Конспект урока по химии

Урок № __ Тема: Положение металлов в периодической системе химических элементов  Д.И.Менделеева. Строение атомов. Металлическая связь.  Физические свойства металлов. (9 класс)

Цели:

Дидактические цели:

·                   на основе повторения и обобщения ранее изученного материла и в ходе знакомства с новым углубить знания о положение металлов в периодической системе химических элементов  Д.И.Менделеева, строении их  атомов, образовании металлической связи, физических свойствах металлов;

·                   Сформировать представление о  металлической связи и ее влияние на физические свойства металлов;

·                   познакомить учащихся с  особенностями строения  атомов металлов и  их кристаллов (металлическую решетку);

·                    сформировать, обобщить, расширить и закрепить опорные знания учащихся о физических свойствах металлов и их классификации;

·                   подвести учащихся к осознанию практической значимости знаний о строении и свойствах металлов;

·                   создать условия для развития у учащихся умения анализировать результаты химического эксперимента;

·                   развивать умение высказывать свою точку зрения, вести аргументированный разговор, делать выводы на основе анализа;

·                   продолжать формировать навыки анализа текста, безопасного проведения химического эксперимента;

·                   описывать химические свойства веществ на основе знаний о строении атомов элементов металлов;

·                   вырабатывать у учащихся на материале учебных предметов способы учебно-познавательной деятельности;

·                   формирование умений применять полученные знания на практике;

·                   развивать познавательную активность, творческие способности;

·                   пропагандировать здоровый образ жизни, убеждать в необходимости охраны окружающей среды;

Цели по развитию:

развитие:

·                   мышления, необходимого образованному  человеку для полноценного функционирования в современном мире;

·                   элементов творческой деятельности как качеств мышления, интуиции;

·                   целостного мировоззрения;

·                   провести связь со смежными дисциплинами (физикой, историей);

·                   навыков устной и письменной речи;

·                    «умений учиться», использовать знания, умения и навыки в учебной деятельности при изучении различных предметов;

·                   памяти, навыков самоорганизации;

·                   логического мышления на основе усвоения причинно-следственных связей, сравнительного анализа, способности четко формулировать свои мысли;

·                   воображения в процессе наблюдений за видеофрагментами;

·                   осмысленного запоминания основных правил при использовании мнемотехники (наглядных средств, таблиц, схем);

·                   критическое мышление при анализе и оценке последствий пожаров и взрывов;

Воспитательные цели:

воспитывать:

·                   творческую, самоответственную личность, стремящуюся к самоорганизации;

·                   активную жизненную позицию, человечность, порядочность;

·                   средствами урока уверенность в своих знаниях и умений применять их на практике;

·                   культуру безопасного поведения при проведении химического эксперимента

·                   подвести учащихся к выводу о самоценности человеческих качеств личности.

Методы и методические приемы:

Знать: особенностями строения  атомов металлов и  их кристаллов.

Уметь: высказывать свою точку зрения, вести аргументированный разговор, делать выводы на основе анализа по изучаемой теме.

Владеть: навыками безопасного поведения при проведении химического эксперимента.

Оборудования и реактивы: Коллекции образцов металлов; образцы монет. Образцы сплавов. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

Ход урока

Этап I. Организационный момент  (проверка готовности учащихся к уроку, постановка целей урока  и сообщение плана проведения занятия).

Этап II. Актуализация знаний и действий

В начале урока акцентирую внимание учащихся на значимости новой темы, определяемой той ролью, которую металлы играют в природе и во всех сферах деятельности человека.

Этап III. Создание знания на уроке

1.     Подведение к теме (вступительное слово учителя)

Рассказ учителя

Человек использовал металлы с древних времен.

I.  В начале был век медный.

К концу каменного века человек открыл возможность использования металлов для изготовления орудий труда. Первым таким металлом был медь.

Период распространения медных  орудий называют энеолитом или халколитом, что в переводе с греческого означает «медь». Медь обрабатывалась с помощью каменных орудий методом холодной ковки. Самородки меди превращались в изделия под тяжёлыми ударами молота. В начале медного века из меди делали лишь мягкие орудия, украшения, предметы домашней утвари. Именно с открытием меди и других металлов стала зарождаться профессия кузнеца.    

Позже появились литья, а потом человек стал добавлять к меди олово или сурьму, делать бронзу, более долговечную, прочную, легкоплавкую.

II. Далее идёт век бронзовый.

Бронза - сплав меди и олова. Хронологические границы бронзового века датируются в начале 3-го тысячелетия до н. э. до начала 1-го тысячелетия до н.э. Большими преимуществами бронзы в сравнений с медью и другими известными металлами являются более низкая анализы показали, что в составе железных  метеоритов на долю железа приходится  91% . Начало производства  железа из его руд в Древнем Египте, потом в Индии и в других странах. Температура плавления ( 700°  - 900° ) и высокие  литейные качества и большая прочность.

