Дисциплина: Химия входит в
состав общеобразовательных дисциплин.
Раздел программы:
Общая и неорганическая химия.
Тема урока: Тема
1.10. Металлы, их характеристика и свойства
Тип урока: Урок
изучения новых знаний.
Цель: Изучение
характеристики, строения, свойств металлов.
Рабочая цель: К концу
урока обучающийся будет уметь характеризовать металлы как химический элемент и
как простое вещество.
Задачи:
- Развивать логическое мышление
в процессе составления опорного конспекта;
- Воспитывать толерантное
сознание и поведения в процессе работы в малых группах, готовность вести
диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие
цели и сотрудничество для её достижения;
- Научить
применять полученные знания и умения в профессиональной деятельности и в
быту в ходе выполнения групповых заданий;
- Проводить
самостоятельный поиск информации с использованием различных источников.
ПК 1.2.Давать
характеристику и объяснять свойства металлов содержащихся в организме человека
и в продуктах питания.
ОК 2. Организовать
собственную деятельность, исходя из цели и способов её достижения, определённым
руководителем.
ОК 3.
Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,
оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за
результаты выполнения поставленных задач.
ОК 4. Осуществлять
поиск информации, необходимый для эффективного выполнения учебных задач.
ОК 5. Использовать
информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
Методы
проведения занятия:
• Индивидуальные и
групповые;
• Самостоятельная
работа обучающихся.
Приложение №1
Сообщение
- презентация по теме:
Значение
минеральных веществ в органах человека и их содержание в продуктах питания
Минеральные
вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы.
Однако без них жизнь человека невозможна.
Макроэлементы:
Кальций
составляет основу костной ткани, активирует деятельность ряда важных ферментов,
участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы,
происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Потребность в
кальции у взрослых людей около 800 мг в день.
Больше
всего кальция содержится в молоке (120 мг %) и молочных продуктах (в сыре,
например, около 1000 мг %)
Магний –
элемент, участвующий в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, в
обмене углеводов и энергетическом обмене. Потребность в магнии для взрослых -
400 мг в день. Почти половина этой нормы удовлетворяется хлебом и крупяными
изделиями. В хлебе содержится 85-90 мг % магния, в овсяной крупе – 116, в
ячневой – 96, в фасоли – 103 мг %. Из других источников питания следует
отметить орехи – (170-230 мг % магния) и большинство овощей (10-40 мг %).
Натрий – важный
межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой
буферности крови, регулярного кровяного давления, водного обмена, активации
пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.
Содержание
природного натрия в пищевых продуктах относительно невелико: 15-18 мг %. Его
потребляется не более 0,8 г в день. Но обычный взрослый человек потребляет
натрия больше – 4-6 г в день, в том числе около 2.4
г натрия вместе с хлебом и 1-3 г при подсаливании пищи. Более 80% натрия
человек получает с пищей, в которой присутствует поваренная соль.
Калий –
внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он
участвует в передаче нервных импульсов, активирует работу ряда ферментов.
Считают, что калий обладает защитными свойствами против нежелательного действия
избытка натрия и нормализует давление крови. По этой причине в некоторых
странах предложено выпускать поваренную соль с добавлением хлорида калия (KCl). Калий
способен усиливать выделение мочи.
В
большинстве пищевых продуктов содержания калия колеблется в пределах 150-570 мг
%. Заметно больше его лишь в бобовых, например, в горохе – 870 мг %, в фасоли –
1100 мг %.
Микроэлементы:
Железо – элемент,
участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. Содержание железа
в пищевых продуктах колеблется в пределах 70-4000 мкг %. Особенно много железа
в печени, почках и бобовых (6000-20000 мкг %). Относительно беден железом белый
хлеб из пшеничной муки 1 сорта.
Потребность
в железе у взрослого человека – 14 мг в день, она с избытком удовлетворяется
обычным рационом. Так если, из мясных продуктов усваивается 30% железа, то из
зерновых – 5-10%. Чай снижает усвояемость железа из-за связывания его с
дубильными веществами в трудноращепляемый комплекс. Поэтому люди, страдающие
железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса и не злоупотреблять
чаем.
