Металлы главных и побочных подгрупп конспект

Обновлено: 20.09.2024

Тема урока: Обзор металлов А-групп. Общий обзор элементов Б-групп.

Цель урока: углубить знания о химических свойствах металлов, развивать умения составлять уравнения химических реакций.

образовательные – углубить знания учащихся об основных химических свойствах элементов-металлов; продолжить формировать умения и навыки связывать положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, особенности строения их атомов с химическими свойствами, повторить физические свойства металлов;
развивающие –развивать познавательный интерес, умение логически мыслить, находить и объяснять причинно-следственные связи, прогнозировать; развивать познавательную активность учащихся, вырабатывать умение наблюдать, анализировать, делать выводы, объяснять ход эксперимента; углубить представление о многообразии металлов;
развивать умение записывать уравнения реакций, характеризующие свойства металлов;

воспитательные – воспитывать коммуникативные качества, умение высказывать собственное мнение, воспитывать самостоятельность в работе, создать условия для развития познавательного интереса к химии;
способствовать формированию дисциплинированности, умения слушать, концентрировать свое внимание. поддерживать постоянный интерес к приобретению новых знаний, используя для этой цели современные методы и приемы подачи новой информации с помощью современных ТСО.

Формировать УУД:

Познавательные УУД : умение осуществлять поиск нужной информации, выделять главное в тексте, структурировать учебный материал, грамотно формулировать вопросы,

Личностные УУД : умение применять полученные знания в своей практической деятельности.

Регулятивные УУД: умение планировать свою работу при выполнении заданий учителя, делать выводы по результатам работы.

Коммуникативные УУД: умение работать в составе творческих групп, высказывать свое мнение.

Планируемый результат:

Положение металлов в ПСХЭ, особенности строения их атомов. Повторить и обобщить сведения о металлической связи и кристаллической металлической решётке, общие физические свойства металлов, варианты классификации металлов.

Причину изменения восстановительных свойств металлов в ПСХЭ и физических свойств на основе строения атома.

Использовать знания ПЗ и ПСХЭ для объяснения изменений свойств химических элементов и простых веществ на конкретных примерах.

1 . Организация урока.

Приветствие, проверка посещаемости, мотивация на учебную деятельность. Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы ни были: дома или в школе, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас.

2 . Мотивация.

Эпиграфом нашего урока можно взять слова Михаила Васильевича Ломоносова: «Металлы – светлое тело, которое ковать можно».

Металлов много есть, но дело не в количестве:

В команде работящей металлической

Такие мастера, такие личности!

Преуменьшать нам вовсе не пристало

Заслуги безусловные металлов

Пред египтянином, китайцем, древним греком

И каждым современным человеком.

Именно ковкость и пластичность металлов были важнейшими свойствами, благодаря которым металлы начали активно использоваться человеком. Первые сведения использования металлов в хозяйственной деятельности людей относятся к 4-3 тыс. до н.э. Это время называют медным веком. Затем бронза заменила чистую медь и именно из этого сплава начали изготавливать орудия труда и оружие.

Когда человек научился получать температуру более 1500 ° С наступила эпоха изделий из железа и его сплавов – чугуна и стали. Это время стали называть железным веком, начало которого датируют с середины 1 тыс. до н.э. условно можно сказать, что железный век продолжается и по сей день. Ведь примерно 9/10 из всех используемых металлов и сплавов – это сплавы на основе железа. Сегодня мы разбираем свойства металлов главных подгрупп.

III . Актуализация ранее усвоенных знаний.

1.Определите способ получения металла и разновидность этого способа.

А) восстановление меди из медного руд куприта ( Cu ₂ O )

Cu₂O + C = 2Cu + CO ( при t)

Б) восстановление хрома из оксида хрома ( III )

В) восстановление вольфрама из оксида вольфрама ( VI )

(вопросы на слайде).

2.Устно отвечаем на вопросы «Общая характеристика металлов».

1.Кристаллическая решетка - металлическая

2.Вид химической связи - металлическая

-ион Ме n+ ;

-оксид или гидроксид;

3. Металлы являются восстановителями.

