Информационно-образовательный портал
e-mail: [email protected]

Урок "Мир металлов"

Урок "Мир металлов"

Цели урока:

1. Образовательные:

– Рассмотреть положение металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, особенности строения их атомов.

– Исследовать общие физические свойства металлов.

– Познакомиться с отличительными свойствами металлов.

2. Развивающие:

– Активизировать познавательную деятельность учащихся путем создания проблемной ситуации.

– Повторить и обобщить сведения о металлической химической связи и металлической кристаллической решетке.

– Развивать самостоятельность, уверенность в своих силах, настойчивость, умение преодолевать трудности в учении.

3. Воспитательные:

– Воспитывать умение работать в коллективе.

– Воспитывать у учащихся интерес к познавательной деятельности.

Оборудование и реактивы:

модели кристаллических решеток металлов, таблица «Металлическая связь», на компьютерном слайде: «Теплопроводность и электропроводность некоторых металлов», «Относительная твердость некоторых металлов», «Плотность некоторых металлов», «Температуры плавления некоторых металлов», короткопериодный и длиннопериодные варианты периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, компьютерные слайды семи чудес света и произведений искусств металлов и их сплавов, на столах учащихся: набор металлов (медь, железо, алюминий, цинк, натрий в ампуле).

Ход урока:

*Актуализация прежних знаний.

?Назовите семь чудес света и укажите, какую роль играли металлы в их создании? (После того, как учащиеся ответят на вопрос, демонстрируются слайды).

Какие свойства металлов или сплавов лежат в основе образования литературных выражений: «стальной характер», «железные нервы», «золотое сердце», «металлический голос», «свинцовый кулак»?

Какую роль в истории человечества играли металлы?

Алхимики считали, что семь металлов создал свет по числу семи планет». Назовите эти металлы и соответствующие им планеты.

Семь металлов создал свет

По числу семи планет…

Дал нам космос на добро

Медь, железо, серебро,

Злато, олово, свинец…

Сын мой, сера их отец.

И спеши скорей узнать:

Всем им ртуть – родная мать.

*Изучение нового материала.

Используя образцы металлов, находящиеся на столах, учащимся предлагается:

? Назвать общие физические свойства металлов.

Учащиеся делятся на шесть групп, проводят исследование. Предполагаемые ответы учащихся:

– Твердость (исключение-ртуть),

– Электропроводность,

– Теплопроводность,

– Ковкость (пластичность),

– Металлический блеск (непрозрачность) и т. д.

*Постановка проблемы.

? В чем причина общности физических свойств металлов? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, учащимся предлагается охарактеризовать элементы: натрий, кальций и алюминий по их положению в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

* Решение проблемы.

После того, как охарактеризовали химические элементы, учащиеся обнаруживают, что у данных элементов на наружном электронном слое находится небольшое число электронов, значит, причина общности свойств металлов кроется в их общем строении. Имея относительно большие радиусы атомов и небольшое число наружных электронов, металлы легко отдают свои валентные электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы металлов, проявляя при этом восстановительные свойства:

Ме0 – n℮ Меn+

? Учитель просит учащихся вспомнить, что такое металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решетка.

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

В силу особенностей валентных оболочек элементов-металлов обобществляются все валентные электроны всех атомов, входящих в кристалл. Образуется общее многоэлектронное облако. Образно его называют электронным газом.

Демонстрируются модели кристаллических решеток металлов, сообщается, что металлы чаще всего кристаллизуются в трех типах структур:

объемно-центрированные – типа вольфрама (вольфрам, хром, железо, калий, литий, молибден, натрий, ванадий);

гранецентрированные – типа меди (медь, барий, серебро, алюминий, золото, свинец, палладий, платина);

гексагональные – типа магния (магний, бериллий, кадмий, титан, цинк).

*Постановка проблемы.

Найти отличительные и похожие свойства металлический связи с с ковалентной и ионными связями.

* Решение проблемы.

– С ковалентной связью металлическая связь похожа тем, что валентные электроны переходят на общее пользование. Различие: в металлах – для связывания всех атомов данного металла, а в ковалентной связи – между двумя атомами.

– С ионной связью металлическая связь похожа наличием ионов. Различие: в металлах положительно заряженный ион удерживается свободными электронами, а в ионной связи – отрицательно заряженным ионом.

? Сколько всего металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева? ( Из 110 химических элементов 88 – металлы. )

? Нахождение металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева?

– В левом нижнем треугольнике, если провести диагональ от бора до астата (лучше демонстрировать длиннопериодный вариант Периодической Системы).