Цинк – элемент,
значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона инсулина,
участвующего в углеводном обмене, и многих важных ферментов. Недостаточность
цинка задерживает у детей рост и половое развитие.
Содержание цинка в пищевых продуктах обычно колеблется
в пределах 150-2500 мкг %. Однако в печени и бобовых оно достигает 3100-5000
мкг %. Суточная потребность в цинке 8-22 мг. Она вполне удовлетворяется обычным
рационом.
Информационный
лист №1.
Внимательно
изучите предложенную информацию. Запишите конспект, заполнив таблицу.
Металлы,
их характеристика и свойства.
Характеристика
химических элементов металлов.
Металлы находятся
в ПС в 1-3 группах ( исключение: H и B), а также во всех
других группах, побочных подгруппах).
На последней
оболочке атома содержится от 1 до 3 электронов.
Металлы отдают
электроны и являются восстановителями.
Восстановительные
свойства в ПС ослабевают слева направо в периодах и усиливаются сверху вниз в
группах.
Характеристика
простых веществ-- металлов
Кристаллические
решетки металлов – металлические ( образованы атомами, ионами и свободными
электронами). Обуславливают следующие физические свойства металлов общие
свойства:
1. металлический
блеск.
Это свойство объясняется тем, что металлы хорошо отражают от своей поверхности
световые лучи. Лучшие отражатели: серебро, медь, алюминий;
2. электрическая проводимость и
теплопроводность обусловлены наличием в металлических решетках свободно
перемещающихся электронов, которые в электрическом поле приобретают
направленное движение. Электрическая проводимость и теплопроводность металлов
увеличивается от Hg к Ag:
Hg Pb Fe Zn Mg Al Au Cu Ag
Лучшей
электрической проводимостью обладают: серебро, медь и алюминий;
3. ковкость и пластичность. Объясняется тем,
что ионы в металлической решетке друг с другом непосредственно не связаны,
отдельные слои их могут свободно перемещаться один относительно другого. Это
свойство металлов используют при их механической обработке;
4. плотность, твердость и температура
плавления.
Если плотность меньше 5, то металлы легкие (щелочные
металлы ), а металлы с плотностью больше 5 –тяжелые (Осмий ) Металлы, плотность
которых меньше пяти, условно принято называть легкими металлами, а
металлы с плотностью больше пяти- тяжелыми.
По твердости металлы сравнивают с алмазом,
твердость которого принята за 10. Самыми мягкими являются
щелочные металлы, а самым твердым – хром.
Самую низкую температуру плавления имеет ртуть, а
самую высокую- вольфрам.
Информационный
лист 1 (часть 2)
Внимательно
изучите предложенную информацию. Запишите конспект, заполнив таблицу.
Химические
свойства металлов
Химические свойства металлов обуславливаются
главным образом наличием в их атомах электронов, слабо связанных с ядром
Общим присущим исключительно металлом химическим
свойством является способность только отдавать электроны, превращаясь в
свободные, положительно заряженные ионы по схеме
Me-e-=Me+
Взаимодействие
с простыми веществами:
Металлы
взаимодействуют с неметаллами:
а) с
кислородом:
2Mg+O2 2MgO
б) c
галогенами:
2Na + I2 2NaI
в) с
серой:
2Al+ 3S Al2S3
г) с
водородом:
Ca+ H2 t Сa H2 гидрид
кальция
|
Взаимодействие
со сложными веществами:
Отношения
к сложным веществам. По степени легкости отдачи электронов в
растворах металлы можно расположить в ряд напряжений металлов. В этот ряд
помещен и водород, потому что это единственны неметалл, разделяющий с
металлами их общее свойство - находиться в водных растворах в виде
положительных ионов (хотя и гидротированных).
Li,Cs,K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Ni,Sn,Pb,H2,Cu,Ag,Hg,Au
В
ряду напряжений каждый предыдущий металл вытесняет из растворов солей все
последующие.
Металлы,
расположенные в ряду до водорода, вытесняют его из разбавленных кислот (кроме
азотной). А щелочные и щелочноземельные – вытесняют водород даже из воды.
