Урок по химии на тему "Металлы. Положение в ПСХЭ. Физические свойства"

Тема урока «Металлы, положение в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Нахождение в природе. Физические свойства».

Цель урока: обобщить и закрепить теоретические знания учащихся о строение атомов металлов, химической связи, особенностях физических свойств металлов; Рассмотреть положение металлов Периодической системе химических элементов, особенности строения их атомов. Изучить общие физические свойства металлов. Развивать умение анализировать, делать выводы исходя о положении металлов периодической системы химических элементов

Оборудование: коллекция «Металлы и сплавы», модели кристаллических решеток.

Ход урока.

Учитель: Ребята, сегодня мы начинаем изучать новую большую тему «Металлы». Работать мы с вами будем по плану

1. Нахождение металлов в природе.

2. Химические элементы – металлы: положение в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

3. Строение атомов металлов.

4. Общие физические свойства металлов.

1. Учитель: Что же такое металлы? Учащиеся вспоминают ранее изученное в 8 и 9 классах. Как же металлы распространены в природе?

Учитель обращает внимание учащихся на таблицу в кабинете «Общие свойства металлов» на графу «Нахождение в природе». Учащиеся делают выводы о распространенности металлов в природе. Учитель обобщает и дополняет учащихся. В природе металлы находятся, как правило, в виде различных соединений (солей, оксидов, гидроксидов), но встречаются и в самородном состоянии (золото, платина). Встречаются руды сульфидные, карбонатные, оксидные и др., содержащие соответствующее соединение металла или, чаще, их смесь.

Например, встречаются следующие минералы:

Оксиды: TiO₂ - рутил, Fe₂O₃ · 2H₂O - железняк, Al₂O₃ · 2H₂O - бокситы.

Сульфиды: Fe₂S - железный колчедан, ZnS - сфалерит, PbS - галенит.

Сульфаты: CaSO₄ · 2H₂O - гипс (строительный материал).

Карбонаты: CaCO₃ · Mg CO₃ - доломит.

2. Положение металлов в ПСХЭ.

Учитель. Какие же свойства металлов вам известны?. Учащиеся вспоминают электро- и теплопроводимость, блеск, твердость, ковкость и т.д.

Учитель. Чтобы это все объяснить, необходимо познакомиться с положением металлов в ПСХЭ. Давайте с вами посмотрим, где находятся металлы в периодической системе. Д.И.Менделеева? Почему?

В основном металлы расположены в левой части таблицы в I-III группе в главной и побочной подгруппе и в IVБ-VIIБ группах побочных подгруппах. Атомы металлов главных подгрупп относятся к s- и р- семействам (т.к. у них заполняются эти подуровни) и d- и f- семейства – металлы побочных подгрупп. В группе главной подгруппы с верху вниз с увеличением радиуса атома увеличивается способность отдавать электроны, следовательно, усиливается восстановительная способность, число электронов на последнем уровне остается постоянным, не изменяется. В периоде слева на право радиус атома уменьшается, число электронов на последнем энергетическом уровне увеличивается, следовательно, способность атомов отдавать электроны уменьшается, значит уменьшается и восстановительные свойства. У металлов побочных подгрупп с увеличением заряда ядра радиус атома изменяется незначительно, т.к. заполняется предвнешний энергетический уровень. Поэтому прочность связи валентных электронов с ядром усиливается, восстановительные свойства ослабевают. Таким образом, заряд ядра атома, радиус атома сказываются на восстановительных свойствах всех металлов.

+3Li ﴿﴿

1

увеличиваются свойства:

металлические

восстановительные

уменьшается:

Электроотрицательность

s²2s¹

+11Na ﴿﴿﴿

1s²2s²2p⁶3s¹

+19K ﴿﴿﴿﴿

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

+37Rb﴿﴿﴿﴿﴿

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s¹

+55Cs ﴿﴿﴿﴿﴿﴿

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s¹

Вывод:

Металлы – это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (а иногда предвнешнего) электронного слоя, превращаюсь в положительные ионы.

Учитель. Мы с вами посмотрели нахождение металлов в ПСХЭ, а теперь ответьте на вопросы.

1. К какому типу элементов относятся щелочные металлы?

1) р –элементам 2) s -элементам 3) d-элементам 4) f -элементам

2. Атом какого элемента имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ ?

1) К 2) Са 3) Ва 4) Na

3.Какой металл р - семейства наиболее активен?