Ме 0 – nе = Ме n+ .

3.Самые мягкие – щелочные металлы,

Самый твердый – хром,

Самый легкий – литий (плотность 0,53 г/см),

Самый тяжелый осмий (плотность 22,5 г/см),

Самый легкоплавкий – ртуть (температура плавления –( -38,9С),

Самый тугоплавкий – вольфрам (3420 С),

Магнитными свойствами обладают железо, никель, кобальт,

Вытягиваются в проволоку и листы – золото, медь, алюминий,

Хрупкие – висмут и марганец,

Самые блестящие – серебро, алюминий, палладий,

Наиболее электропроводные – серебро, медь, золото, алюминий.

Драгоценные металлы- золото, серебро, платина, рутений, родий, осмий, иридий.

Радиоактивные металлы – уран, торий, полоний, актиний, франций, радий.

I V . Объяснение нового материала.

Основополагающий вопрос. Какие знания о свойствах металлов необходимы человеку?

1.Классификация металлов.

Металлы 1 главной подгруппы называются щелочными –образуют щелочи, 2 группы – щелочноземельными, из 3 группы изучаем свойства одного из широко применяемых в технике металлов – алюминия.

Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне только 1 электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, поэтому являются сильными восстановителями.

Строение атома лития и натрия:

Вот, что говорится об элементах 1 группы главной подгруппы ПСХЭ:

Следующие за щелочными металлами элементы составляют главную подгруппу II группы, также являются типичными металлами, обладающими сильной восстановительной способностью. Са, Sr , Ba , Ra – щелочноземельные металлы.

К металлам относятся и элементы главной подгруппы III группы, исключая бор.

Из элементов главных подгрупп следующих групп к металлам относят:

в IV группе – германий, олово, свинец;

в V группе – сурьма и висмут;

в VI группе – полоний.

Элементы побочных подгрупп – все металлы.

2.Химические свойства металлов .

Зная строение металлов, можно предвидеть их общие химические свойства.
В атомах металлов на внешней электронной оболочке находятся электроны, которые легко отрываются от атомов.
Наиболее общим химическим свойством металлов является способность их атомов при химических реакциях отдавать валентные электроны и превращаться в положительно заряженные ионы, т.е. металлы в реакциях являются сильными восстановителями.
2.1. Взаимодействие с простыми веществами: кислородом, галогенами, серой, азотом, водородом.

Реакции с кислородом.
4 N а + O2 → 2 N а2O; (побочный продукт)
Взаимодействие с галогенами.
2К + Cl2 →2 КCl;
Взаимодействие с серой.
2K + S → K2 S;

Взаимодействие с азотом.

Взаимодействие с водородом (щелочные металлы).

2К + Н₂ → 2КН
Обратите внимание, что в этих реакциях атомы металлов отдают электроны, т.е. являются восстановителями, а неметаллы принимают электроны, т.е. являются окислителями.

Вывод: Запомните, металлы реагируют с галогенами, кислородом, серой, азотом, водородом, образуя соединения ……иды. В реакциях с неметаллами металлы являются восстановителями.
Давайте теперь рассмотрим с вами взаимодействие металлов со сложными веществами.
2.2. Взаимодействие со сложными веществами.

