«Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атомов. Металлическая связь. Физические свойства металлов»

«Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атомов. Металлическая связь. Физические свойства металлов»






























Тема: Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атомов. Металлическая связь. Физические свойства металлов.

Цели и задачи урока:

образовательные:
на основе повторения и обобщения ранее изученного материла и в ходе знакомства с новым углубить знания о положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строении их атомов, образовании металлической связи, физических свойствах металлов;
Сформировать представление о металлической связи и ее влияние на физические свойства металлов;
познакомить учащихся с особенностями строения атомов металлов и их кристаллов (металлическую решетку);
сформировать, обобщить, расширить и закрепить опорные знания учащихся о физических свойствах металлов и их классификации;
подвести учащихся к осознанию практической значимости знаний о строении и свойствах металлов;
создать условия для развития у учащихся умения анализировать результаты химического эксперимента;
развивать умение высказывать свою точку зрения, вести аргументированный разговор, делать выводы на основе анализа;
продолжать формировать навыки анализа текста, безопасного проведения химического эксперимента;
описывать химические свойства веществ на основе знаний о строении атомов элементов металлов;
вырабатывать у учащихся на материале учебных предметов способы учебно-познавательной деятельности;
формирование умений применять полученные знания на практике;
развивать познавательную активность, творческие способности;
пропагандировать здоровый образ жизни, убеждать в необходимости охраны окружающей среды;
развивающие

развитие:
мышления, необходимого образованному человеку для полноценного функционирования в современном мире;
элементов творческой деятельности как качеств мышления, интуиции;
целостного мировоззрения;
провести связь со смежными дисциплинами (физикой, историей);
навыков устной и письменной речи;
«умений учиться», использовать знания, умения и навыки в учебной деятельности при изучении различных предметов;
памяти, навыков самоорганизации;
логического мышления на основе усвоения причинно-следственных связей, сравнительного анализа, способности четко формулировать свои мысли;
воображения в процессе наблюдений за видеофрагментами;
осмысленного запоминания основных правил при использовании мнемотехники (наглядных средств, таблиц, схем);
критическое мышление при анализе и оценке последствий пожаров и взрывов;

воспитательные

воспитывать:
творческую, самоответственную личность, стремящуюся к самоорганизации;
активную жизненную позицию, человечность, порядочность;
средствами урока уверенность в своих знаниях и умений применять их на практике;
культуру безопасного поведения при проведении химического эксперимента
подвести учащихся к выводу о самоценности человеческих качеств личности.


Оборудования и реактивы: Коллекции образцов металлов; образцы монет. Образцы сплавов. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

Ход урока
I. Организационный момент (проверка готовности учащихся к уроку, постановка целей урока и сообщение плана проведения занятия).

II. Изучение нового материала.

1. Подведение к теме (вступительное слово учителя)
В начале урока акцентирую внимание учащихся на значимости новой темы, определяемой той ролью, которую металлы играют в природе и во всех сферах деятельности человека.
Рассказ учителя
Человек использовал металлы с древних времен.
I. В начале был век медный.
К концу каменного века человек открыл возможность использования металлов для изготовления орудий труда. Первым таким металлом был медь.
Период распространения медных орудий называют энеолитом или халколитом, что в переводе с греческого означает «медь». Медь обрабатывалась с помощью каменных орудий методом холодной ковки. Самородки меди превращались в изделия под тяжёлыми ударами молота. В начале медного века из меди делали лишь мягкие орудия, украшения, предметы домашней утвари. Именно с открытием меди и других металлов стала зарождаться профессия кузнеца.
Позже появились литья, а потом человек стал добавлять к меди олово или сурьму, делать бронзу, более долговечную, прочную, легкоплавкую.

