохимическая история бериллия в земной коре всецело связана с историей образования кислых и щелочных магм, заключающих в себе более 95% атомов бериллия. При этом особенности поведения бериллия в процессах кристаллизации кислых и щелочных магм определяются в первую очередь геохимической спецификой этих существенно отличных друг от друга процессов. Ничтожное содержание бериллия в гранитном расплаве исключает возможность образование индивидуализированных бериллиевых минералов. В то же время отсутствие в расплаве высоковалентных катионов, которые могли бы компенсировать вхождение бериллия в кристаллическую решетку силикатов, затрудняет и ограничивает захват бериллия породообразующими минералами гранитов. Таким образом, ограниченное рассеяние бериллия в продуктах главной фазы кристаллизации гранитной магмы приводит к его накоплению в продуктах конечной стадии кристаллизации. Особенно резкое, скачкообразное обогащение поздних магматических продуктов бериллием, по-видимому, происходит в процессе кристаллизации кварца гранитов, практически не принимающего бериллия в свою решетку. С этим процессом связано появление на поздних стадиях формирования гранитов расплавов, эманации и растворов, в различной стадии обогащенной бериллием. Дальнейшая судьба этих образований, определяющаяся общими закономерностями становления конкретного магматического очага и геохимической спецификацией, крайне разнообразна. Следы их деятельности мы видим в широко распространенных процессах мусковитизации и грейзенизации гранитов, когда в процессе изменения гранитов концентрации бериллия возрастает в два раза по сравнению с количеством в биотитовых и прочих гранитов, не затронутых процессом мусковитизации. Наиболее ярко эти процессы протекают в процессе образования постматических месторождений бериллия, приводящих к образованию месторождений содержащих многие тысячи тонн этого элемента. Наивысшее возможное содержание бериллия, присутствующего в качестве изоморфной примеси в минералах гранитов может достигать 15x10^-4 -20x10^-4 %. Несколько повышенное рассеяние бериллия наблюдается в гранитах с повышенным содержание редких земель. Останавливаясь на особенностях поведения бериллия в щелочных магмах необходимо подчеркнуть следующие факторы, влияющие на судьбу бериллия в этих процессах:

1) высокий кларк редких земель

2) длительное участие высоковалентных катионов в процессах минералообразования повышенная щелочность среды

3) Указанные факторы облегчают изоморфный захват бериллия в процессе кристаллизации породообразующих элементов, препятствуя концентрации бериллия. Несмотря, на значительно более высокое содержание бериллия по сравнению со средним кларком литосферы, наиболее типичной особенностью его поведения в щелочных породах является рассеяние. Появление концентрации бериллия в щелочных породах можно ожидать в процессе перераспределения бериллия в процессе широкомасштабной альбитизации пород, содержащих повышенное количество бериллия. Геохимическая история бериллия в пегматитовом процессе может служить ярким примером послемагматической концентрацией рассеянного элемента. Накапливаясь по мере развития пегматитового процесса после формирования зон графического и среднезернистого пегматита, и выделения крупных мономинеральных блоков микроклин-пертитов, бериллий концентрируется в остаточных обогащенных летучими порциях пегматитового расплава-раствора. Наконец в определенный момент, обычно отвечающий окончанию формирования крупных мономинеральных блоков, в условиях сильного пресыщения кремнием, накопления натрия и летучих компонентов начинается формирование главного бериллиевого минерала гранитных пегматитов - берилла, продолжающегося в стадии пневматолито-гидротермальных замещений. В период формирования пегматитов особенности концентрации и миграции бериллия тесно связаны с поведением летучих составных частей пегматитового расплава-раствора. Подобная связь четко проявляется в образование наиболее высоких концентраций бериллиевых минералов в апикальных участках пегматитовых тел. В обстановке относительно высокой концентрации щелочей, характерной для рассматриваемого периода формирования пегматитов, а также в присутствии галоидов и углекислоты, играющих роль активных экстракторов-минерализаторов, перенос бериллия осуществляется в форме подвижных комплексных соединений типа хлорбериллатов, фторбериллатов и карбонат бериллатов щелочных металлов мигрирующих в процессе формирование пегматита в надкритических, а позднее в водных растворах в центральные части пегматитовых тел и в верхнии горизонты пегматитовой инъекции. Таким образом, при переносе бериллия в форме мобильных комплексных галоидных или карбонатных соединений с щелочными металлами выпадения бериллия в твердую фазу в виде бериллиевых минералов можно представить как сложный процесс распада подвижных соединений бериллия и связывание его в форме трудно растворимых силикатах бериллия и алюминия. Решающее значение, по-видимому, имеет изменение режима кислотно-щелочности растворов в сторону увеличения рН, а также появления жидкой фазы, легко вызывающую гидролиз таких непрочных соединений, как хлорбериллаты и др. Роль осадителя бериллия также играет фосфор, образующий с бериллием ряд устойчивых в обычных гидротермальных условиях минералов. В скарнах высокая концентрация фтора, при сравнительно низкой концентрации щелочей приводит к переносу бериллия в виде фторидов и фторбериллатов. При этом важное значение в уменьшение миграционной способности бериллия имеет увеличение значения pH минералообразующего раствора, происходящее под влиянием связывания атомов фтора кальцием вмещающих пород. Геохимическая история бериллия в мезо- и эпитермальном процессе изучена слабо, однако наличие концентрации бериллия, связанных со сравнительно низкотемпературными карбонатными жилами, а также присутствие бериллиевых минералов в жилах альпийского типа говорит о достаточно широком диапазоне его миграции в гидротермальных условиях. В жильных образованиях, формирование которых происходило в обстановке высокой концентрации карбонат иона, перенос бериллия осуществлялся в карбонатной форме. Особенности миграции бериллия в области гипергенеза изучены еще не достаточно. При этом следует отметить тот факт, что большинство бериллиевых минералов, имеющих значительное распространение, весьма устойчиво по отношению к агентам химического выветривания. Все эти минералы в процессе выветривания содержащих их пород подвергаются в основном механическому разрушению, рассеиваясь в процессе эрозии с обломочным материалом. Незначительный удельный вес минералов бериллия препятствует образованию россыпных месторождений бериллия. В бокситах отмечается незначительное увеличение концентрации бериллия, как этого можно было бы ожидать, учитывая сходство бериллия и алюминия.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «СОЕДИНЕНИЯ БЕРИЛЛИЯ»