III. Далее идет железный век.

Третий и последний период первобытной эпохи характеризуется распространением железной металлургии и железных орудий и знаменует собой железный век. В современном значении этот термин был введен в употребление в середине IX  века датским археологом К.Ю. Томсоном и вскоре распространился в литературе наряду с терминами « каменный век» и « бронзовый век».

В отличие от других металлов железо, кроме метеоритного не встречается в чистом виде. Ученые предполагают, что первое железо, попавшее  в руки человека, было метеоритного происхождения, и не зря железо именуется «небесным камнем». Самый крупный метеорит нашли в Африке, он весил около шестидесяти тонн. А во льдах Гренландии нашли железный метеорит весом тридцать три тонны.

И в настоящее время продолжается железный век. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.

Далее очень кратко говорю о роли золота, серебра и меди для производства монет, а бронзы – для изготовления скульптур и других произведений искусства.

Затем учитель подчеркивает, что исключительное значение металлов для развития общества обусловлено, конечно, их уникальными свойствами, и просит учащихся назвать эти свойства.

Вопрос к классу (создание проблемной ситуации):

·                   Какие же физические свойства отличают металлы и их сплавы от неметаллов?

(Учащиеся называют также свойства металлов как электропроводность и теплопроводность, характерный металлический блеск, пластичность, твердость (кроме ртути) и др.)

Учитель задает учащимся ключевой вопрос:

·                   А чем же обусловлены эти свойства?

На этот опрос ответ мы получим после изучения нового материала.

2. Рассказ учителя с элементами беседы по плану, записанного на доске:

План  (учащиеся записывают план лекции в тетрадь)

I. Химические элементы - металлы.

1. Особенности электронного строения атомов.

2. Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением       атомов.

3.Закономерности в изменении свойств элементов -  металлов.

II. Простые вещества- металлы.

1. Металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка.

2. Физические свойства металлов.

I. Химические элементы – металлы.          

1. Особенности электронного строения металлов.

Металлы - это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (а иногда предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы. Металлы – восстановители. Это обусловлено небольшим числом электронов внешнего слоя, большим радиусом атомов,  вследствие чего эти электроны слабо удерживаются с ядром.

2. Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением атомов.

Учитель предлагает учащимся охарактеризовать положение элементов с рассмотренным строением атомов в ПСХЭ.

Учащиеся отвечают, что это будут элементы, размещенные в левом нижнем углу ПСХЭ.

Учитель подчеркивает, что в ПСХЭ будут все элементы, расположенные ниже диагонали В – Аt, даже те у которых на внешнем слое 4 электрона ( Je, Sn, Pb), 5 электронов ( Sb, Di), 6 электронов ( Po), так как они отличаются большим радиусом.

Далее учитель углубляя материал спрашивает (на основе знаний о строении атомов химических элементов  и положения их в периодической системе)

·                   К каким электронным семействам относятся элементы – металлы? (для ответа учащиеся используют таблицу Периодической системы)

В ходе беседы выясняется, что среди них есть s и p-элементы – металлы главных подгрупп, а также d и f металлы, образующие побочные подгруппы.

Легко увидеть, что большинство элементов ПСХЭ – металлы.

3. Закономерности в изменении свойств элементов – металлов.

Далее учитель просит учащихся сравнить  восстановительную способность металлов, принадлежащих одному периоду и одной подгруппе.

·                   Как изменяется окислительная способность  элементов III периода?

( окислительные свойства в периодах усиливаются, а восстановительные – ослабевают. Причиной изменения этих свойств- увеличение количества электронов на последней орбитале.)

·                   Как изменяются окислительные свойства у элементов 4 группы главной подгруппы? (снизу вверх окислительные свойства усиливаются. Причиной изменения этих свойств является уменьшение радиуса атома)

·                   Исходя из положения металлов в Периодической системе какой можно сделать вывод об окислительно-восстановительных свойствах элементов- металлов?

(Металлы являются восстановителями в химических реакциях, т.к. отдают свои валентные электроны)

Учащиеся отвечают, что прочность связи валентных электронов с ядром зависит от двух факторов: величины заряда ядра и радиуса атома.

Показывают, что в периодах с увеличением заряда ядра восстановительные свойства уменьшаются, а в группах наоборот с возрастанием радиуса атома восстановительные свойства возрастают.(запись вывода в тетрадях учащихся)

У элементов – металлов побочных подгрупп свойства чуть-чуть другие.

Учитель предлагает сравнить активность элементов побочной подгруппы. Cu, Ag, Au – активность элементов – металлов падает. Эта закономерность наблюдается и у элементов второй побочной подгруппы Zn, Cd, Hg. Напоминаем схему электронного строения атомов.