2.2.1. Взаимодействие металлов с водой.
При каких условиях металлы вступают в реакцию с водой? (При обычной температуре и при нагревании).
Что образуется при взаимодействии воды с активными металлами при обычной температуре? (Образуется гидроксид и выделяется водород).
Обсуждаем, какой металл реагирует более активно с водой? Почему? С чем это связано? (Положение в ПСХЭ, чем больше радиус, тем активнее металл).
2Na + H2O → 2NaOH + H2 ↑.
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑.
Как вы думаете, почему натрий более активно взаимодействует с водой, чем кальций? (Натрий более активный металл, чем кальций. Он легко отдает свои валентные электроны, является самым сильным восстановителем).
При взаимодействии воды с менее активными металлами образуются оксиды металлов и выделяется водород. Это металлы, стоящие в ряду напряжений после алюминия. Составляем уравнение реакции взаимодействия цинка с водой.
Zn + H2O → ZnO + H2 ↑;
Скажите пожалуйста, все ли металлы взаимодействуют с водой? (Нет).
Совершенно верно. А почему? (см. электрохимический ряд напряжения).
Скажите, а будет ли золото взаимодействовать с водой? (Нет).
Почему? (В ЭХ ряду после водорода) .Медь, ртуть, серебро, платина, золото с водой не реагируют!
Au + H2O → реакция не идет
Запомните! Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до алюминия (включительно) образуют с водой гидроксиды, от алюминия до свинца – оксиды. Остальные с водой не реагируют.
2.2.2. Взаимодействие металлов с растворами кислот.
Мg + 2HCl → Мg Cl2 + H2 ↑;
Запомните! Металлы стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода могут вытеснять водород из растворов кислот. Металлы стоящие в электрохимическом ряду напряжений после водорода не могут вытеснять водород из растворов кислот.
Cu + H2SO4 → не реагирует.
Какой же вывод можно сделать из этого? С помощью преподавателя находят правильные ответы на поставленные вопросы, делают выводы.

Итак, ряд поправок:
1. правило соблюдается, если в реакции металла с кислотой образуется растворимая соль;
2. концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации реагируют с металлами по особому, при этом водород не образуется;
3. на щелочные металлы правило не распространяется, т.к. они легко взаимодействуют с водой.
Вывод: из уравнений реакций видно, что в них окислителями являются ионы водорода и ионы неметаллов, а атомы металлов – восстановители.
2.2.3. Взаимодействие металлов с растворами солей.
Показываем, какие металлы вытесняют из солей по ряду напряжений металлов.
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

Запомните! В электрохимическом ряду напряжений металл, стоящий левее, может вытеснять из растворов солей металл, стоящий правее (записываем в тетрадь).
Исключение: металлы до магния не могут вытеснять другие металлы из растворов солей, так как в первую очередь реагируют с водой, образуя щелочи.

3.Свойства алюминия : Главное, ребята, вес удельный мой,

Потому в дюралях я главный составной,

Назван я «крылатым», так как самолёты

Надежно, легко отправляю в полёты.

« Я металл, серебристый и лёгкий,

И зовусь самолётный металл,

И покрыт я оксидною плёнкой,

Чтоб меня кислород не достал».

Взаимодействие с кислородом.
4Al + 3O2 → 2Al2O3; (при нагревании)
Взаимодействие с галогенами.
2Al + 3Br2 → 2AlBr3; (при нагревании)
Взаимодействие с серой.
2 Al + 3S = Al ₂ S₃ (при нагревании)

Взаимодействие с азотом

2 Al + N₂ = 2 Al N (при нагревании)

С водородом непосредственно не реагирует.

Поскольку алюминий проявляет амфотерные свойства, то он реагирует и с кислотами и с щелочами, образуя соли. Является активным металлом, поэтому также реагирует и с водой. Почему в быту алюминий не проявляет свойства активного металла?» (поверхность алюминия покрыта оксидной пленкой).

Переходные элементы располагаются в побочных подгруппах Периодической системы Д.И. Менделеева. Их подразделяют на d-элементы и f-элементы. f-элементы – это лантаноиды и актиноиды.

При образовании соединений атомы металлов могут использовать не только валентные s- и p-электроны , но и d-электроны. Поэтому для d-элементов гораздо более характерна переменная валентность, чем для элементов главных подгрупп. Благодаря этому свойству переходные металлы часто образуют комплексные соединения.

Переходные элементы – это металлы. Поэтому в своих соединениях они проявляют положительные степени окисления. Очень сильно видно различие в свойствах у элементов IV–VIII подгрупп периодической системы. Элементы побочных подгрупп – это металлы , а главных подгрупп – неметаллы. Однако, когда элементы главных и побочных подгрупп находятся в высших степенях окисления, их соединения проявляют заметное сходство.