Задачи:

1. Повторить на примере соединений кальция свойства основных оксидов и гидроксидов, реакции ионного обмена. Изучить качественные реакции на ионы кальция.

2. Раскрыть роль соединений кальция и магния в практической жизни.

3. Развивать экспериментальные навыки работы с веществами, умение наблюдать, анализировать, делать выводы, выделять нужную информацию.

4. Формировать коммуникативные навыки, воспитывать аккуратность.

Планируемый результат : учащиеся знают важнейшие соединения кальция, магния и области их применения, могут объяснить свойства соединений, знают качественные реакции на ионы кальция.

Форма урока : комбинированный ИКТ - урок

Использование ЦОР:

1)Комплект ЦОР Фирма «1С» Химия 9 класс, Габриелян О.С., 1-2 четверть,

2) НФПК Химия 8-11. Виртуальная лаборатория.

План урока.

Этап урока	Содержание деятельности	Применение ЦОР
Организационный момент. 2мин	Приветствие, обсуждение целей и задач урока, видов и форм работы.
Опрос 8 мин	*Общая характеристика металлов 2 группы *Химические свойства кальция – запись молекулярных уравнений реакций на доске * окислительно-восстановительные реакции – выполнение задания за компьютером 2-4 человека в зависимости от количества рабочих компьютеров.	«Уравнение реакции магния с кислородом», «Уравнение реакции магния с водой» (1)
Изучение нового материала. 27 мин	* Знакомство с внешним видом оксидов и гидроксидов металлов 2 группы, химические и тривиальные названия, применение, получение. Прогнозирование химических свойств.	фото «Оксид кальция», «Гидроксид кальция» (1)
	Доказательство химических свойств оксида и гидроксида кальция экспериментально. Лабораторный эксперимент в парах по карточкам – заданиям (Приложение 1).
	Обсуждение результатов эксперимента, вывод о характере оксида и гидроксида кальция. Демонстрация видео – опытов по ходу обсуждения Качественная реакция на гидроксид кальция	«Взаимодействия оксида кальция с водой», «Взаимодействие гидроксида кальции с углекислым газом» (1)
Соли бериллия, магния и щелочноземельных металлов и их применение. Демонстрация видео Заполнение пропусков в тексте (Приложение 2)	(2) Коллекция - Свойства неорганических веществ -Щелочные и щелочноземельные металлы - CaCO3 и т.д.
Качественная реакция на ион кальция, ионные уравнения Демонстрационный опыт «Взаимодействие нитрата и хлорида кальция с карбонатом натрия»
Итог урока 3 мин	Что нового вы узнали на уроке? Чему научились? Чем урок был для вас интересен? В чем вы сегодня убедились? Д.З. п. 14, упр.4. творческое задание- презентация о биологической роли кальция и магния	Домашняя презентация