II. Далее идёт век бронзовый.
Бронза - сплав меди и олова. Хронологические границы бронзового века датируются в начале 3-го тысячелетия до н. э. до начала 1-го тысячелетия до н.э. Большими преимуществами бронзы в сравнений с медью и другими известными металлами являются более низкая анализы показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91% . Начало производства железа из его руд в Древнем Египте, потом в Индии и в других странах. Температура плавления ( 700° - 900° ) и высокие литейные качества и большая прочность.
III. Далее идет железный век.
Третий и последний период первобытной эпохи характеризуется распространением железной металлургии и железных орудий и знаменует собой железный век. В современном значении этот термин был введен в употребление в середине IX века датским археологом К.Ю. Томсоном и вскоре распространился в литературе наряду с терминами « каменный век» и « бронзовый век».
В отличие от других металлов железо, кроме метеоритного не встречается в чистом виде. Ученые предполагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения, и не зря железо именуется «небесным камнем». Самый крупный метеорит нашли в Африке, он весил около шестидесяти тонн. А во льдах Гренландии нашли железный метеорит весом тридцать три тонны.
И в настоящее время продолжается железный век. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.
Далее очень кратко говорю о роли золота, серебра и меди для производства монет, а бронзы – для изготовления скульптур и других произведений искусства.
Затем учитель подчеркивает, что исключительное значение металлов для развития общества обусловлено, конечно, их уникальными свойствами, и просит учащихся назвать эти свойства.
Вопрос к классу (создание проблемной ситуации):
Какие же физические свойства отличают металлы и их сплавы от неметаллов?
(Учащиеся называют также свойства металлов как электропроводность и теплопроводность, характерный металлический блеск, пластичность, твердость (кроме ртути) и др.)
Учитель задает учащимся ключевой вопрос:
А чем же обусловлены эти свойства?
На этот опрос ответ мы получим после изучения нового материала.

2. Рассказ учителя с элементами беседы по плану, записанного на доске:

План (учащиеся записывают план лекции в тетрадь)
I. Химические элементы - металлы.
1. Особенности электронного строения атомов.
2. Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением атомов.
3.Закономерности в изменении свойств элементов- металлов.
II. Простые вещества- металлы.
1. Металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка.
2. Физические свойства металлов.

I. Химические элементы – металлы.
1. Особенности электронного строения металлов.
Металлы- это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (а иногда предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы. Металлы – восстановители. Это обусловлено небольшим числом электронов внешнего слоя, большим радиусом атомов, вследствие чего эти электроны слабо удерживаются с ядром.
2. Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением атомов.
Учитель предлагает учащимся охарактеризовать положение элементов с рассмотренным строением атомов в ПСХЭ.
Учащиеся отвечают, что это будут элементы, размещенные в левом нижнем углу ПСХЭ.
Учитель подчеркивает, что в ПСХЭ будут все элементы, расположенные ниже диагонали В – Аt, даже те у которых на внешнем слое 4 электрона ( Je, Sn, Pb), 5 электронов ( Sb, Di), 6 электронов ( Po), так как они отличаются большим радиусом.
Далее учитель углубляя материал спрашивает (на основе знаний о строении атомов химических элементов и положения их в периодической системе)
К каким электронным семействам относятся элементы – металлы? (для ответа учащиеся используют таблицу Периодической системы)
В ходе беседы выясняется, что среди них есть s и p-элементы – металлы главных подгрупп, а также d и f металлы, образующие побочные подгруппы.
Легко увидеть, что большинство элементов ПСХЭ – металлы.
3. Закономерности в изменении свойств элементов – металлов.
Далее учитель просит учащихся сравнить восстановительную способность металлов, принадлежащих одному периоду и одной подгруппе.
Как изменяется окислительная способность элементов III периода?
( окислительные свойства в периодах усиливаются, а восстановительные – ослабевают. Причиной изменения этих свойств- увеличение количества электронов на последней орбитале.)
Как изменяются окислительные свойства у элементов 4 группы главной подгруппы? (снизу вверх окислительные свойства усиливаются. Причиной изменения этих свойств является уменьшение радиуса атома)
Исходя из положения металлов в Периодической системе какой можно сделать вывод об окислительно-восстановительных свойствах элементов- металлов?
(Металлы являются восстановителями в химических реакциях, т.к. отдают свои валентные электроны)
Учащиеся отвечают, что прочность связи валентных электронов с ядром зависит от двух факторов: величины заряда ядра и радиуса атома.
Показывают, что в периодах с увеличением заряда ядра восстановительные свойства уменьшаются, а в группах наоборот с возрастанием радиуса атома восстановительные свойства возрастают.(запись вывода в тетрадях учащихся)
У элементов – металлов побочных подгрупп свойства чуть-чуть другие.
Учитель предлагает сравнить активность элементов побочной подгруппы. Cu, Ag, Au – активность элементов – металлов падает. Эта закономерность наблюдается и у элементов второй побочной подгруппы Zn, Cd, Hg. Напоминаем схему электронного строения атомов.

