Металлы 9 класс химия
Обновлено: 18.05.2024
На уроке применяются формы организации познавательной деятельности учащихся: групповая, индивидуальная работа, лабораторные опыты, демонстрационные опыты, загадки, презентации учащихся, слайды.
- повторить и обобщить материал о металлах;
- расширить свои знания о металлах;
- совершенствовать навыки по проведению лабораторных опытов и составление уравнений реакций.
Обобщающий урок-игра по теме “ МЕТАЛЛЫ” в 9 классе.
создать условия для обобщения и углубления знаний учащихся по теме “Металлы”, используя игру - соревнование, как форму урока.
- в занимательной форме повторить, обобщить знания по теме: “Металлы”;
- развивать познавательную активность учащихся, вырабатывать умение наблюдать, анализировать, делать выводы, объяснять ход эксперимента;
- углубить представление о многообразии металлов;
- создать условия для развития познавательного интереса к предмету;
- воспитывать коммуникативные качества, умение высказывать собственное мнение, сотрудничать в группе.
Материально-техническое и дидактическое оснащение:
Мультимедийный проектор, компьютер, тесты, минералы,
CuSO4NaOH, H2SO4 FeCl3 Al, HCl, Zn, ZnCl2, Na2CO3 KCl, LiCl, CuCl2, CaSO4 BaCl2, спиртовка, спички, держатель, пробирки, фарфоровые чашечки, спирт.
Тип урока: контрольно-обобщающий.
Методы обучения: частично –поисковый, проблемный.
Форма проведения урока: игра- соревнование.
Эпиграф урока: “Чтобы победить - надо знать, уметь и думать”.
1. Ориентировачно-мотивационный этап
(инициация урока, объявление темы, цели, задачи, формирование групп)
Учитель:
(групповая и индивидуальная работа)
Учитель:начинаем 1 конкурс.
(Задание всем командам одновременно)
Расшифруйте высказывание Георга Агриколы – выдающегося немецкого мыслителя XVI века, автора многих работ по металлургии, который подчеркнул огромную роль металлов в жизни людей.
( Прочитать текст поможет обычная линейка. Каждая команда расшифрованный текст пишет на отдельном листочке)
2. Конкурс “Разминка”
(Командам по очереди задается вопрос. За каждый правильный ответ один балл.)
1.Что такое металлы? ( Металлы - хим. элементы, образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью )
2. Какие металлы использовались в древние и средние века? (Fe, Cu, Sn, Pb, Hg, Au, Ag)
3. Какие металлы называют черными, какие цветными?
(Черные - железо и его сплавы, цветные – Al, Cu, Pb, Zn, Sn, Ag)
4. Самый легкий металл? (Литий)
5. Назовите фамилию химика, впервые получившего натрий, калий, кальций, магний.
(Английский химик Деви)
6.Самый твердый металл. (Хром)
7.Какой металл придает нашей крови красный цвет? (Железо)
8. Самый тяжелый металл (Осмий)
9.В какой металл упаковывают еду для космонавтов и конфеты для ребят? (Алюминий)
10.Металл- жидкость. ( Ртуть)
11. Самый используемый металл в мире. (Железо)
12. Какой металл называют металлом консервной банки? (Олово)
13.Какой длины проволоку можно вытянуть из 1г. золота?. (3,5 км.)
14. Какой самый распространенный на Земле металл? (Алюминий)
15. Какой металл участвует в свертывании крови? (Кальций)
16.Самый тугоплавкий металл. (Вольфрам)
17. Почему литий хранят не в керосине, а в вазелине?
(Легкий, всплывает, плотность лития меньше, чем плотность керосина)
18.Чего больше всего боится славный и бесстрашный воин- железо? (Коррозии)
19.Что такое белое золото? (Сплав золота, серебра, платины)
20.Самый пластичный металл. (Золото).
21. Какой металл убивает бактерий? (Серебро).
3. Конкурс – “Тестирование”
(Каждый учащийся индивидуально выполняет тест, один из 6 вариантов.
За каждый правильный ответ 1 балл.
