Конспект урока по химии на тему Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства.

Урок № 5/13 «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».
Дата:
Учитель: Анохина Анна Сергеевна
Цели образования:
Рассмотреть положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, особенности строения их атомов.
Повторить сведения о металлической химической связи и металлической кристаллической решетке.
Сформировать представление об общих физических свойствах металлов.
Рассмотреть варианты классификации металлов.
Цели развития: Развить у учащихся умения:
слушать, анализировать, логически мыслить и рассуждать, работать с учебником, составлять таблицы и схемы.
пользоваться справочными таблицами, выделять главное, сравнивать и обобщать; составлять уравнения реакций
развивать навыки самостоятельной работы.
Цели воспитания:
Воспитать сотрудничество, способствовать развитию грамотной химической речи у учащихся, привить любовь к предмету;
Сформировать у учащихся научное мировоззрение, нравственные качества личности, взгляды и убеждения;
Продолжать развивать коммуникативную компетенцию у учащихся.
Оборудование: учебник по химии О.С.Габриелян 9 класс, периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, различные коллекции металлов, модели кристаллических решеток металлов, варианты тестов по теме: «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства», листы фронтальной работы по теме: «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».
Методика урока: Изучение нового материала с преобладанием продуктивной деятельности, традиционный классический урок.
Деятельность учителя Деятельность ученика
I. Вводный этап урока
1. Организационный момент.
Здравствуйте, ребята! Кто отсутствует?
Сегодня у вас необычный урок. Вы изучили тему “Химические реакции” и вам предстоит перейти к изучению нового раздела неорганической химии.
Вы сегодня познакомитесь с веществами, с которыми мы сталкиваемся на каждом шагу, без которых наша жизнь стала бы невозможной. Записываю тему урока на доске «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».
2. Актуализация знаний.
Фронтальная беседа.
Какими химическими свойствами обладают кислоты?
Какие химические свойства у солей?
Определите, с какими из перечисленных веществ будет реагировать соляная кислота: Mg, MgO, Hg, Mg(OH)2, SO3, СаСО3. Запишите уравнения возможных реакций.
3. Создание мотивации.
Ребята, чтобы узнать о каких веществах пойдет речь, я вам предлагаю Вам разгадать ребус из листа фронтальной работы по теме: «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».
- Как вы думаете, о каких веществах пойдет сегодня речь?
- Как эти вещества связаны с нашим металлургическим заводом?
Тема нашего урока записана на доске, запишите в тетради.
Ребята, М.В. Ломоносов посвятил металлам такие строки: “Металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими защищаемся от нападения неприятеля, ими утверждаются корабли и силою их связаны. Металлы отверзают недро земное к плодородию, служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего…. И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может”. (Вывешены на доске)
II. Изучение нового материала
История открытия металлов.
Ребята, с незапамятных времен человек познакомился с семеркой металлов: железом, медью, серебром, оловом, золотом, ртутью и свинцом. Два из них – золото и серебро – за красоту и стойкость стали называться благородными. К другим металлам отношение было не менее почтительное.
В средневековой Европе каждому металлу, входящему в замечательную семерку, была посвящена одна из крупнейших планет. Научный трактат того времени, написанный в стихотворной форме, сообщает следующее:
Семь металлов создал свет.
По числу семи планет: Дал нам космос на доброМедь, железо, серебро,Злато, олово, свинец...И спеши, мой сын, узнать:Всем им ртуть – родная мать!
Ребята, посмотрите в учебнике таблицу 3 на стр. 26.
Меди была посвящена Венера, Марсу соответствовало гремящее в боях железо, серебру – Луна, золоту – Солнце, олову – Юпитер, свинцу – Сатурн и ртути – Меркурий.
Алхимики полагали, что металлы рождаются в недрах Земли под влиянием лучей Солнца.
Астрологи считали, что каждая планета управляет судьбой металла на Земле, поэтому металлы обозначали знаком планеты. Само слово “металл” произошло от греческого слова “металлон”, что означает “шахта”, “копи”. (Записывают в тетради)
История человечества выделяет три века, связанных с металлами: медный, бронзовый, железный.
- Почему именно в таком порядке? Как вы думаете?
Металлы встречаются не только на нашей планете, например на Луне, обнаружено большое количество самородного железа.
- А как определить металлом или неметаллом является вещество?
У вас на столах находятся листы фронтальной работы по теме « Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства». Давайте выполним задание 1.1), 2).
Таким образом, ребята, мы с Вами немного узнали об истории открытия металлов. Далее давайте изучим положение металлов в периодической системе химических элементов (на доске записывается название второго пункта плана урока “Положение металлов в периодической системе химических элементов”).
Положение металлов в периодической системе химических элементов.
Ребята, рассмотрите на форзаце учебника таблицу Д.И.Менделеева. Выполните задание 2. 1) в ЛФР по теме: «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства». Попытайтесь дать ответы на следующие вопросы:
- В каких группах больше всего металлов?
- В каких периодах содержатся металлы?
- Сделайте вывод, как по ПСХЭ определить принадлежность простого вещества к той или иной группе?
Запишите, ребята, что к металлам относятся элементы главной подгруппы I группы – щелочные металлы. Свое название они получили от названий соответствующих растворимых гидроксидов (щелочей).
Также к металлам относятся элементы II группы главной подгруппы - щелочноземельные металлы. Также к металлам относятся некоторые элементы III, IV,V и VI групп, все элементы побочных подгрупп, лантаноиды и актиноиды.
В итоге из 118 химических элементов ПС к металлам относятся 89.
