План-конспект по химии на тему: Металлы главных подгрупп I-III групп периодической системы Д.И. Менделеева
Тема: Металлы главных подгрупп I – III групп периодической системы Д.И. Менделеева
«Просто знать – еще не всё,
знания нужно уметь использовать»
Гете
Цели:
Образовательные
- обобщить знания студентов о металлах главных подгрупп I – III групп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева;
- систематизировать знания студентов, связанные с положением химических элементов Д.И.Менделеева;
- выделить общие и специфические свойства металлов I – III групп;
- объяснить явление амфотерности на примере оксидов и гидроксидов алюминия;
- показать области применения сплавов алюминия;
- показать межпредметные связи (информатика, география, литература, экология).
Развивающие
- развивать логическое мышление и умение выделять главное;
- развивать умение сравнивать, обобщать, анализировать;
- развивать умение слушать товарища;
- развивать умение объективно оценивать выполненную работу.
Воспитательные
- прививать интерес к изучению химии;
- развивать навыки самостоятельной работы, чувство ответственности, исполнительности.
Тип урока: обобщение и систематизация знаний
Дидактический материал:
- периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева;
- таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде;
- опорный лист;
- тестовые задания.
Оборудование:
- мультимедийный проектор;
- коллекция минералов и сплавов;
- обучающая программа «1С: Репетитор. Химия»;
- электронная презентация.
Ход урока:
Организационный момент (постановка темы, цели урока, создание эмоционального настроя)
Обобщение и систематизация знаний
- сравнительная характеристика подгрупп щелочных и щелочно-земельных металлов;
- алюминий, его характеристика (опорный лист «Химические свойства алюминия»);
- сообщения студентов;
- соединения алюминия;
- сплавы алюминия;
- элементы занимательной химии.
III. Домашнее задание
IV. Подведение итогов
Работа с презентацией
Открытие: запускается видео «Театр химия» (до занавеса), затем сразу слайд 1
называется тема, девиз, цель; создание эмоционального настроя.
Целью нашего урока является:
дать сравнительную характеристику подгруппам щелочных и щелочных металлов, а также характеристику алюминию, его соединениям и сплавам.
Обобщение и систематизация знаний.
Перед вами периодические таблицы хим. элементов Д.И. Менделеева
- перечислите элементы I группы главной подгруппы (Li, K, Na, Rb, Cs, Fr)
- как они называются? (щелочными)
- почему они так называются? (т.к. щелочные металлы при взаимодействии с водой образуют едкие щелочи)
- что общего в строении атомов этих элементов? ( на внешнем квантовом слое имеют один электрон)
Задание
Изобразите электронное строение атомов лития и натрия
+3Li 1S2 2S1
+11Na 1S2 2S2 2P6 3S1(проверка – на экране «1С: Репетитор. Химия») Альбом – элементы I группы главной подгруппы)
Вниз по подгруппе (от Li к Fr) увеличивается радиус атома с увеличением порядкового номера элемента. Это мягкие металлы. Вследствие большой химической активности щелочные металлы находятся в природе только в виде соединений. Наиболее распространены соединения калия и натрия.
- Скажите, какое соединение натрия очень распространено в природе (NaCl).
По химическим свойствам щелочные металлы похожи между собой; легко отдают свой s-электрон с внешней оболочки, являются сильными восстановителями. На воздухе быстро окисляются и поэтому для предотвращения окисления их хранят в закрытых сосудах под слоем керосина.
Загадка: Горит лиловым в кислороде,
свободным нет его в природе.
Но соль находит примененье
Как для растений удобренье. (калий)
Пары щелочных металлов интенсивно окрашивают пламя,
литий – в красный,
натрий – в желтый,
калий – в фиолетовый,
рубидий – в голубой.
Щелочные металлы взаимодействуют с галогенами, серой, водородом, водой, кислотами.
Загадка: Ослепительным пламенем ярким,
Как звездочка, вспыхнув, горит.
Металл тот и белый, и легкий
В двенадцатой клетке стоит. (магний)
Загадка: Металл в солях – опора многих,
А нас без него не носили бы ноги. (кальций)
- Что это за металлы - магний, кальций? Какую подгруппу они образуют?
- Они называются щелочно-земельными, т.к. оксиды их по терминологии алхимиков – «земли» с водой образуют щелочи.
- Прошу изобразить электронное строение атомов Ве и Мg
+4 Ве 1S2 2S2
+12 Мg 1S2 2S2 2P6 3S2
- Что их объединяет? (на внешнем квантовом слое 2 электрона)
- Давайте убедимся (проверка – на экране «1С: Репетитор. Химия» Альбом – элементы I I группы главной подгруппы).
По восстановительной способности элементы этой подгруппы слабее, чем щелочные металлы. Это металлы мягкие, все кроме радия относятся к легким. В свободном состоянии в природе не встречаются. В виде соединения самым распространенным из них является кальций.
Бериллий и магний по свойствам несколько отличается от щелочно-земельных. У бериллия есть сходство с алюминием, а у магния с цинком.
Химические свойства щелочно-земельных металлов определяются легкостью отдачи 2х валентных электронов.
На воздухе щелочно-земельные металлы неустойчивы (искл. – Ве), покрываются оксидной пленкой.
При нагревании реагируют с галогенами, серой, кислородом, азотом и другими неметаллами.
Гидроксиды щелочно-земельных металлов слабее, чем гидроксиды щелочных металлов, их основный характер усиливается вниз по группе:
Ве(ОН)2 - амфотерное соединение
Мg(ОН)2 - слабое основание
Са(ОН)2 - сильное
Ва(ОН)2 - очень сильное
Загадка: В технике сплавов нашел примененье
Как стойкий и легкий металл
И в самолетостроении
Важное место занял (алюминий)
- Какие элементы образуют главную подгруппу III группы?