1) алюминий 2) индий 3) таллий 4) галлий

4. Верны ли следующие суждения об элементах ΙΙА группы

А) Металлические свойства элементов ΙΙА группы усиливаются сверху вниз

Б) Увеличивается число электронов на последнем энергетическом уровне

1. оба - верно 2. оба - неверно 3. верно только А 4. верно только. Б

5.Оцените справедливость суждений о металлах

А) В периодах с увеличением зарядов атомных ядер происходит ослабление основных свойств гидроксидов элементов

Б) В главных подгруппах с увеличением заряда атомных ядер происходит усиление притяжения валентных электронов к ядру

1. верно только А 2. верно только Б 3. оба - верно 4. оба - неверно

«Общие физические свойства металлов» (Запись в тетрадь)

- Почему у такого большого количества простых веществ металлов общие физические свойства?

- Отчего зависят свойства веществ?

Свойства веществ зависят от строения. Сегодня эту зависимость мы рассматриваем применительно к металлам. Давайте проследим причинно-следственную связь между строением атома, химической связью и физическими свойствами.

- Какой вид химической связи будет характерен для простых веществ металлов?

Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между атомами-ионами металлов, расположенными в узлах кристаллической решетки, которая осуществляется обобществленными электронами.

- Какой тип кристаллических решёток характерен для простых веществ металлов?

«Кристаллические решётки металлов» (Запись в тетрадь)

Атомы металлов образуют разные типы кристаллических решёток. От этого зависят некоторые особые свойства металлов.

Теперь давайте выясним, почему для металлов характерны именно такие физические свойства.

Твёрдые вещества, кроме ртути, благодаря свободным электронам, которые связывают все атомы и ионы кристаллической решётки в единое целое.

«Металлический блеск» Электроны, заполняющие межатомное пространство отражают световые лучи, а не пропускают как стекло. Поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск.

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

«Электропроводность» Хаотически движущиеся электроны под действием электрического поля приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.

-Как вышеперечисленные свойства металлов можно использовать?

Несмотря на общность физических свойств металлов, металлы могут отличаться по электропроводности, температурам плавления, плотности и твёрдости. Это зависит от разных причин: плотности упаковки кристаллической решётки, числа электронов участвующих в образовании металлической связи, разных радиусов атомов и ионов металлов.

«Магнитные свойства металлов»

Ферромагнетики – металлы способные сильно намагничиваться и долго сохранять это свойство (Fe, Co, Ni).

Парамагнетики – слабо намагничиваются и не сохраняют это состояние вне магнитного поля (щелочные, щелочно-земельные и большая часть переходных металлов).

Диамагнетики – металлы, выталкиваемые магнитным полем (Cu, Аg, Au, Bi).

Учитель. Мы с вами изучили общие физические свойства металлов, а теперь ответьте на вопросы.

1. Какое положение в периодической системе занимают металлы и почему?

2. Какую химическую связь называют металлической?

3. Какими общими физическими свойствами обладают простые вещества металлы? Почему?

4. Назовите самый тугоплавкий и легкоплавкий металлы?

5. Назовите самый лёгкий и тяжёлый металлы?

6. Какие металлы являются лучшими проводниками электрического тока?

7. Как можно использовать общие физические свойства металлов?

Закрепление. Выполните тест.

1. s-Элементу 4-го периода ПСХЭ соответствует электронная формула:

1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²2) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²

3) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ 4) 1s²2s²2p⁶3s¹

2. Электронная формула иона натрия:

1) 1s²2s²2p⁶3s² 2) 1s²2s²2p⁶ 3) 1s²2s²2p⁶3s¹ 4) 1s²2s²2p⁵

3. Восстановительные свойства в ряду химических элементов: Cs – Rb – K – Ca:

1) изменяются периодически 2) не изменяются 3) ослабевают 4) усиливаются

4.В порядке уменьшения восстановительных свойств металлы расположены в ряду:

1) Al, Zn, Fe 2) Al, Na, K 3) Fe, Zn, Mg 4) Fe, Zn, Al

5. На внешнем энергетическом уровне три электрона имеются у атомов металлов:

1) калия, галлия; 2) кальция, бария; 3) алюминия, индия; 4) алюминия, кальция.

6. Металлом, строение внешнего энергетического уровня которого …5s² , является:

1) натрий; 2) кальций; 3) стронций; 4) барий.

7. Щелочной металл натрий встречается в природе в виде:

1) оксида; 2) карбоната; 3) гидроксида; 4) хлорида.

8. Свойства металлов наиболее схожи в паре веществ:

1) серебро и натрий; 2) кальций и барий; 3) цинк и железо; 4) алюминий и магний.

9. Дополните фразу: «В периоде с уменьшением заряда ядра атома от галогена к щелочному металлу радиус атомов …».

10. Вещества твердые, прочные, с высокой температурой плавления, при обычных условиях и в расплавах проводят электрический ток, имеют кристаллическую решетку

1) металлическую 2) молекулярную 3) атомную 4) ионную