Однако, ребята, деление на металлы и неметаллы условно. Если в таблице х.э. провести диагональ от бора (порядковый номер 5) к астату (порядковый номер 85), то слева от этой диагонали в периодической системе все элементы являются металлами, а справа от нее элементы побочных подгрупп являются металлами, а элементы главных подгрупп – неметаллами.
Элементы, расположенные вблизи от нее обладают двойственными свойствами (например, Al, Ti, Ga, Te)
Все s – элементы (кроме H и He),d – элементы (все элементы побочных подгрупп) и f – элементы (лантаноиды и актиноиды) являются металлами. Среди p - элементов есть и металлы, и неметаллы, число элементов – металлов увеличивается с увеличением номера периода. Почему?
Ребята, подумайте, как меняются металлические и неметаллические свойства элементов в группах? в периодах?
- А что еще можно узнать об атомах по периодической системе химических элементов?
Каковы особенности строения атомов металлов вам сейчас и предстоит узнать.
Значит, важным вопросом, при изучении свойств вещества является положение элемента в ПСХЭ и строение его атома (на доске записывается третий пункт плана урока “Особенности строения атомов металлов”).
Особенности строения атомов металлов.
Ребята попытайтесь ответить на следующие вопросы:
- Как изменяются радиусы атомов металлов в периодах и группах?
- Почему бор не относят к металлам?
- Обоснуйте, почему полоний (84) и висмут (83) тоже относятся к металлам?
Запишите в тетради характерные особенности металлов:
Для металлов характерно небольшое число электронов (1-3) на внешнем слое (последнем энергетическом уровне); исключения: Ge, Sn, Pb на внешнем уровне имеют 4 электрона, Sb, Bi – 5 электронов, Po – 6.
2. Металлы обладают сравнительно большим радиусом атома, чем неметаллы. ( Так как металлы расположены в начале периодов).
Ребята, отсюда вытекает их основное химическое свойство - сильная восстановительная способность, способность отдавать внешние электроны, которые превращаются в + заряженные ионы.
Ребята, выполните задание 3. 1) , 2) из ЛФР.
Кристаллические решетки металлов.
Ребята, вспомните какая химическая связь у атомов металлов? Какая кристаллическая решетка?
Демонстрация модели кристаллической решетки атомов металлов.
Правильно. Ребята, электроны, оторванные от атомов, называются обобществленными, или свободными, на модели это кружки со знаком минус. Именно эти электроны свободно перемещаются по всему кристаллу и притягивают катионы металлов, находящиеся в узлах решетки, обеспечивая ее устойчивость. Катионы и атомы постоянно переходят друг в друга благодаря свободному перемещению электронов. Запишите пример: M0 - ne- Mn+
Ребята, давайте посмотрим на задание 4 в ЛФР, выполните его письменно.
Таким образом, металлическая связь – это связь, которая возникает в кристаллах в результате электростатического взаимодействия + заряженных ионов и – заряженных свободных электронов. Она существует только в кристаллах металлов или сплавах, но не в молекулах металлов, которые удерживаются ковалентными связями. ( Li2, Na2)
На какие группы делятся свойства веществ?
Следующим этапом нашей работы будет изучение физических свойств металлов (на доске пункт плана “Физические свойства металлов”).
Физические свойства металлов.
Ребята, общие физические свойства металлов определяются металлической связью и металлической кристаллической решеткой.
Перед вами коллекция разных металлов и некоторых изделий из них.
- Назовите общие физические свойства металлов? Запишите их.
Выпишите из учебника определение пластичности.
Ребята, она обусловлена тем, что под внешним воздействием одни слои атомов – ионов смещаются по отношению к другим без разрыва связи между ними. Наиболее пластичны: золото, серебро, медь. (Например, золото прокатывают в тонкие пласты).
Ребята, все металлы, кроме ртути, по агрегатному состоянию при обычных условиях – твердые вещества (благодаря свободным электронам, которые связывают все атомы и ионы в единое целое). Однако по твердости металлы различные. Самые мягкие – натрий, калий и индий легко режутся ножом, самый твердый – хром – царапает стекло. Например, t0C плавления лития 180 0С.
По плотности металлы делятся на легкие (плотность меньше 5 г / см3) и тяжелые (плотность больше 5 г / см3)
К легким относятся металлы – натрий, калий, магний, алюминий, к тяжелым – цинк, олово, свинец, серебро, золото.
Ребята, металлам свойственен металлический блеск. Это обусловлено тем, что свободные электроны в кристаллической решетке металла отражают, а не пропускают световые лучи. Поэтому металлы имеют характерный блеск в кристаллах, а в порошкообразном состоянии они его теряют (кроме Al, Mg). Самыми блестящими металлами являются – ртуть, серебро, палладий.
По электро- и теплопроводности первое место принадлежит серебру, затем идет медь, золото, алюминий, цинк, железо, свинец и т.д. Электропроводность обусловлена присутствием в кристаллических решетках подвижных электронов, которые перемещаются под действием электрического тока. Металлы, обладающие высокой электрической проводимостью, имеют большую теплопроводность.
Ребята выполните задание 5 из ЛФР и попробуйте ответить на вопрос, какие металлы входят в состав электрической лампочки? Какие функции они там выполняют?
Таким образом, мы рассмотрели физические свойства металлов, которые связаны со строением атомов металлов, наличием металлической связи и кристаллической металлической решеткой.
III. Проверка полученных знаний.
А теперь давайте проверим, как вы усвоили материал урока.
Почему металлы, I группы, называются щелочными?
Какие металлы относятся к щелочноземельным и почему они так называются?
Почему железо называют переходным элементом?
IV. Закрепление изученного материала.
- С какой группой веществ вы сегодня познакомились?
- Какие вопросы мы рассмотрели с вами на уроке?
Выполнение тестовых заданий.
V. Подведение итогов урока
Дорогие ребята. Наш урок подходит к концу. Сегодня Вы успешно справились с поставленными перед Вами задачами и расширили свои знания о металлах.
Желаю вам дальнейших успехов в постижении интересной науки химии.
VI. Домашнее задание. 
§ 4,5.6 изучить.
Подготовить краткие сообщения о металлах, про которые на уроке ничего не было сказано (по желанию).
Мини-проект: придумать свой металл, дать ему название, описать свойства и использование человеком.
Здороваются с учителем, называют отсутствующих. Слушают учителя. Называют отсутствующих.