Важные
химические свойства металлов появляются в их отношении к воде, раствором
кислот, основаниям, солей:
а)
с водой:
2Na+2H2O 2NaOH+H2
б)
металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, реагируют с разбавленными
кислотами (кроме азотной), вытесняя из кислоты водород, например:
2HCl+Ba BaCl2+H2
в)
с солями:
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
г)
некоторые металлы, например цинк, алюминий, хром, могут взаимодействовать со
щелочами, образу (алюминаты, цинкаты, хроматы) соли соответствующих слабых
кислот, например:
2Al+ 2NaOH+
2H2O
2NaAlO2+
3H2 метаалюминат
натрия
|
Приложение №2
Задание
№1 (Индивидуальная работа)
Внимательно
изучите предложенную информацию в информационном листе №1, и составьте
конспект, заполнив таблицу.1
Таблица 1
Вопросы
|
Ответы
|
I.
Характеристика элементов металлов
|
1. Положение в
ПС
|
|
2. Количество
электронов на последней оболочке
|
|
3. Изменение
восстановительных свойств в ПС в группах
сверху вниз и в
периодах слева направо
|
|
II.
Характеристика простых веществ металлов.
|
1. Тип
кристаллической решетки.
|
|
2. Физические
свойства металлов, обусловленные строением
Металлической
кристаллической решетки.
|
|
III.
Химические свойства металлов.
|
1.Взаимодействие
с простыми веществами (уравнение реакции)
с кислородом,
галогенами, серой, водородом.
|
|
2.Электрохимический
ряд напряжения металлов и его основные
положения
|
|
3.
Взаимодействие со сложными веществами (уравнения
реакции с водой,
кислотами, щелочами.
|
|
Приложение
№3
Вопросы
– задания к информационному листу №1
Внимательно
изучите предложенные задания :
1.
Индивидуально;
2.
Обсудите в парах для последующего его представления.
1)
Составьте
схему характеристики металла как химического элемента.
2) Зарисуйте схему строения кристаллической решетки металлов;
3)Составьте
схему характеристики металла как простого вещества.
4) Допишите уравнения реакций:
Mg + N2→
Mg + H3РО4
→
5) Почему щелочные металлы хранят под керосином?
Приложение
№4.
Эталоны
ответов к информационному листу №1
1. Схема
характеристики металла как химического элемента:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество
электронов на последней оболочке
|
|
|
|
|
Изменение
восстановительных свойств
|
|
|
2. Строение
металлической кристаллической решетки
атом
ион
е
– электрон
3.
Характеристика металла как простого вещества.
Металлическая
кристаллическая
решетка
|
Физические
свойства
|
Химические
свойства
|
4. 3Mg + N2 Mg3 N2
3Mg + 2H3PO4
Mg3(PO4)2
+ 3H2
5. Щелочные
металлы окисляются на воздухе.
ЗАДАНИЕ
ДЛЯ РАБОТЫ В МАЛЫХ ГРУППАХ Задание для группы №2(1)
Внимательно
изучите предложенную информацию: 1. Индивидуально; 2. Обсудите в группе
содержание текста для последующего его представления.
Калий
Строение
атома калия 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3D0 4S1
Физические
свойства:
Металл,
серебристо-белого цвета, легче воды, мягкий (можно резать ножом), температура
плавления 63,5 0С
Химические
свойства калия
Взаимодействие с простыми веществами
|
Взаимодействие
со сложными веществами
|
|
2K
+ 2HCl 2KCl + H2
|
|
2K+
2H2O 2KOH + H
|
Применение
1.Охладитель в ядерных
реакторах в виде сплавов с натрием
2.В сплавах (со свинцом)
для вкладышей подшипников скольжения
3.Катализатор во многих
органических синтезах
4.Восстановитель при
получении некоторых тугоплавких металлов
5.Для получения пероксида
натрия
Ионы натрия и калия
играют большую биологическую роль: -
главный внеклеточный ион, содержится в крови и лимфе, а -
основной внутриклеточный ион. Они выполняют разные функции в организме, но
предпочитают «работать» вместе. Соотношение концентраций этих ионов регулирует
давление крови в живом организме н обеспечивает перемещение растворов солей из
корней в листья растений.