КЛЮЧ к проверке тестов:
4. Конкурс “Домашнее задание”
Каждая команда в течение одной двух минут сообщит интересную информацию о любом металле.
(Презентации учащихся)
Каждой команде предстоит осуществить превращение, используя инструктивные карточки.
1. Прочитать правила техники безопасности (за нарушение техники безопасности штраф 10 баллов);
2. Осуществить превращение (каждая команда выполняет одно превращение):
1. CuSO4 Cu(OH)2 CuO
2. FeCl3 Fe(OH)3 Fe2(SO4)3
3. ZnCl2 Zn(OH)2 ZnCl2
4. Zn Zn(OH)2 5. Al Al(OH)33. Оформить отчет в виде таблицы:
| Схема превращения | Уравнения реакций | Количество баллов |
(за правильный ответ 5 баллов)
4. Через 10 минут отчет сдать членам жюри
6. Конкурс “Угадайка”
1. Найти среди минералов
Боксит, Гематит, Магнетит, Свинцовый блеск с цинковой обманкой, Магнезит, Лимонит.
2. Определить соль какого металла находится в данной чашечке по цвету пламени.
(Na -окрашивает пламя в желтый цвет.
Cu -окрашивает пламя в сине-зеленый цвет
Ca -окрашивает пламя в кирпично-красный цвет
Ba -окрашивает пламя в желто-зеленый цвет
Li -окрашивает пламя в розово-красный цвет
K -окрашивает пламя в фиолетовый (через кобальтовое стекло)
(за правильный ответ 1 балл)
1. Я – металл серебристый и легкий
Я зовусь “ самолетный металл”
И покрыт я оксидною пленкой,
Чтоб меня кислород не достал.
( Алюминий)2. Он тверд, тяжел и тугоплавок
И сталь прекрасную дает,
А от его больших добавок
Ржаветь она перестает.
Его валентность (нет сомненья)
Бывает шесть лишь иногда
А у его соединений
Окраска разная всегда.
( Хром)3. Среди металлов самый славный,
Важнейший древний элемент,
В тяжелой индустрии главный,
Знаком с ним школьник и студент.
Родился в огненной стихии,
А сплав его течет рекой
Важнее нет его в металлургии,
Он нужен всей стране родной.
( Железо)4. Живет обычно в керосине
И бегает он по воде,
В природе, в комнате – отныне
Свободным нет его нигде.
В солях открыть его возможно:
Желтеет пламя от него.
И получить из соли можно,
Как Дэви получил его.
(Натрий)5. Типичен в сплавах как металл.
А соль его – цветной кристалл,
Который цвет легко меняет,
Ожоги, раны заживляет.
(Марганец)6. Если его соединения
В воде бывают иногда,
Не вызывает то сомненья,
Что это жесткая вода.
В Финляндии и на Урале
Цветные карбонаты есть
И белоснежные в кристалле.
Таким в дворцах почет и честь.
(Кальций)7. Прославлен всеми письменами
Металл, испытанный огнем.
Манил к себе людей веками.
Алхимик жил мечтой о нём.
Но как кумир отвергнут нами,
И блеск его нас не манит.
Ведь хорошо мы знаем с вами:
Не все то ценно, что блестит.
(Золото)8. Металл в солях – опора многих,
А нас без него не носили бы ноги.
(Кальций)9. Горит лиловым в кислороде,
Свободным нет его в природе.
Но соль находит примененье
Как для растений удобренье.
(Калий)10. Ослепительным пламенем ярким,
Как звездочка, вспыхнув, горит.
Металл тот и белый, и легкий
В двенадцатой клетке стоит.
(Магний)11. Ему не страшно окисленье,
Пластичностью не превзайден,
В кислоте без растворенья
Находиться может он.
Чтобы легче догадаться,
Подскажу я вам, что он
Может только растворятся
В “царской водке” целиком.
(Золото)12. Про прозванью – инвалид,
Но крепок в деле и на вид.