Например, оксид CrO₃ близок по свойствам SO₃. Оба эти вещества в обычных условиях находятся в твердом состоянии и образуют при взаимодействии с водой кислоты состава H₂ЭO₄. Точно также – оксиды марганца и хлора. Соответствующие им высшие оксиды – Mn₂O₇ и Cl₂O₇. Им соответствуют кислоты состава HЭО₄. Подобная близость свойств объясняется тем, что часто элементы главных и побочных подгрупп в высших степенях окисления приобретают сходное электронное строение. Что касается химических свойств d-элементов, то обращает на себя внимание тот факт, что в пределах одной декады переходных элементов число стабильных степеней окисления сначала увеличивается, а потом уменьшается. См. Табл. 1. Химические свойства переходных элементов довольно сложны.

Значение переходных металлов для организма и жизнедеятельности

Без переходных металлов наш организм существовать не может. Железо – это действующее начало гемоглобина. Цинк участвует в выработке инсулина. Кобальт – центр витамина

В-12. Медь, марганец и молибден, а также некоторые другие металлы входят в состав ферментов.

Многие переходные металлы и их соединения используются в качестве катализаторов. Например, реакция гидрирования алкенов на платиновом или палладиевом катализаторе. Полимеризация этилена проводится с помощью титансодержащих катализаторов.

Большое использование сплавов переходных металлов: сталь, чугун, бронза, латунь, победит. Рис. 1. При исследовании сплавов прослеживается уникальное значение железа для человека. Сплавы даже разделяют на черные и цветные по содержанию в них железа.

5 .Закрепление.

Давайте повторим с вами все, что изучили сегодня на уроке.
Какими знаниями должен обладать человек о металлах? Заполняем схему 11. С какими веществами взаимодействуют металлы? ( С простыми и сложными)
2. Какие вещества образуются при взаимодействии воды с натрием, железом, ртути? (Щелочь, оксид, не реагирует)
3. Вытеснят ли железо и медь (каждый по отдельности) водород из растворов кислот? Почему? (Железо – да, т.к. находится левее его в электрохимическом ряду напряжений. Медь – нет, т.к. находится правее его в электрохимическом ряду напряжений).
4. Будут ли цинк и магний вытеснять медь из раствора хлорида меди (II)? Почему? (Да. Так как цинк и магний находятся левее от меди).

Задание. На западе Франции, в Бретани, улитки стали обгрызать краску с наружных стен домов, заползая на высоту до четырех метров. Попытайтесь объяснить этот факт и предложить варианты решения проблемы.

Ответ. Улиткам требуется кальций, идущий на построение раковины. Если заменить меловую краску краской на масляной основе, то проблема, по-видимому, будет решена

Задание. Художники-реставраторы отмечают, что картины, написанные масляными красками, очень быстро тускнеют. Особенно белая краска со временем приобретает серый оттенок, что, естественно, влияет на качество картины. Что же происходит с белыми красками на воздухе и как это можно предотвратить?

Ответ. Белый пигмент — это свинцовые белила. Это вещество представляет собойкарбонат свинца (II). Он реагирует с сероводородом, содержащимся в воздухе, образуя сульфид свинца (II) соединение черного цвета:

РЬСО3 + H2S = PbS + H2COs

Если же обработать накопившийся PbS пероксидом водорода, то образуется сульфат свинца (II) - соединение белого цвета

PbS + 4Н202 = PbS04 + 4Н20

Таким способом можно реставрировать почерневшие картины, написанные маслом.

Совершить превращение: Ba → BaO → Ba(OH)₂ → BaCO₃ → Ba(NO₃)₂

урок "Металлы.11 класс"
план-конспект урока (химия, 11 класс) на тему

Цель урока- обобщить и систематизировать знания обучающихся по теме "Металлы". рассмотреть особенности строения металлов главных и побочных подгрупп, физические и химические свойства.применение.

Вложение	Размер
urok_metally._.doc	85.5 КБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Урок «Металлы. Общая характеристика. Химические свойства» 11класс

Образовательная: о бобщить и ситематизировать знания обучающихся об особенностях строения атомов металлов главных и побочных подгрупп, их физических и химических свойствах, способах получения и применения. Закрепить навыки сравнения и обобщения химической активности металлов по положению их в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и в электро-химическом ряду напряжений металлов.