ЗАДАНИЕ
ДЛЯ РАБОТЫ В МАЛЫХ ГРУППАХ Задание для группы №2(4)
Внимательно
изучите предложенную информацию: 1. Индивидуально; 2. Обсудите в группе
содержание текста для последующего его представления.
Железо
Строение
атома железа: 1S22S22P63S23P64S2
Физические
свойства:
Металл
серебристо-белого цвета, мягкий, пластичный металл. Плотность 7,88 г/см3,
температура плавления 1539 0С. Обладает магнитными свойствами.
Химические
свойства
Взаимодействие
с простыми веществами
1.
С кислородом
3Fe
+ 2O2
Fe2O3
· FeO (феррит железа II)
2.
С хлором
2Fe
+3Cl2
2FeCl3
3.
С серой
Fe + S FeS
|
Взаимодействие
со сложными веществами
|
Применение
Железо – элемент,
участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. Содержание железа
в пищевых продуктах колеблется в пределах 70-4000 мкг %. Особенно много железа
в печени, почках и бобовых (6000-20000 мкг %). Относительно беден железом белый
хлеб из пшеничной муки 1 сорта.
Потребность в
железе у взрослого человека – 14 мг в день, она с избытком удовлетворяется
обычным рационом. Так если, из мясных продуктов усваивается 30% железа, то из
зерновых – 5-10%. Чай снижает усвояемость железа из-за связывания его с
дубильными веществами в трудноращепляемый комплекс. Поэтому люди, страдающие
железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса и не злоупотреблять
чаем.
ЗАДАНИЕ
ДЛЯ РАБОТЫ В МАЛЫХ ГРУППАХ Задание для группы №2(2)
Внимательно
изучите предложенную информацию: 1. Индивидуально;
2.
Обсудите в группе содержание текста для последующего его представления.
Магний
Строение атома 1S22S22P63S2
Физические свойства:
Серебристо-белый металл значительно легче алюминия, температура плавления 651 0С.
Химические свойства:
1.Взаимодействие
с простыми веществами:
2e
Mg0
+ Cl20t Mg+2Cl-1
4e
2Mg0
+ O20
t 2Mg+2O-2
2e
Mg0
+ H20
t,катализатор Mg+2H2-1
|
2.Взаимодействие
со сложными веществами:
2e
Mg0
+ 2HCl+1
MgCl2
+H20
2e
Mg0
+H2O+1 t MgO+2 +H20
|
Применение:
1.Для
получения легкий и сверхлегких сплавов (самолетостроение, производство
автомобилей)
2.Востановитель
при получении титана ,урана, циркония и других металлов.
3.В
органических синтезах.
4.Для
изготовления осветительных и зажигательных ракет.
5.Магний
является так же необходимым биоэлементом ,играя роль стимулятора обмена веществ
,содержится в печени ,печени ,костях ,нервной ткани и мозге.
6.Магния
в человеческом организме намного меньше ,чем Кальция ,всего около 40
г, ему отведена очень важная роль: ионы магния (сшивают) молекулы белка в
клубочки ,обеспечивая тем самым присущую для живых организмов структуру этих
молекул.
ЗАДАНИЕ
ДЛЯ РАБОТЫ В МАЛЫХ ГРУППАХ Задание для группы №2(3)
Внимательно
изучите предложенную информацию: 1. Индивидуально;
2.
Обсудите в группе содержание текста для последующего его представления.
Кальций
Строение
атома: 1S22S23S23P63D04S2
Физические свойства:
Серебристо-белый металл значительно легче алюминия, температура плавления выше,
чем у щелочных металлов.
Химические свойства:
1.Взаимодействия
с простыми веществами:
2e
Сa0+Cl20
t Ca+2Cl2-1
4e
2Ca0+O20
t 2Ca+2O-2
2e
Ca0
+ H20 t Ca+2H2-1
|
2.Взаимодействие
со сложными веществами:
2e
Сa0+2HCl+1
CaCl2+2
+ H20
2e
Ca0+2HOH+1
Ca(OH)2+2 + H20
|
Применение:
1.Для
изготовления свинцово-кальциевых сплавов ,необходимых при производстве
подшипников.