(Хром)13. Давно известно человеку:
Она тягуча и красна,
Ещё по бронзовому веку
Знакома в сплавах всем она
С горячей серной кислотой
Дает нам синий купорос.
(Медь)
4. Переведите с химического языка на общепринятый следующие выражения:
а) Не все то аурум, что блестит. (не все то золото, что блестит.)б) Белый как карбонат кальция. (Белый как мел.)
в) Феррумный характер.(Железный характер.)
г) Слово - аргентум, а молчание – аурум.(Слово-серебро , а молчание – золото.)
д) За купрумный грош удавился.(За медный грош удавился.)
е) Много Н2О утекло. (Много воды утекло).
3. Рефлексивно-оценочный этап
1. Слово предоставляется жюри (подведение итогов конкурса)2 Вручение медалей (Приложение 2)
3. Выставление оценок.
4. Подведение итогов
Учитель задает вопросы учащимся:
- Выполнили ли мы все поставленные задачи? (Слайд №1).
- На сколько активно работал каждый из вас?
(учащиеся оценивают свою работу и поднимают сигнальные карточки: красная - активно, зеленая - не достаточно активно, желтая- не активно).
5. Постановка домашнего задания
1. Повторить § 4 - 14.
2. Сочинить загадки о металлах (по желанию)
1. Рюмина В.Г. Организация интеллектуально-творческих игр учащихся // Химия в школе 2000-№6.
2. Алексеева В.Е. Игра как фактор развития познавательной активности // Химия в школе 2007-№7.
3. Радетский А.М. Этот удивительный мир металлов // Химия в школе 2001-№1.
4. Конев М.Н. Путешествие в страну элементарию // Химия в школе 2006-№ 8.
5. Шакурова Н.В. Химия в стихах // Химия в школе 2004-№2.
6. Венецкий С.И. О редких и рассеянных. Рассказы о металлах. М.: Металлургия 1980.
7. Русских Г.А. Проектирование игровой деятельности // Биология в школе 2003- №8.
8. Пичугина Г.А., Штремплер Г.И. Игры минутки в обучении химии // Химия в школе 2001-№5.
1. Общая характеристика элементов металлов
Из \(118\) известных на данный момент химических элементов \(96\) образуют простые вещества с металлическими свойствами, поэтому их называют металлическими элементами .
Металлические химические элементы в природе могут встречаться как в виде простых веществ, так и в виде соединений. То, в каком виде встречаются металлические элементы в природе, зависит от химической активности образуемых ими металлов.
Металлические элементы, образующие химически активные металлы ( Li–Mg ), в природе чаще всего встречаются в виде солей (хлоридов, фторидов, сульфатов, фосфатов и других).
Соли, образуемые этими металлами, являются главной составной частью распространённых в земной коре минералов и горных пород.
В растворённом виде соли натрия, кальция и магния содержатся в природных водах. Кроме того, соли активных металлов — важная составная часть живых организмов. Например, фосфат кальция Ca 3 ( P O 4 ) 2 является главной минеральной составной частью костной ткани.
Металлические химические элементы, образующие металлы средней активности ( Al–Pb ), в природе чаще всего встречаются в виде оксидов и сульфидов.
Металлические элементы, образующие химически неактивные металлы ( Cu–Au ), в природе чаще всего встречаются в виде простых веществ.
 |  |  |
| Рис. \(7\). Самородное золото Au | Рис. \(8\). Самородное серебро Ag | Рис. \(9\). Самородная платина Pt |
Исключение составляют медь и ртуть, которые в природе встречаются также в виде химических соединений.
В Периодической системе химических элементов металлы занимают левый нижний угол и находятся в главных (А) и побочных (Б) группах.
Рис. \(13\). Положение металлов в Периодической системе. Знаки металлических химических элементов расположены ниже ломаной линии B — Si — As — Te
В электронной оболочке атомов металлов на внешнем энергетическом уровне, как правило, содержится от \(1\) до \(3\) электронов. Исключение составляют только металлы \(IV\)А, \(V\)А и \(VI\)А группы, у которых на наружном энергетическом уровне находятся соответственно четыре, пять или шесть электронов.