        1    2    3    4    5    6    7    номер электронного слоя

У элементов побочных подгрупп – это элементы 4-7 периодов – с увеличением порядкового элемента радиус атомов изменятся мало, а величина заряда ядра увеличивается значительно, поэтому прочность связи валентных электронов с ядром усиливается, восстановительные свойства ослабевают.

Этап IV. Применение знаний и умений на уроке

II. Простые вещества – металлы.

Учитель предлагает рассмотреть простые вещества – металлы. (рассказ учителя)

Сначала обобщим сведения о типе химической связи, образуемой атомами металлов и строение кристаллической решетки. (демонстрация)

-  сравнительно небольшое количество электронов одновременно связывают множество ядер, связь делаколизована;

-  валентные электроны свободно перемещаются по всему куску металла, который в целом электронейтрален;

-  металлическая связь не обладает направляемостью и насыщенностью.

Запись определения в тетрадях

Металлической называют связь, образованную в кристалле металла или сплава за счет обобществления всех валентных электронов между атом-ионами.

Учащиеся делают вывод, что в соответствие именно с таким строением металлы характеризуются общими физическими свойствами. (демонстрация таблицы 5 «Классификация металлов по физическим свойствам»)

Сравнивая металлы по температурам плавления можно демонстрировать плавление натрия и его блеск. (демонстрация)

Учитель подчеркивает, что физические свойства металлов определяются именно их строением.

а)  твердость – все металлы кроме ртути, при обычных условиях твердые вещества. Самые мягкие – натрий, калий. Их можно резать ножом; самый твердый хром – царапает стекло. (демонстрация)

б)  плотность. Металлы делятся на мягкие (5г/см³) и тяжелые (меньше 5г/см³). (демонстрация)

в)  плавкость. Металлы делятся на легкоплавкие и тугоплавкие. (демонстрация)

г) электропроводность, теплопроводность металлов обусловлена их строением. Хаотически движущиеся электроны под действием электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.

При повышении температуры амплитуда движения атомов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки резко возрастает, и  это мешает движению электронов,  и электропроводность металлов падает.

Следует отметить, что у некоторых неметаллов, при повышении температуры электропроводность возрастает, например,  у графита, при этом с повышением температуры разрушаются некоторые ковалентные связи, и число свободно перемещающихся электронов возрастает.

д) металлический блеск – электроны, заполняющие межатомное пространство отражают световые лучи, а не пропускают как стекло. Поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск. Для большинства металлов в ровной степени рассеиваются все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо-белый цвет. Только золото и медь в большой степени поглощают короткие волны и отражают длинные волны светового спектра, поэтому имеют желтый цвет. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы, кроме Al и Mg, теряют блеск и имеют черный или темно-серый цвет.

е)    пластичность. (демонстрация)

Механическое воздействие на кристалл с металлической решеткой вызывает только смещение слоев атомов и не сопровождается разрывом связи, и поэтому металл характеризуется высокой пластичностью.

Этап V. Задание на дом :  записи в тетрадях, сообщения о применении металлов. (запись на доске и в дневниках учащихся)

Этап VI. Контрольный этап

Учитель:

Теперь, для закрепления  проведем тест.

1) Электронная формула кальция.

                      а)  1S² 2S² 2P⁶ 3S¹

                      б)  1S² 2S²2P⁶ 3S²

                      в)  1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 4S¹

                      г)  1S² 2S² 2P⁶ 3S ²3P⁶ 4S²

2)  Электронную формулу 1S²2S² 2P⁶ 3S¹ имеет атом:

а)Na                                 

б)Са    

в)Cu

г)Zn

3)  Электронная формула наиболее активного металла:

а)       1S² 2S²

б)       1S² 2S² 2P⁶ 3S²

в)       1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3d¹⁰ 4S²

г)       1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 4S²

4)    Металлы при взаимодействий с неметаллами   проявляют свойства: 

а) окислительные;

б) восстановительные;

в) и окислительные, и восстановительные;

г) не участвуют в окислительно-восстановительных реакциях.

5) В периодической системе типичные металлы расположены в:

а) верхней части

б) нижней части

в) правом верхнем углу

г) левом нижнем углу

(Ответы:  1 –Г, 2 –А, 3 –В, 4-Б, 5-Г)

Этап VII. Подведение итогов урока

Учитель: И так,  мы рассмотрели строение и физические свойства металлов, их положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Список литературы:

1.      Габриелян О.С. Химия 8. – М.: «Дрофа», 2004.

2.      Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии. 8 класс. – М.: «Блик Плюс», 2000.

3.      Габриелян О.С., Смирнова Т.В. Изучаем химия в 8 классе. – М: «Блик и Кº», 2004.

4.      Зуева М.В. Обучение учащихся применению знаний по химии. – М: Просвещение, 1987.