- Изобразите электронное строение атомов В и Аl
+5 В 1S2 2S22P1
+13 Аl 1S2 2S2 2P6 3S23P1
- Что их объединяет? (на внешнем квантовом слое 3 электрона)
- Давайте убедимся (проверка – на экране «1С: Репетитор. Химия» Альбом – элементы III группы главной подгруппы)
Металлические свойства элементов главной подгруппы III группы выражены слабее, чем у элементов главных подгрупп I и II групп, т.к. тенденция к отдаче электронов у них меньше
Увеличение радиуса от Аl к Тl менее значительно, чем у щелочных щелочно-земельных металлов, поэтому усиление основного характера соединений происходит медленнее.
Из всей подгруппы самым известным является Аl, это самый распространенный элемент в природе. Чистый Аl обладает высокими пластическими свойствами, теплопроводностью, электропроводимостью.
Делится на особочистый, высокой чистоты, технически чистый.
Довольно активно ведет себя в химических реакциях - на экране «1С: Репетитор. Химия» Альбом – элементы III группы главной подгруппы.
Демонстрация опытов:
1. Взаимодействие с бромом - Вr2
2. Взаимодействие с гидроксидом натрия - NaОН
3. Взаимодействие с соляной кислотой – НCl
Взаимодействует и с гидроксидом натрия и с соляной кислотой, т.е. с кислотами и со щелочами, значит проявляет амфотерные свойства.
- Что такое амфотерность? (способность в зависимости от условий среды проявлять либо кислотные, либо основные свойства)
Перед вами: Опорный лист – «Химические свойства алюминия», давайте напишем уравнения химических реакций Аl с бромом, соляной кислотой, гидроксидом натрия, оксидом металла
2Аl + 3Вr2 Аl Вr3
2Аl + 6НCl Аl Сl3 + 3Н2
2Аl + 2NaОН + 2Н2О 2NaАlО2 + 3Н2
(сплавление) алюминат натрия
4Аl0+ 3Мn+4О2 2Аl2+3О3 + 3Мn0 методом электронного баланса расставим коэффициенты
Аl0 -3е Аl +3 4 восстановитель
Мn+4 +4е Мn0 3 окислитель
Данное уравнение – это пример алюминотермического способа получения металлов или алюминотермии – это процесс восстановления металлов из их оксидов алюминием.
Его используют для получения трудно восстанавливаемых, тугоплавких металлов (титана, вольфрама, молибдена, ванадия, марганца и других).
В природе в чистом виде алюминия нет, встречается в виде минералов.
Слайд «Нахождение в природе»
Демонстрация образцов минералов
Боксит Аl2О3. nН2О
Корунд Аl2О3 (красного цвета – рубин, синего – сапфир).
Криолит Na3АlF6
Алунит
Непосредственной рудой для получения алюминия являются нефелиновые руды.
Сообщение 1. Слайды «Горячегорск»
Демонстрация образцов нефелина.
Обращаю ваше внимание на то, что месторождения нефелина в п. Горячегорск только открыты, планируется их разработка.
А Кия-Шалтырский нефелиновый рудник действует и свою продукцию отправляет на Ачинский глиноземный комбинат (для получения глинозема).
Сообщение 2. Слайды «Белогорск»
Продукция Ачинского глиноземного комбината (глинозем) поступает на Красноярский алюминиевый завод – для получения алюминия.
Сообщение 3. Слайды «Красноярский алюминиевый завод»
Гигантские алюминиевые заводы помимо Красноярска работают в Саяногорске, Братске, Шелехове. Вместе они производят 80% российского алюминия.
Пример: знаете ли вы, что на получение 1т. Аl расходуется 2т Аl2О3, 60 кг криолита, 40 кг угля (анодного), около 20000 кВт электроэнергии.
Известные соединения алюминия –
это его оксид Аl2О3 и гидроксид Аl(ОН)3
Слайд «Оксид алюминия»
Оксид и гидроксид алюминия проявляют амфотерные свойства, т.е. реагируют с кислотами и щелочами
Аl2О3 + 6НNО3 2Аl(NО3)3+ 3Н2О
Аl2О3+ 2КОН (t0) 2КАlО2 + Н2О
Аl2О3+ 6КОН +3Н2О 2К3(Аl(ОН))
Гидроксоалюминат калия
Аl(ОН)3 + 3НCl Аl Сl3 + 3Н2О
Аl(ОН)3 + NaОН Na(Аl(ОН)4)
Широко используются сплавы на основе алюминия, т.к. они легки, прочны, устойчивы на воздухе, в воде и кислотах.
Сплавы – системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также металлов и неметаллов, обладающие свойствами, присущими металлическому состоянию.
Слайд «Сплавы Аl»
Демонстрация образцов сплавов
Завершающим этапом нашего занятия является следующее задание:
1. Однажды на складе при побелке потолка гашеной известью были испорчены алюминиевые детали, т. к. они не были надёжно защищены от попадания брызг извести. Порча изделия объясняется тем, что:
а) детали были загрязнены побелочным раствором;
б) произошло химическое взаимодействие изделий с раствором гашёной извести;
в) произошло химическое взаимодействие изделий с водой.
(б)
2. Металлы А и Б принадлежат одному и тому периоду и одной и той же группе. Металл А активно взаимодействует с водой, а металл Б не вытесняет водород из кислот. Металл А образует только один оксид, а Б – два, в одном из которых его валентность численно больше, чем номер группы. Назовите эти элементы. (К, Си)
Домашнее задание Слайд «Домашнее задание»
Подведение итогов, выставление оценок.
15