– Во всех побочных подгруппах.

– В четных рядах больших периодов (4, 6, 8, 10 ряды).

В двух нижних рядах (лантаноиды, актиноиды).

? Мы выяснили общие свойства металлов. Неужели у металлов нет отличительных свойств?

Учащиеся рассуждают в группах и приходят к выводу, что металлы отличаются друг от друга по тем же признакам, по которым сходны друг с другом.

* Объяснение учителя.

– Металлы бывают мягкие и твердые. Щелочные металлы – натрий и калий легко режутся ножом, а из вольфрама и хрома изготавливают бурильные и режущие инструменты. (Демонстрируется слайд «Относительная твердость некоторых металлов»)

– Самые электропроводные металлы – серебро, медь, золото, алюминий, а самые теплопроводные – серебро, медь, алюминий, железо. Демонстрируется слайд « Теплопроводность и электропроводность некоторых металлов». )

– Самый пластичный металл – золото: из 1 г. золота можно вытянуть до 2 км проволоки, а из образца размером со спичечную головку – прокатать лист площадью 50 м2

При пластической деформации металлов происходит изменение его внешней формы под воздействием механических факторов, не приводящих ни к разрушению на части, ни к изменению его объема. Если металл ковкого типа подвергается давлению в определенном направлении, то атомы в нем могут перемещаться параллельно одной из атомных плоскостей. Это явление называют скольжением. Наибольшей способностью к пластическим деформациям обладают металлы со структурой типа меди и магния, т. к. в них особенно легко осуществляется скольжение.

*Постановка проблемы.

? Что произойдет, если такое же воздействие оказать на вещества с атомной и ионной кристаллической решеткой?

Учащиеся совещаются в группах. Предполагаемый ответ:

Аналогическое воздействие на твердое вещество с ковалентными связями (атомной кристаллической решеткой) приводит к их разрыву. Разрыв связей в ионной кристаллической решетке приводит к взаимному отталкиванию одноименно заряженных ионов. Поэтому вещества с ионными кристаллическими решетками хрупкие.

– По плотности металлы делятся на легкие (с плотностью до 5 г/см3) и тяжелые (с плотностью больше 5 г/ см3). ( Демонстрируется слайд «Плотность некоторых металлов». ) Самым легким является литий, его плотность 0,54 г/ см3, а самым тяжелым –осмий, плотность которого 22,6 г/ см3.

– Электроны, заполняющие межатомное пространство, отражают световые лучи, а не пропускают, как стекло, поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы, кроме алюминия и магния, теряют блеск и имеют черный или темно-серый цвет.

– По температурам плавления металлы делятся на легкоплавкие (с температурой плавления до 10000 С) и тугоплавкие (с температурой плавления выше 10000С). Самые легкоплавкие металлы – ртуть (-390С), цезий (290С), галлий (29,80С), а самый тугоплавкий – вольфрам (34200С).

(Демонстрация слайда «Температуры плавления некоторых металлов». )

*Закрепление знаний.

Ребята, а сейчас я загадаю вам несколько загадок о металлах. Отгадайте их.

☺ Я – металл серебристый и легкий

И зовусь «самолетный металл»,

И покрыт я оксидною пленкой,

Чтоб меня кислород не достал.

(Алюминий)

☺ В холод прячется в нору,

Поднимается в жару.

( Ртуть)

☺ По прозванью инвалид,

Но крепок в деле и на вид.

(Хром)

☺ Красноватый будто цветом,

Ковкий, мягкий, как металл.

Из кислот же он при этом

Водород не выделял.

(Медь)

А сейчас – игра «Третий лишний»

☺ Эти металлы хорошо проводят электрический ток:

А) Алюминий

Б) Магний

В) Медь

Г) Серебро

☺ Эти металлы легкоплавкие:

А) Ртуть

Б) Галлий

В) Вольфрам

Г) Цезий

☺ Эти металлы относят к цветным:

А) Медь

Б) Железо

В) Золото

Г) Калий

☺ Данные металлы относят к мягким:

А) Хром

Б) Калий

В) Натрий

Г) Литий

? – В чем причина общих свойств металлов?

– Нахождение металлов в Периодической Системе.

– Самый твердый металл?

– Самый легкий металл?

* Подведение итогов.

Ученики дают характеристику своей работы на уроке.

Оцениваются ответы учащихся.

Выставляются оценки.

Домашнее задание: § 5, вопр. 1, 2; § 6, вопр. 2-5.

Напишите мини-сочинения на темы (по выбору): «Железо – труженик», «Роль металлов в искусстве», «Металлы в нашем организме».