Общая
характеристика
элементов
I группы главной подгруппы
Цель урока: дать общую
характеристику щелочных металлов в свете трех форм существования элементов:
атомов, простых веществ и сложных веществ. На химии элементов этой группы
повторить основные закономерности изменения свойств элементов в Периодической
системе химических элементов (далее - ПСХЭ) по вертикали (в группе),
металлическую связь и металлическую кристаллическую решетку, физические и
химические свойства металлов.
·
Задачи
урока:
Обучающие:
научить давать характеристику элементов – щелочных металлов по их положению в
ПСХЭ, уметь записывать уравнения реакций, характеризующие химические свойства
щелочных металлов, углубить знания о физических свойствах этих веществ.
- Развивающие:
развивать внимание, память, мышление, логические операции, умение владеть
химическим языком.
- Воспитательные:
воспитывать коллективизм, ответственность, сообразительность, творческую
активность, умение выслушивать одноклассников, прививать интерес к химии.
Оборудование и
реактивы: образцы щелочных металлов (Na и Ka),
фенолфталеин, кристаллизатор с водой, карточки с символами металлов, таблицы «Физические
величины щелочных металлов», презентация.
ПЛАН УРОКА
1. Сообщение
цели и темы урока.
2. Повторение
ранее изученного материала. Разминка.
3. Изучение
нового материала:
·
Строение
атомов элементов I группы главной подгруппы. Степень окисления.
·
Простые
вещества. Физические свойства.
·
Химические
свойства щелочных металлов.
·
Нахождение
в природе.
·
Получение
щелочных металлов.
·
Применение
щелочных металлов.
·
Открытие
щелочных металлов.
4. Закрепление
изученного.
5. Комментарии
оценок.
6. Домашнее
задание.
ХОД УРОКА
СООБЩЕНИЕ ТЕМЫ И
ЦЕЛИ УРОКА.
Учитель: Мы с вами
изучили общие свойства металлов. Теперь переходим к изучению более конкретного
материала, а именно, разбирать свойства отдельных групп химических элементов.
При этом мы будем обобщать, и развивать полученные ранее знания. Начнем с
элементов, расположенных в I группе главной подгруппы ПСХЭ. Запишите тему урока
«Общая характеристика элементов I группы главной подгруппы». (слайд 1,2)
ПОВТОРЕНИЕ РАНЕЕ
ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА. РАЗМИНКА:
Индивидуальный
опрос:
Работа с карточками быстрого ответа. Найти соответствие по темам «Сплавы»,
«Нахождение металлов в природе».
Фронтальный опрос: учащиеся
получают карточки с символами химических элементов – металлов.
Учитель дает характеристику
элемента, учащиеся должны угадать о каком металле идет речь и поднять нужную
карточку. Второй вопрос – дополнительный. (слайд 3)
1. Самый
распространенный металл в земной коре (Al)?
2. Какой
характер имеют оксид и гидроксид алюминия?
3. Самый
твердый металл (Cr)?
4. Какой тип
химической связи у металлов?
5. Химический
элемент – простое вещество – самый сильный металл (Fr)?
6. Объясните,
почему франций самый активный металл?
7. Самый
легкий металл (Li)?
8. Какой тип
кристаллической решетки у лития?
9. Самый
тяжелый металл (Os)?
10. Охарактеризуйте
положение осмия в ПСХЭ?
11. Один из
драгоценных металлов (Au)?
12. Назовите еще
известные Вам драгоценные металлы, в каком виде они встречаются в природе?
13. Какой металл
является компонентом чугуна и стали (Fe)?
14. Какой еще элемент
обязательно входит в состав чугуна и стали?
15. Этот металл
используют для изготовления ламп накаливания (W)?
16. Какое физическое
свойство вольфрама используют при этом?
17. Этот металл
находится во II группе главной подгруппы и IV периоде ПСХЭ (Ca)?
18. Каков его
порядковый номер и сколько электронов у него на внешнем слое?
19. На основе этого
металла изготовляют сплавы: бронза, мельхиор, латунь (Cu)?
20. Какая (хорошая или
плохая) проводимость у меди?
21. Этот элемент
отличается от других металлов своим агрегатным состоянием (Hg)?
22. Будет ли ртуть
реагировать с растворами кислот?
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО
МАТЕРИАЛА:
Учитель:
Посмотрите, какие элементы расположены в I группе главной подгруппы ПСХЭ.
Давайте назовем эти элементы и запишем их знаки в тетради. (слайд 4)
Ученик: Li –
литий, Na – натрий, K – калий, Rb – рубидий, Cs – цезий, Fr – франций.
Учитель: начнем изучение
данных элементов со строения их атомов.
1. Строение атомов
элементов I группы главной подгруппы. Степень окисления:
Учитель: три
ученика выйдут к доске и зарисуют схемы строения атомов Li, Na, K. Остальные
зарисовывают в тетради. (слайд 5)
Li
|
Na
|
K
|
+3 ) )
|
+ 11 ) ) )
|
+ 19 ) ) )
)
|
2 1
|
2 8 1
|
2 8 8 1
|
2е, 1е
|
2е, 8е,
1е
|
2е, 8е,
8е, 1е
|
Учитель: что
общего в строении этих атомов?