В атомах металлов главных подгрупп валентные электроны располагаются на внешнем энергетическом уровне, а у металлов побочных подгрупп — ещё и на предвнешнем энергетическом уровне.
Радиусы атомов металлов больше, чем у атомов неметаллов того же периода. В силу отдалённости положительно заряженного ядра атомы металлов слабо удерживают свои валентные электроны.
Рис. \(14\). Характер изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и в группах. Радиусы атомов металлов существенно больше, чем радиусы атомов неметаллов, находящихся в том же периоде
Главное отличительное свойство металлов — это их сравнительно невысокая электроотрицательность (ЭО) по сравнению с неметаллами.
Рис. \(15\). Величины относительных электроотрицательностей (ОЭО) некоторых химических элементов (по Л. Полингу). ОЭО металлических химических элементов уступает соответствующей величине неметаллических химических элементов
Атомы металлов, вступая в химические реакции, способны только отдавать электроны, то есть окисляться, следовательно, в ходе превращений могут проявлять себя в качестве восстановителей .
Химические свойства металлов
Металлы – активные восстановители с положительной степенью окисления. Благодаря химическим свойствам металлы широко используются в промышленности, металлургии, медицине, строительстве.
Активность металлов
В реакциях атомы металлов отдают валентные электроны и окисляются. Чем больше энергетических уровней и меньше электронов имеет атом металла, тем легче ему отдавать электроны и вступать в реакции. Поэтому металлические свойства увеличиваются сверху вниз и справа налево в таблице Менделеева.
Рис. 1. Изменение металлических свойств в таблице Менделеева.
Активность простых веществ показана в электрохимическом ряду напряжений металлов. Слева от водорода находятся активные металлы (активность увеличивается к левому краю), справа – неактивные.
Наибольшую активность проявляют щелочные металлы, находящиеся в I группе периодической таблицы и стоящие левее водорода в электрохимическом ряду напряжений. Они вступают в реакцию со многими веществами уже при комнатной температуре. За ними идут щелочноземельные металлы, входящие во II группу. Они реагируют с большинством веществ при нагревании. Металлы, находящиеся в электрохимическом ряду от алюминия до водорода (средней активности) требуют дополнительных условий для вступления в реакции.
Рис. 2. Электрохимический ряд напряжений металлов.
Некоторые металлы проявляют амфотерные свойства или двойственность. Металлы, их оксиды и гидроксиды реагируют с кислотами и основаниями. Большинство металлов реагирует только с некоторыми кислотами, замещая водород и образуя соль. Наиболее ярко выраженные двойственные свойства проявляют:
- алюминий;
- свинец;
- цинк;
- железо;
- медь;
- бериллий;
- хром.
Каждый металл способен вытеснять стоящий правее него в электрохимическом ряду другой металл из солей. Металлы, находящиеся слева от водорода, вытесняют его из разбавленных кислот.
Свойства
Особенности взаимодействия металлов с разными веществами представлены в таблице химических свойств металлов.
Реакция
Особенности
Уравнение
Большинство металлов образует оксидные плёнки. Щелочные металлы самовоспламеняются в присутствии кислорода. При этом натрий образует пероксид (Na2O2), остальные металлы I группы – надпероксиды (RO2). При нагревании щелочноземельные металлы самовоспламеняются, металлы средней активности – окисляются. Во взаимодействие с кислородом не вступают золото и платина
При комнатной температуре реагируют щелочные, при нагревании – щелочноземельные. Бериллий не вступает в реакцию. Магнию дополнительно необходимо высокое давление
Только активные металлы. Литий вступает в реакцию при комнатной температуре. Остальные металлы – при нагревании
Физические свойства металлов
Физические свойства металлов отличают их от неметаллов. Все металлы, кроме ртути, – твёрдые кристаллические вещества, являющиеся восстановителями в окислительно-восстановительных реакциях.