1 2 3 4 5 6 7 номер электронного слоя
У элементов побочных подгрупп – это элементы 4-7 периодов – с увеличением порядкового элемента радиус атомов изменятся мало, а величина заряда ядра увеличивается значительно, поэтому прочность связи валентных электронов с ядром усиливается, восстановительные свойства ослабевают.
II. Простые вещества – металлы.
Учитель предлагает рассмотреть простые вещества – металлы. (рассказ учителя)
Сначала обобщим сведения о типе химической связи, образуемой атомами металлов и строение кристаллической решетки. (демонстрация)
- сравнительно небольшое количество электронов одновременно связывают множество ядер, связь делаколизована;
- валентные электроны свободно перемещаются по всему куску металла, который в целом электронейтрален;
- металлическая связь не обладает направляемостью и насыщенностью.
Запись определения в тетрадях
Металлической называют связь, образованную в кристалле металла или сплава за счет обобществления всех валентных электронов между атом-ионами.
Учащиеся делают вывод, что в соответствие именно с таким строением металлы характеризуются общими физическими свойствами. (демонстрация таблицы 5 «Классификация металлов по физическим свойствам»)
Сравнивая металлы по температурам плавления можно демонстрировать плавление натрия и его блеск. (демонстрация)
Учитель подчеркивает, что физические свойства металлов определяются именно их строением.
а) твердость – все металлы кроме ртути, при обычных условиях твердые вещества. Самые мягкие – натрий, калий. Их можно резать ножом; самый твердый хром – царапает стекло. (демонстрация)
б) плотность. Металлы делятся на мягкие (5г/смі) и тяжелые (меньше 5г/смі). (демонстрация)
в) плавкость. Металлы делятся на легкоплавкие и тугоплавкие. (демонстрация)
г) электропроводность, теплопроводность металлов обусловлена их строением. Хаотически движущиеся электроны под действием электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.
При повышении температуры амплитуда движения атомов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки резко возрастает, и это мешает движению электронов, и электропроводность металлов падает.
Следует отметить, что у некоторых неметаллов, при повышении температуры электропроводность возрастает, например, у графита, при этом с повышением температуры разрушаются некоторые ковалентные связи, и число свободно перемещающихся электронов возрастает.
д) металлический блеск – электроны, заполняющие межатомное пространство отражают световые лучи, а не пропускают как стекло. Поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск. Для большинства металлов в ровной степени рассеиваются все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо-белый цвет. Только золото и медь в большой степени поглощают короткие волны и отражают длинные волны светового спектра, поэтому имеют желтый цвет. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы, кроме Al и Mg, теряют блеск и имеют черный или темно-серый цвет.
е) пластичность. (демонстрация)
Механическое воздействие на кристалл с металлической решеткой вызывает только смещение слоев атомов и не сопровождается разрывом связи, и поэтому металл характеризуется высокой пластичностью.

Закрепление
Учитель:
Теперь, для закрепления проведем тест.

1) Электронная формула кальция.
а) 1SІ 2SІ 2P6 3S№
б) 1SІ 2SІ2P6 3SІ
в) 1SІ 2SІ 2P6 3SІ 3P6 4S№
г) 1SІ 2SІ 2P6 3S І3P6 4SІ

2) Электронную формулу 1SІ2SІ 2P6 3S1 имеет атом:
а)Na
б)Са  в)Cu
г)Zn

3) Электронная формула наиболее активного металла:
а) 1SІ 2SІ
б) 1SІ 2SІ 2P6 3SІ
в) 1SІ 2SІ 2P6 3SІ 3P6 3d10 4SІ
г) 1SІ 2SІ 2P6 3SІ 3P6 4SІ

4) Металлы при взаимодействий с неметаллами проявляют свойства:
а) окислительные;
б) восстановительные;
в) и окислительные, и восстановительные;
г) не участвуют в окислительно-восстановительных реакциях.

5) В периодической системе типичные металлы расположены в:
а) верхней части
б) нижней части
в) правом верхнем углу
г) левом нижнем углу
(Ответы: 1 –Г, 2 –А, 3 –В, 4-Б, 5-Г)

Задание на дом : записи в тетрадях, сообщения о применении металлов. (запись на доске и в дневниках учащихся)

Итог урока
Учитель: И так, мы рассмотрели строение и физические свойства металлов, их положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.








13PAGE 15


13PAGE 14715




15