Учитель: что
изменяется в строении атомов с ростом порядкового номера?
Учитель: какой
вывод о свойствах этих элементов можно сделать на основании сказанного?
Учитель: какую
степень окисления они проявляют в соединениях? (слайд 6,7)
Учитель: как
изменяются восстановительные свойства от Li до Cs?
Учитель: атом
цезия способен превращаться в положительный ион уже под действием света. Это
свойство используют в фотоэлементах.
Ученик
(подготовлен):
Электрон на внешнем слое
Еле держится у нас
Отдаем его спокойно
Кто захочет, в сей же час.
Учитель: далее мы
поговорим о простых веществах, образованных этими элементами, т.е. о металлах:
литии, калии, натрии, рубидии, цезии, франции.
2. Простые
вещества. Физические свойства (слайд 8)
Учитель: простые
вещества Li, K, Na, Rb, Cs, Fr – типичные металлы. Давайте вспомним, какая
кристаллическая решетка характерна для них?
Учитель: какой тип
химической связи характерен для металлов?
Учитель: давайте
дадим определение металлической связи, укажем, какие части соединяются и за
счет чего.
Учитель:
металлическая кристаллическая решетка и металлическая связь определяют
физические свойства металлов. Давайте назовем эти свойства.
Ученик: тепло – и
электропроводность, т.к. электроны подвижны и способны переносить тепло и
направленно двигаться под действием электрического напряжения.
Ученик:
пластичность, т.к. электроны подвижны и поэтому при ударе слои атомов – ионов в
металле смещаются, как бы скользят без разрыва связей.
Учитель: кроме
этих физических свойств, для каждого металла характерна своя температура
плавления, температура кипения, плотность и твердость. Щелочные металлы мягки
(режутся ножом), температуры кипения и плавления уменьшаютсяот Li к Cs. Так
цезий плавится на ладони руки. Плотность же возрастает от Li к Cs. (Только есть
отступление от этого правила – плотность натрия больше, чем у калия). Li, Na и
K легче воды.
Теперь переходим к рассмотрению
химических свойств щелочных металлов.
3. Химические
свойства щелочных металлов
Учитель: как мы уже
выяснили, в химических реакциях щелочные металлы проявляют ярко выраженные
восстановительные свойства, возрастающие от Li к Cs. (слайд 9)
Запишите в тетрадях первое
химическое свойство: щелочные металлы активно взаимодействуют почти со
всеми неметаллами, например, с галогенами, серой, фосфором, водородом.
Давайте напишем уравнения реакций между литием и серой, натрием и фосфором,
калием и хлором.
2Li + S = Li2S (сульфид лития)
2K + Cl2 = 2 KCl (хлорид
калия)
3 Na + P = Na3P
(фосфид натрия)
Учитель:
- К какому типу относятся данные
реакции?
- Какой тип связи характерен для
соединений – продуктов реакций?
- Почему гидриды щелочных
металлов не занесены в графу водородных соединений ПСХЭ?
- Назовите продукты реакций?
Первую реакцию разбирают вместе с
учителем, а аналогичные - самостоятельно, с последующей самопроверкой. (слайд
10)
Учитель: итак, в
результате взаимодействия щелочных металлов с неметаллами образуются бинарные
соединения – сульфиды, хлориды, фосфиды и другие. А сейчас отдельное внимание
уделим взаимодействию с кислородом. (слайд 11)
Литий образует нормальный основной оксид.
4 Li + O2 = 2 Li2O
(оксид лития)
Остальные щелочные металлы образуют
при взаимодействии с кислородом пероксиды и надпероксиды. (слайд 12)
2 Na + O2 = Na2O2
(пероксид натрия) (слайд 13)
При этом в обоих случаях атом
щелочного металла отдает один электрон, т.е. степень окисления не изменяется, а
кислород изменяет свою степень окисления: – 2 в оксидах и – 1 в пероксидах.
Ученик
(подготовлен):
Кислород мы сильно любим
На контакт мы с ним идем,
Но от этого явленья
Потускнеем мы потом.
Учитель: Теперь
перейдем к следующему, одному из самых значимых химических свойств щелочных
металлов – это взаимодействие их с водой. (слайд 14) Щелочные
металлы окисляются молекулами воды, при этом образуются щелочи, отсюда и
произошло их название – щелочные. Причем скорость реакции будет расти от Li к
Cs, т.к. растет их химическая активность. Так рубидий и цезий реагируют с водой
так быстро, что происходит взрыв. Посмотрите, как реагирует с водой, например,
натрий.
2 Na + 2 H2O = 2 NaOH +
H2 ^
Демонстрация
опыта.