Положение в таблице Менделеева
Металлы занимают I-II группы и побочные подгруппы III-VIII групп. Металлические свойства, т.е. способность отдавать валентные электроны или окисляться, увеличиваются сверху вниз по мере увеличения количества энергетических уровней. Слева направо металлические свойства ослабевают, поэтому наиболее активные металлы находятся в I-II группах, главных подгруппах. Это щелочные и щелочноземельные металлы.
Определить степень активности металлов можно по электрохимическому ряду напряжений. Металлы, стоящие до водорода, наиболее активны. После водорода стоят слабоактивные металлы, не вступающие в реакцию с большинством веществ.
Строение
Вне зависимости от активности все металлы имеют общее строение. Атомы в простом металле расположены не хаотично, как в аморфных веществах, а упорядоченно – в виде кристаллической решётки. Удерживает атомы в одном положении металлическая связь.
Такой вид связи осуществляется за счёт положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической ячейки (единицы решётки), и отрицательно заряженных свободных электронов, которые образуют так называемый электронный газ. Электроны отделились от атомов, превратив их в ионы, и стали перемещаться в решётке хаотично, скрепляя ионы вместе. Без электронов решётка бы распалась за счёт отторжения одинаково заряженных ионов.
Различают три типа кристаллической решётки. Кубическая объемно-центрированная состоит из 9 ионов и характерна хрому, железу, вольфраму. Кубическая гранецентрированная включает 14 ионов и свойственная свинцу, алюминию, серебру. Из 17 ионов состоит гексагональная плотноупакованная решётка цинка, титана, магния.
Строение кристаллической решётки определяет основные физические и химические свойства металлов. Металлы блестят, плавятся, проводят тепло и электричество. Промышленность и металлургия нашли применение физическим свойствам металлов в изготовлении деталей, фольги, корпусов машин, зеркал, бытовой и промышленной химии. Особенности металлов и их использование представлены в таблице физических свойств металлов.
Свойства
Примеры
Применение
Способность отражать солнечный свет
Наиболее блестящими металлами являются Hg, Ag, Pd
Лёгкие – имеют плотность меньше 5 г/см 3
Na, K, Ba, Mg, Al. Самый лёгкий металл – литий с плотностью 0,533 г/см 3
Изготовление облицовки, деталей самолётов
Тяжёлые – имеют плотность больше 5 г/см 3
Sn, Fe, Zn, Au, Pb, Hg. Самый тяжёлый – осмий с плотностью 22,5 г/см 3
Использование в сплавах
Способность изменять форму без разрушений (можно раскатать в тонкую фольгу)
Наиболее пластичные – Au, Cu, Ag. Хрупкие – Zn, Sn, Bi, Mn
Формовка, сгибание труб, изготовление проволоки
Мягкие – режутся ножом
Изготовление мыла, стекла, удобрений
Твёрдые – сравнимы по твёрдости с алмазом
Самый твёрдый – хром, режет стекло
Изготовление несущих конструкций
Легкоплавкие – температура плавления ниже 1000°С
Hg (38,9°С), Ga (29,78°С), Cs (28,5°С), Zn (419,5°C)
Производство радиотехники, жести
Тугоплавкие – температура плавления выше 1000°С
Cr (1890°С), Mo (2620°С), V (1900°С). Наиболее тугоплавкий – вольфрам (3420°С)
Изготовление ламп накаливания
Способность передавать тепло другим телам
Лучше всего проводят ток и тепло Ag, Cu, Au, Al
Приготовление пищи в металлической посуде
Способность проводить электрический ток за счёт свободных электронов
Передача электричества по проводам
Что мы узнали?
Из урока 9 класса узнали о физических свойствах металлов. Кратко рассмотрели положение металлов в периодической таблице и особенности строения кристаллической решётки. Благодаря строению металлы обладают пластичностью, твёрдостью, способностью плавиться, проводить электрический ток и тепло. Свойства металлов неоднородны. Различают лёгкие и тяжёлые металлы, лёгкоплавкие и тугоплавкие, мягкие и твёрдые. Физические свойства используются для изготовления сплавов, электрических проводов, посуды, мыла, стекла, конструкций различной формы.