Ученики отвечают на вопросы учителя.
Кислоты взаимодействуют
- с металлами стоящими в ряду напряжения до водорода, образуя соль и водород;
- с основаниями, образуя соль и воду;
- с солями, в том случае, когда образуется осадок или газ, при этом образуется новая соль и новая кислота;
- с оксидами металла, образуя соль и воду
Соли могут взаимодействовать с:
солями, если есть осадок или газ, или вода
щелочами при тех же условиях
с кислотами
с металлами меньшей активности, или неактивными.
Соляная кислота будет реагировать с Mg, MgO, Mg(OH)2 , СаСО3:
2 HCl + Mg = MgCl2 + H2
2 HCl + MgO = MgCl2 + H2O
2 HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2H2O
t
2 HCl + СаСО3 = CaCl2 + CO2 + H2O
Слушают мотивацию к уроку. Разгадывают ребус в ЛФР на тему: «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».
Отвечают на вопросы учителя.
Записывают тему урока и число с доски «Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства». Смотрят на доску, читают слова М.В. Ломоносова на доске:
“Металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими защищаемся от нападения неприятеля, ими утверждаются корабли и силою их связаны. Металлы отверзают недро земное к плодородию, служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего…. И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может”.
Слушают рассказ учителя.
Смотрят в учебнике таблицу 3 на стр. 26.
Слушают рассказ учителя.
Записывают в тетради, что слово “металл” произошло от греческого слова “металлон”, что означает “шахта”, “копи”.
Отвечают на вопросы учителя.
Слушают рассказ учителя.
Отвечают на вопросы учителя.
Смотрят на листы фронтальной работы по теме « Положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение их атомов. Физические свойства». Выполняют первое задание 1.1), 2).
Смотрят на таблицу Д.И.Менделеева. Слушают учителя, выполняют задание 2. 1) из ЛФР, отвечают на вопросы учителя.
Больше всего металлов в I,II,III,IV группах
Металлы находятся в периодах со 2 по 7 .
Записывают в тетради:
К металлам относятся элементы главной подгруппы I группы – щелочные металлы.