Достаю кусочек натрия, при этом
поясняю, что натрий надо беречь не только от кислорода, но и от воды. Щелочные
металлы хранят очень тщательно в стеклянной банке с плотной крышкой, потом в
железной. Напоминаю правила безопасности: нельзя вещества трогать руками, не
приступать к выполнению опыта не зная, что и как нужно делать, работать с
малыми дозами реактивов. На столе стоит кристаллизатор с водой. В воду заранее
добавлен индикатор – фенолфталеин, о чем сообщаю учащимся. Отрезаю ножом
кусочек натрия и бросаю в воду.
Учитель:
- Почему индикатор изменяет свой
цвет?
- Какой газ выделяется в ходе
реакции?
- К какому типу относится данная
реакция?
Учитель: какому
элементу натрий отдает электроны, сколько?
Покажите это на уравнении реакции.
Первую реакцию разбирают вместе с
учителем, а аналогичную - самостоятельно, с последующей самопроверкой. (слайд
15)
Учитель:
Аналогично с водой реагируют и все остальные щелочные металлы.
Ученик
(подготовлен):
Мы с водою в соединении
Щелочи всегда даем
С хлором, фтором, бромом, йодом
Дружненько в солях живем.
Учитель: Щелочные
металлы очень легко окисляются. Им достаточно и кислорода содержащегося в
воздухе, поэтому их хранят под керосином, а литий в вазелине, т.к. он очень
легок и в керосине всплывает. Также щелочные металлы надо беречь не только от
кислорода, но и от воды. (слайд 16)
Учитель: итак, мы
рассмотрели химические свойства щелочных металлов. Скажите, почему мы не
рассматриваем взаимодействие щелочных металлов с растворами солей и кислот?
Ученик: так как в
растворе щелочные металлы сначала энергично прореагируют не с кислотой и с
солью, а с водой.
4. Нахождение в
природе. (слайд 17)
Учитель: Щелочные
металлы в природе встречаются только в форме соединений. Почему?
Ученик: Так как
щелочные металлы очень легко и быстро окисляются. Они вступают в реакцию с кислородом,
водой.
Учитель: Натрий и
калий являются постоянными составными частями многих весьма распространенных
силикатов. Из отдельных минералов натрия важнейший–поваренная соль (NaCl)
–входит в состав морской воды и на отдельных участках земной поверхности
образует под слоем наносных пород громадные залежи так называемой каменной
соли. В верхних слоях подобных залежей иногда содержатся и скопления солей
калия в виде минералов сильвинита (KCl–NaCl), карналлита (KCl·MgCl2 ·6Н2
О). Для лития известен ряд минералов (например, сподумен – LiAl (SiO3
) 2 ), но скопления их редки. Рубидий и цезий встречаются почти
исключительно в виде примесей к другим щелочным металлам. Следы франция всегда
содержатся в урановых рудах.
5. Получение щелочных
металлов.
(слайд 18)
Учитель: Для
получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их
галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:
2NaCl (расплав) ток
—> 2Na + Cl2
катод: Na+ + 1e > Na0
анод: 2Cl– — 2e > Cl2
6. Применение
щелочных металлов. (слайд 19)
Учитель: Металлический
натрий, с тех пор как его изготовление стало дешевым, находит широкое
техническое применение. Его используют в качестве исходного продукта при
производстве перекиси натрия и других соединений. Его используют также в
больших количествах в органических синтезах (например, в красильном
производстве). Металлический калий также иногда употребляют в лаборатории.
Кроме того, калий и прежде всего цезий применяют в фотоэлементах. Металлический
литий используют в сплавах, так как небольшие добавки этого металла существенно
улучшают свойства многих сплавов. Также щелочные металлы используют в качестве
катализаторов.
7. Открытие
щелочных металлов. (слайд 20)
Учитель: в
заключение нашего урока я попрошу учащихся, которым было дано задание,
подготовить сообщение о том кто и когда открыл некоторые щелочные металлы, а
также этимологию их названий.
Ученик:
соединения натрия и калия были известны очень давно, их соли (сода, поташ,
поваренная соль) широко применялись. Однако сами металлы известны не были. В
1807 г. в Лондоне с помощью электролиза едких щелочей Гемфри Дэви получил два
щелочных металла. Один из них назвали “натрий” от арабского “натрун” - сода,
которую используют как моющее средство с давних времен, другой назвали
“калием”, от арабского “алкали” - щелочь.
Ученик: литий был
открыт в 1817 г. шведом Арфвейдсоном и назван, по предложению Берцеллиуса –
литием. “Литий” - от греческого “литос” - камень, т.к. был обнаружен в твердом
камне, в отличие от других щелочных металлов, которые находили только в золе.
Учитель: итак, мы
рассмотрели все вопросы, запланированные нами. На следующем уроке мы поговорим
подробнее о соединениях, которые образуют щелочные металлы: оксиды, щелочи,
соли.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ
ИЗУЧЕННОГО (слайд 21-23)
Выполнений заданий с выбором
ответа, заданий на соответствие, заданий с множественным выбором ответов из
предложенного перечня.
КОММЕНТАРИИ ОЦЕНОК
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (слайд 24)
1. § 11
2. Выполнить
цепочку химических превращений:
Na →Na 2O 2→Na 2O→Na 2 CO 3
NaOH → NaCl
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.