Металлы
К металлам относится большая часть элементов периодической системы – 82 химических элементов. Какими свойствами они обладают, и чем отличаются от неметаллов?
Общая характеристика
Металлами называют группу элементов, в виде простых веществ, которые обладают металлическими свойствами (пластичность, ковкость, блеск, электронная проводимость и т. д.)
Основное отличие элементов-металлов – они обладают только восстановительными свойствами, а в реакциях могут только окисляться. В соединениях они могут иметь только положительные степени окисления как в элементарных положительно заряженных ионах, так и в сложных ионах, где они образуют положительные центры.
Рис. 1. Список металлов.
Как правило, на внешнем уровне элементов металлов находится небольшое число электронов (1-3), значения электроотрицательности невысокие. К металлам относятся все s-элементы (кроме водорода и гелия), d- и f-элементы, а также p-элементы под чертой бор-астат. Для типичных металлов характерен большой размер атомов, что способствует легкости отдачи валентных электронов. Образующиеся положительные ионы устойчивы, так как имеют завершенную внешнюю электронную оболочку.
Физические и химические свойства
Все металлы, кроме ртути, при нормальных условиях в виде простых веществ находятся в твердом агрегатном состоянии и образуют металлическую кристаллическую решетку.
Рис. 2. Металлы в таблице Д.И. Менделеева.
Таблица «Металлы»
В следующей таблицы представлены группы основных металлов:
| Группа металлов | Металл |
| Щелочные | литий, натрий, калий и т.д. |
| Щелочноземельные | кальций, стронций, барий и т.д. |
| Переходные | уран, титан, железо, платина и т.д. |
| постпереходные | алюминий, свинец, олово и т.д. |
| Тугоплавкие | молибден, вольфрам |
| Цветные | медь, титан, магний и т.д. |
| Благородные | золото, серебро и т.д. |
Металлы пластичны и ковки, особенно если на внешнем электронном уровне атомов по одному электрону: слои атомов перемещаются относительно друг друга без разрушения кристаллической решетки (щелочные металлы, медь, серебро, золото). В атомах непластичных хрупких металлов хрома и марганца – большое число валентных электронов.
Плотность, твердость, температура плавления металлов изменяются в широком диапазоне и зависят от атомной массы, строения атома и геометрии кристаллической решетки. Самый легкий металл – литий (плотность 0,53 г/см 3 ), самый тяжелый – осмий (плотность 22,5 г/см 3 ). Металлы с плотностью больше 5 г/см 3 относят к тяжелым, меньше 5 г/см 3 – к легким металлам.
Самая низкая температура плавления у ртути (-39 градусов по Цельсию), самый тугоплавкий металл – вольфрам (температура плавления 3410 градусов по Цельсию.) Энергия атомизации вольфрама составляет 836 кДж/моль, а температура кипения его 5930 градусов.
Металлы вступают в реакцию как с простыми, так и со сложными веществами. Как типичные восстановители металлы реагируют почти со всеми неметаллами-окислителями (кислород, сера, азот и т. д.):
Также металлы реагируют с такими сложными веществами, как оксиды и гидроксиды, разбавленные растворы кислот, с растворенными в воде щелочами.
В пределах одного и того же периода металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются; в пределах одной и той же группы (в главной подгруппе) металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают
Рис. 3. Металлы главных подгрупп.
Нахождение металлов и способы их получения
Самый распространенный на земле элемент-металл – алюминий. За ним следуют железо, кальций, натрий.
Некоторые металлы встречаются в природе в самородном состоянии (золото, ртуть, платина), но в основном они находятся в природе в виде оксидов и солей.
Получение металлов происходит с помощью металлургии (получение из руд), пирометаллургии (получение с помощью реакции восстановления при высокой температуре), гидрометаллургии (извлечение из руд в виде растворимых соединений), электрометаллургии (получение металлов электролизом расплавов и растворов их соединений).
Металлы – вещества, которые обладают высокой электро- и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском. В данной статье по химии 9 класса рассматриваются их физические и химические свойства, формулы класса металлов, а также способы получения.
Читайте также: