- 01.02.2015
- 898
- 7
Савицкая М.Г.
Тема: Физические свойства металлов. Сплавы.
Цели:
1. Обобщить и расширить знания учащихся о физических св-вах Ме и их классификации. Дать понятие о сплавах. Познакомить уч-хся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.
2. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы.
3. Воспитывать любовь к предмету.
Тип урока: комбинированный
Метод: рассказ с элементами беседы
Ход урока:
I. Орг. момент.
II.Опрос:
1. Исторический очерк использования Ме человеком.
2. Назовите особенности строения атомов Ме.
3. Какие особенности строения атомов Ме определяют их восстановительные св-ва?
4. Охарактеризуйте положение Ме в ПСХЭ.
III. Изучение нового материала:
Простые вещества – металлы:
1) Металлическая хим. связь и металлическая кристаллическая решётка
Т.к. Ме легко отдают ē, то их атомы легко превращаются в «+» ионы. Оторвавшиеся ē легко перемещаются межу этими ионами. При этом ē компенсируют отталкивание «+» и «+» ионов, и, таким образом, связывают атомы, т.к. «цементируют» отдельные слои ионов, находящихся в узлах кристаллических решёток. Происходит обобществление валентных ē, которые принадлежат всем атомам. В связи с тем, что ē находятся в непрерывном движении, то при их столкновении с «+» ионами происходит превращение последних в нейтральные атомы. А затем вновь в ионы и т.д.
Кристаллические решетки, в узлах которых находятся «+» ионы и нейтральные атомы, между которыми передвигаются свободные ē, называют металлическими. А связь, осуществляемую свободными ē между ионами кристаллической решётки, называют металлической. Этот тип связи характерен для Ме в твёрдом и жидком состояниях. Пары Ме состоят из отдельных молекул. зн. связь ковалентная неполярная.
Особенности металлической связи:
Сравнительно небольшое количество ē (это
валентные s-электроны) одновременно
связывает множество атомных ядер, связь делокализована;
Валентные ē свободно перемещаются по всему
куску Ме (или металлическому изделию), который в целом электронейтрален;
Металлическая связь не обладает
направленностью и насыщаемостью.
Металлическую связь образуют эл-ты, атомы которых на внешнем слое имеют мало валентных ē по сравнению с большим числом внешних энергетически близких друг другу орбиталей (3s, 3p, 3d). Их валентные ē слабо удерживаются в атоме.
Для n·металлов хар-но явление полиформизма (аллотропии) – существование в нескольких кристаллических модификациях.
2) Физические свойства металлов:
А) металлическая кристаллическая решётка.
Б) металлический блеск – Ме хорошо отражают от своей пов-ти световые лучи и радиоволны. Наиб. отражающей способностью обладают Ag, Al, Pd+46-палладий.
В) теплопроводность – ē сталкиваются с ионами и обмениваются энергией. При ↓t° теплопр-ть ↓.
Г) электропроводность – обусловлена наличием в кристаллич решётке свободно перемещающихся ē, которые в электрическом поле приобретают направленное движение. При ↑t° Ме возрастает амплитуда колебаний находящихся в узлах крист решётки атомов и ионов. Это затрудняет перемещение ē, электрическая проводимость ↓. При низких t° колебательные движения сильно ↓ и электропроводность ↑. Хорошо –Ag, Cu, Au,Al. Плохо – Mn, Pb, Hg.
Д) пластичность – ионы в металлической решётке друг с другом непосредственно не связаны и их отдельные слои могут свободно перемещаться один относительно другого. Поэтому Ме легко поддаются механической обработке (кроме Bi и Mn. Хрупкие). 1г Au можно вытянуть в проволоку длиной 3 км.
Е) ковкость, плотность ,tплав у Ме очень различная. При чём с ↑ числа ē, связывающих ион-атомы, и ↓ межатомного расстояния в кристаллах показатели этих свойств ↑. И самыми большими они являются у Ме побоч. п/гр, V, VI, VII, VIII групп, т.к. для этих Ме хар-но образование очень прочных ковалентных связей между атомами за счёт неспаренных d-электронов ( кроме металлической за счёт s-электронов).
Классификации Ме:
I. По взаимодействию с магнитным полем.
Бывают ферромагнетики – способны сильно намагничиваться и долго сохранять состояние намагниченности (Fe, Co, Ni, Gd+64-гадолиний).
Парамагнетики – слабо намагничиваются и не сохраняют это состояние вне магнитного поля (щелочные и щелочноземельные Меб многие переходные Ме).
Диамагнетики – Ме, выталкиваемые магнитным полем ( Cu, Au, Ag, Bi).
II. По плотности:
Лёгкие – ρ ≤ 5 г/см3 Li, Na, K, Mg, Ca, Cs, Al, Ba. Самый лёгкий Liб его ρ = 0,534 г/см3
Тяжёлые – ρ > 5 г/см3 Zn, Cu, Fe, Sn, Pb, Ag, Au, Hg. Самый тяжёлый – осмий, ρ(Os) = 22,5 г/см3
III. По t плав
Легкоплавкие – tплав≤ 1539°С – Hg, Ga, Cs…
Тугоплавкие - tплав> 1539°С- Cr, Mo, V, Ta, W
IV. По твёрдости:
Мягкие – режутся ножом – щелочные Ме
Твёрдые – сравниваются с алмазом, твёрдость которого = 10 – VI гр. побоч. п/гр ( самый твердый – Cr – царапает стекло как алмаз).
V. По цвету:
Чёрные – Fe, Cr, Ti, V, Mn…Хар-ны ↑ρ, ↑tплав, ↑твёрдость
Цветные – Cu, Sn, Co, Zn, W, Pb, Mo, Ni… Хар-ны красная, жёлтая, белая окраска, ↑пластичность, ↓твёрдость, ↓tплав
Ме с низкой хим. активностью называют благородными (серебро, золото, платина и её аналоги – осмий, иридий, рутений, палладий, родий).
Сплавы
В чистом виде Ме используют сравнительно редко. Почему? Многие Ме наряду с ценными св-ми обладают св-ми, делающие их непригодными для использования во многих областях промышленности. Ca и Mg очень активны, Au, Al, Cu, Sn– очень мягкие Ме, Именно поэтому Ме в чистом виде используют крайне редко. Чаще используют их сплавы, обладающие более выгодными св-ми по сравнению с Ме.
Сплавы – это системы, состоящие из 2-х и более Ме, обладающие св-ми, характерными для металлического состояния.
В сплавах, также как и в Мех хим связь металлическая. В состав сплавов могут входить и неМе: С, Si, B…
Получение сплавов основано на способности Ме растворяться друг в друге. При охлаждении обр-ся сплавы с нужными св-ми (которых нет у чистых Ме): легкоплавкие, тугоплавкие, жаростойкие, нержавеющие, кислотостойкие…
В зависимости от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие сплав, они делятся на:
1. Твердые растворы – в-ва, составляющие сплав взаимно растворяются друг в друге. В узлах кристаллических решеток сплава находятся атомы разных Ме. При охлаждении такого расплава образ-ся однородные кристаллы. → тв р-р явл-ся однофазным и состоит из одного вида кристаллов. Но тв р-р образ-ся не при строгом соотношении компонентов, а в интервале концентраций т.е. расплавленные Ме неограниченно растворяются друг в друге (смешиваются в любых отношениях). Такие сплавы хар-ся более ↑ прочностью, твердостью и хим стойкостью; они пластичны и хорошо проводят эл ток;
2. Механические смеси Ме – между простыми в-вами, образующими сплав, в тв состоянии нет взаимодействия и при охлаждении расплава выделяются кристаллики отдельных Ме, т.е. тв р-р не образуется;
3. Интерметаллические (химические) соединения – в-ва, составляющие сплав, вступают в хим взаимодействие.
Способность Ме в расплавленном состоянии не только механически смешиваться, но и образовывать между собой и неМе различные соединения – причина, объясняющая почему сплавы по физическим св-м так резко отличаются от св-в составляющих их Ме.
Кроме сплавления, некоторые сверхтвердые сплавы получают методом порошковой металлургии: смесь порошков Ме прессуется под большим давлением с последующим спеканием ее при ↑ t0. Этот вид металлургии используется для получения сверхтвердых изделий. Другие изделия из сплавов получают литьем, литьем с последующими ковкой, штамповкой, прокатом или резанием.
Примеры сплавов:
· Дюралюминий: 95% Al + 4% Cu + 0,5% Mn + 0,5% Mg;
· Мельхиор: 80% Cu + 20% Ni;
· Бронза: Cu + Sn или Al;
· Латунь: Cu + 45% Zn;
· Никелин: Cu + Ni + Mn;
· Электрон: Mg + Mn + Al + Zn;
· Чугун: Fe + C (> 1,7% C): литейный (для изготовления деталей методом литья и передельный – для переработки в сталь); стр 35
· Сталь: Fe + C (< 2,14% C) + Mn, Si, S, P; в сталь добавляют легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, ванадий… стр 36-37
IV. Закрепление:
1. № 2, 4 стр. 38 письм
V. Д/з: § 6-7
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Тема: Физические свойства металлов. Сплавы.
Цели:
1. Обобщить и расширить знания учащихся о физических св-вах Ме и их классификации. Дать понятие о сплавах. Познакомить уч-хся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.
2. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы.
3. Воспитывать любовь к предмету.
Тип урока:комбинированный
Метод: рассказ с элементами беседы
Ход урока:
I. Орг. момент.
II.Опрос:
1. Исторический очерк использования Ме человеком.
2. Назовите особенности строения атомов Ме.
3. Какие особенности строения атомов Ме определяют их восстановительные св-ва?
4. Охарактеризуйте положение Ме в ПСХЭ.
III. Изучение нового материала:
Простые вещества – металлы:
1) Металлическая хим. связь и металлическая кристаллическая решётка
Т.к. Ме легко отдают ē, то их атомы легко превращаются в «+» ионы. Оторвавшиеся ē легко перемещаются межу этими ионами. При этом ē компенсируют отталкивание «+» и «+» ионов, и, таким образом, связывают атомы, т.к. «цементируют» отдельные слои ионов, находящихся в узлах кристаллических решёток. Происходит обобществление валентных ē, которые принадлежат всем атомам. В связи с тем, что ē находятся в непрерывном движении, то при их столкновении с «+» ионами происходит превращение последних в нейтральные атомы. А затем вновь в ионы и т.д.
Кристаллические решетки, в узлах которых находятся «+» ионы и нейтральные атомы, между которыми передвигаются свободные ē, называют металлическими. Асвязь, осуществляемую свободными ē между ионами кристаллической решётки, называют металлической. Этот тип связи характерен для Ме в твёрдом и жидком состояниях. Пары Ме состоят из отдельных молекул. зн. связь ковалентная неполярная.
Особенности металлической связи:
Сравнительно небольшое количество ē (это валентные s-электроны) одновременно связывает множество атомных ядер, связь делокализована;
Валентные ē свободно перемещаются по всему куску Ме (или металлическому изделию), который в целом электронейтрален;
Металлическая связь не обладает направленностью и насыщаемостью.
6 655 343 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Савицкая Марина Геннадьевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
5 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.