Также к металлам относятся элементы II группы главной подгруппы - щелочноземельные металлы. Также к металлам относятся некоторые элементы III, IV,V и VI групп, все элементы побочных подгрупп, лантаноиды и актиноиды.
Слушают учителя.
Отвечают на вопросы учителя:
В периодах металлические свойства уменьшаются, неметаллические свойства увеличиваются
В группах неметаллические свойства уменьшаются, металлические свойства возрастают.
Строение атома и закономерности изменения свойств элементов.
Ученики отвечают на вопросы учителя о строении атомов металлов:
В группах радиус атома возрастает сверху вниз. В периодах радиус атома в периоде слева направо уменьшается за счет радиусного сжатия.
Бор содержит 3 электрона на внешнем слое, но не является металлом, так как имеет маленький радиус атома.
Ванадий и полоний содержат 5 и 6 электронов соответственно на внешнем слое, но являются металлами, так как имеют большой радиус атома.
Записывают в тетради характерные особенности металлов:
Для металлов характерно небольшое число электронов (1-3) на внешнем слое (последнем энергетическом уровне); исключения: Ge, Sn, Pb на внешнем уровне имеют 4 электрона, Sb, Bi – 5 электронов, Po – 6.
2. Металлы обладают сравнительно большим радиусом атома, чем неметаллы. ( Так как металлы расположены в начале периодов).
Выполняют задание 3 1) , 2) из ЛФР. Некоторые ученики выходят к доске.
Отвечают на вопросы учителя.
У металлов металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решетка. В узлах металлической решетки находятся как нейтральные атомы, так и катионы металлов.
Записывают в тетради пример:
M0 - ne- Mn+
Слушают учителя. Выполняют задание 4 из ЛФР.
Отвечают на вопрос учителя: химические и физические свойства.
Смотрят на коллекции металлов и изделий из металлов.
Учащиеся отмечают в тетради общие физические свойства металлов: металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, твердость, пластичность.
Выписывают из учебника определение пластичность.
Слушают учителя, делают записи в тетрадях о физических свойствах металлов.
Самые мягкие – натрий, калий и индий легко режутся ножом, самый твердый – хром – царапает стекло. Например, t0C плавления лития 180 0С.
По плотности металлы делятся на легкие (плотность меньше 5 г / см3) и тяжелые (плотность больше 5 г / см3)
Металлам свойственен металлический блеск.
Самыми блестящими металлами являются – ртуть, серебро, палладий.
Электро- и теплопроводность
Выполняют задание 5 из ЛФР. Отвечают на вопрос учителя.
Отвечают на вопросы учителя, фронтальная беседа.
Отвечают на вопросы учителя.
Выполняют тестовые задания.
Слушают пожелание учителя.
Записывают домашнее задание.

Приложение 1.
Лист фронтальной работы по теме «Положение металлов в ПСХЭ Д.И. Менделеева, строение их атомов. Физические свойства».


История изучения металлов.
Выберите из таблицы справа элементы, относящиеся к металлам
Дайте ответ на вопрос:
Как узнать по химическому знаку к металлам или неметаллам можно отнести элемент?

Положение металлов в ПСХЭ Д.И.МенделееваДайте ответы на вопросы:
В каких группах больше всего металлов?
В каких периодах содержатся металлы?
Почему металл Al называют переходным или амфотерным металлом?

Особенности строения атомов металлов.
Напишите электронное строение металла
Li, Na, Mg, Be
Определите, какому элементу принадлежит электронное строение


Кристаллическая решетка металлов
Напишите превращение металла в ион
Ca , Mg, Al, Cs

Физические свойства металлов
1)
Li B Be Al S
O2 P As He SnPbC SbN2 Po
Fe Cs F2 CaI2
H2 Ne Mg SrMn




M0 - ne- Mn+