2.На
долю кальция приходится более 1,5 % от массы тела человека, 98% кальция
содержится в костях скелета.
3.Кальций
делает не только наши кости крепкие, но и способствует работе нервной системе.
4.При
недостатке кальция руки теряют способность держать предметы, мышцы начинают
судорожно сокращаться, кровь перестает свертываться, нервная система приходит в
негодность, а сердечная мышца отказывается работать.
5.Суточная
норма кальция 1,5 г. На каждые 0,06 г кальция нужно съесть 1кг жира ,кальций
усваивается только в присутствии жиров. Кальций содержится в петрушке, салате, сыре,
твороге и других продуктах
Приложение
№5.
Карточка-задание 2
1) Обсудите
аналитическое задание и обоснуйте особенности строения атома физических и
химических свойств предложенного элемента, обуславливающего биологическую роль
в организме человека и животных.
Презентуйте свой ответ
2) Выполните
творческое задание:
а) Приведите примеры из жизни применения металлов, исходящих свойств;
б) Приведите пословицы, поговорки, обороты речи о металлах;
в) Составьте загадки о металлах;
г) Приведите высказывания выдающихся людей о металлах и их свойствах
Приложение
№6
Критерии
оценки к карточке задания 2
Презентация
задания: 4 балла
Творческое
задание: 4 балла
1.
|
Примеры
из жизни применения металлов, исходя из их свойств.
|
1
б
|
2.
|
Пословицы,
поговорки, крылатые выражения о металлах
|
1
б
|
3.
|
Загадки
о металлах
|
1
б
|
4.
|
Высказывания
выдающихся людей о металлах и их свойствах.
|
1
б
|
Обсудить
презентацию или групповое задание, используя технологию КВАДРО.
Задание
выполнено правильно. Ответы на творческие задания грамотные и интересные
Предлагается
обсуждение с помощью четырех базовых основных тезисов:
ü согласен;
ü согласен,
но……….;
ü не
согласен;
ü не
согласен, но…….
Приложение
№7
Эталоны
ответов к решению проблемных задач к заданию №2.
2(1.1)
Калий обладает высокой активностью, так как на последней оболочке содержит
один электрон. Металл активно реагирует с водой. В организме регулирует
кислотно-щелочное равновесие, участвует в передаче нервных импульсов,
активирует работу ряда ферментов. Поскольку калий активнее натрия. Он
обладает защитными действиями против избытка натрия и нормализует кровяное
давление.
|
2(2.2)
Магний вследствие меньшей активности по сравнению с щелочными металлами и
большей твердости и прочности участвует в формировании костей, регуляции работы
нервной ткани, в обмене углеводов и энергетического обмена. Ионы магния
(«сшивают» молекулы белка в клубочки, обеспечивая прочную структуру белковой
молекулы)
|
2 (2.3) Кальция
является щелочноземельным металлом. Обладает высокой химической активностью,
на последней оболочке имеет 2 электрона. Его содержание в организме человека
невысокое, но 98 % содержится в костях.
Благодаря
своим свойствам прочности он делает кости крепкими, активирует деятельность
ряда ферментов, способствует работе нервной системы.
|
2
(2.4) Железо – макроэлемент (находится в организме в большом количестве).
Железо – очень прочный металл, средней активности, может активно присоединять
кислород, поэтому в составе гемоглобина переносит кислород к каждой клетке
организма и участвует в образовании некоторых ферментов.
|
Приложение
№8
Оценочный
лист
Фамилия, имя
|
Оценка
работы с
таблицей
(индивиду-альная)
|
Оценка
работы в
в парах
(контроль-
ные
вопросы)
|
Решение
проблемного вопроса
(группо-
вая
оценка)
|
Оценка за
выполне-ние
творческого
задания
|
Общая
сумма
балов
|
Перевод
балов в
оценку
|
1.Иванова
Дарья
|
|
|
|
|
|
|
2.Петров
Иван
|
|
|
|
|
|
|
3.Сидоров
Петр
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.