Урок "Общая характеристика металлов"

Химия        9 класс                 Урок №                         Дата 25.02.2016

Тема урока:

Металлы (общая характеристика)

Положение металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Металлическая связь. Физические свойства металлов. Сплавы металлов

Цель и задачи урока:

1.      На основе положения металлов в ПСХЭ подвести учащихся к пониманию особенностей строения их атомов и кристаллов (металлической химической связи и кристаллической металлической решетки), изучить общие физические свойства металлов. Повторить и обобщить знания о химической связи и металлической кристаллической решетке.

2.      Развивать умение анализировать, делать выводы о строении атомов исходя из положения металлов в ПСХЭ.

3.      Развивать умение владеть химической терминологией, чётко формулировать и высказывать свои мысли.

4.      Воспитывать самостоятельность мышления в ходе учебной деятельности.

5.      Формировать интерес к будущей профессии.

Форма урока:

комбинированный урок с применением презентации

Методы и приёмы:

 Рассказ, беседа, демонстрация видео типов кристаллических решеток металлов, тест, составление схем электронного строения атомов, демонстрация коллекции образцов металлов и сплавов.

Оборудование:

1.      Таблица «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева»;

2.      Презентация урока на электронном носителе.

3.      Коллекция образцов металлов и сплавов.

4.      Проектор.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент урока.

II. Постановка и оглашение темы урока, его целей и задач.

III. Изучение нового материала.

Человек использовал металлы с древних времён. Кратко об истории использования металлов.

В начале был век медный. К концу каменного века человек открыл возможность использования металлов для изготовления орудий труда. Первым таким металлом была 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 тяжелыми 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 появилось литьё, а потом человек стал добавлять к меди олово или сурьму, делать бронзу, более долговечную, прочную, легкоплавкую.

Далее идет 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.

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

Золото и серебро – благородные металлы в настоящее время служат для изготовления ювелирных украшений, а также деталей в  электронике, авиакосмической промышленности, в судостроении. Где в судоходстве могут применяться эти металлы? Исключительное  значение  металлов  для  развития  общества  обусловлено, конечно, их  уникальными свойствами. Назовите эти свойства.

Продемонстрировать учащимся коллекцию образцов металлов.

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

А чем же обусловлены эти свойства?

Ожидаемый ответ: свойства веществ обусловлены строением молекул и атомов этих веществ.

Слайд 3. Итак, металлы – группа веществ с общими свойствами.

Металлами являются элементы 1-3 групп главных подгрупп, и элементы 4-8 групп побочных подгрупп.

Слайд 4. Задание 1. Самостоятельно, используя ПСХЭ, в тетради допишите представителей групп, являющиеся металлами.

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Na	Mg	Al	Ti	V	Cr	Mn	Fe
K	Ca	In	Sn	Ta	Mo	Tc	Pd
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi	W	Re	Ir

Металлами будут элементы, размещенные в левом нижнем углу ПСХЭ.

В ПСХЭ металлами будут  все элементы, расположенные ниже диагонали В - Аt, даже те, у которых на внешнем слое 4 электрона (Gе, Sn, Рb), 5 электронов (Sb, Вi), 6 электронов (Ро), так как они отличаются большим радиусом.

Таким образом, из 109 элементов ПСХЭ 85 являются металлами. Слайд № 7

Положение элемента в ПСХЭ отражает строение атома элемента. С помощью таблиц, которые вы получили в начале урока, охарактеризуем строение атома натрия по его положению в ПСХЭ.
Демонстрация слайда 7.

Что представляет собой атом натрия? Посмотрите на приближенную модель атома натрия, в которой видны ядро и электроны, движущиеся по орбитам.

Демонстрация Слайда 8. Модель атома натрия.

Напомню вам, как составляется схема электронного строения атома элемента.

Демонстрация слайда 8. У вас должна получиться следующая схема электронного строения атома натрия.

Слайд 11. Задание 2. Составьте схему электронного строения атома кальция и алюминия в тетради самостоятельно по примеру с атомом натрия.

Какой вывод можно сделать об электронном строении атомов металлов?

- На внешнем энергетическом уровне 1-3 электрона. Мы помним, что вступая в химические соединения, атомы стремятся восстановить полную 8-электронный оболочку внешнего энергетического уровня. Для этого атомы металлов легко отдают 1-3 электрона с внешнего уровня, превращаясь в положительно-заряженные ионы. При этом проявляют восстановительные свойства.

Демонстрация слайда 9.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.

Рассмотрим простые вещества – металлы.

Демонстрация слайда 10.

Сначала  обобщим сведения о типе химической связи, образуемой атомами металлов и строении кристаллической решетки

·        сравнительно небольшое количество электронов  одновременно связывают множество ядер, связь делокализована;

• валентные электроны свободно перемещаются по всему куску металла, который в целом электронейтрален;
• металлическая связь не обладает направленностью и насыщенностью.

Демонстрация

Слайд 12 «Типы кристаллических решёток металлов»

Слайд 13  Свойства металлов определяются строением их атомов

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 лёгкие (5г/см) и тяжелые (больше 5г/см)  (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 равной 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 свет. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы, кроме АI и Мg, теряют блеск и имеют черный  или темно-серый цвет.

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

IV. Закрепление изученного материала.

Учитель: мы  рассмотрели строение и физические свойства металлов, их положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Теперь для закрепления предлагаем выполнить тест.

Слайды 14-16-17.

1) Электронная формула кальция.

-         а) 1S ² 2S²  2Р⁶  3S¹

-         б) 1S ² 2S ²  2Р⁶  3S ²

-         в) 1S ²  2S ²  2Р⁶ 3S ²  3S⁶  4S¹

-         г)  1S ² 2S ²  2Р⁶  3S ²  3Р⁶ 4S ²

2) Электронную формулу  1S²  2S²  2Р⁶  3S²  3Р⁶ 4S² имеет атом:

-         а)  Nа

-         б)  Са

-         в)  Сu

-         г)  Zn

3) Электропроводность, металлический блеск, пластичность, плотность металлов определяются :

-         а)   массой металла

-         б)  температурой плавления металлов

-         в)  строением атомов металлов

-         г)    наличием неспареных электронов

4) Металлы при взаимодействии 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

Проверяем работу соседа по парте по ключу Слайд 17

Номер вопроса	Правильный ответ
1	Г
2	Б
3	В
4	Б
5	Г

V. Подведение итогов урока

Каждому ученику выставляется оценка.

VI. Домашнее задание.

Строение атомов металлов, их физические свойства