Развивающая: развивать интерес к предмету, формировать умение обобщать и сравнивать, логически рассуждать, применять свои знания на практике.

Воспитательная: воспитывать умение работать в группе, помогать другим.

Оборудование: ПСХЭ, электрохимический ряд напряжения металлов, дидактические материалы, мультимедийный проектор, презентация «Металлы. Химические свойства». Набор рективов.

I. Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся,определяет готовность к уроку.

Учитель записывает тему урока, определяет место урока в системе уроков по теме

«Металлы». Формулируется цель урока. Записывает план урока и вопросы для рассмотрения на уроке.

1.Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Металлы главных и побочных подгрупп.

2. Особенности строения атомов металлов главных и побочных подгрупп.

3. Физические свойства металлов.

4. Химические свойства металлов.

5. Основные способы получения металлов.

1. Сравните электронное строение атомов элементов VII группы: марганца и хлора. Объясните различие в их химических свойствах и наличие разных степенен окисления атомов у обоих элементов.

2. С какой целью поверхность цистерн для хранения нефтепродуктов (бензина, керосина) окрашивают серебрином — смесью алюминиевой пудры с одним из растительных масел?

3. К раствору, содержащему 27 г хлорида меди(II), добавили 1-4 г железных опилок. Какая масса меди выделилась в результате этой реакции?
Ответ: 12,8 г.

4. Определите массовую долю (в процентах) углерода в стали (сплав железа с углеродом), если при сжигании ее навески массой 10 г в токе кислорода было собрано 0,28 л оксида углеродя(ІV) (н. у.).
Ответ: 1.5%.

4.1. Физические свойства металлов.

Характерной особенностью металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны; при этом проявляется активная восстановительная способность.
Восстановительную активность металла в химических реакциях, которые протекают в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов.
Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ca Co Ni Sn Pb (H2 ) Cu Hg Ag Pt Au
--------------------------------------------------------------------------------------------------→
Уменьшение восстановительных свойств

На основании данного ряда напряжений можно сделать важные заключения о химической активности металлов в реакциях, протекающих в водных растворах при стандартных условиях:

1. Чем левее стоит металл в этом ряду, тем более сильным восстановителем он является.
2. Каждый металл способен вытеснять из солей в растворе те металлы, которые в ряду напряжений стоят правее.
3. Металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из кислот в растворе.
4. Щелочные и щелочноземельные металлы, являющиеся самыми сильными восстановителями в водных растворах взаимодействуют прежде всего с водой.

4.2. Химические свойства металлов.

Перед выполненем лабораторных опытов необходимо помнить о правилах техники безопасности:

Не приступайте к выполнению опыта, не получив инструкции от учителя.
Твердые вещества необходимо набирать только сухим шпателем.
Наливайть жидкость в пробирку необходимо осторожно.
При выяснении запаха веществ необходимо осторожно направлять его к себе ладонью руки.
Нагревая пробирку с жидкостью, необходимо держите ее так, чтобы отверстие пробирки было направлено в сторону от самого себя, и от других учащихся. .
В случае ожога, пореза или попадания едкой и горячей жидкости на кожу или одежду немедленно обращайтесь к учителю.

Опыт 1. Окисление металлов.

Взаимодействие меди с кислородом воздуха: 2Сu +O 2 →2CuO образовался оксид меди (черного цвета)

Опыт 2. Взаимодействие металлов с неметаллами: Fe +S→FeS образовалася сульфида железа.

Опыт 3. Взаимодействие металлов с растворами кислот: HCl + Zn→ZnCl 2 + H 2
Опыт 4.Взаимодействие металлов с водой: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 образовался гидроксид натрия.

Опыт 5.Взаимодействие металлов с растворами солей: Fe + CuSO 4 →FeSO 4 + Cu

образовался сульфат меди.

Таким образом, мы рассмотрели типичные химические свойства металлов. Некоторые металлы пассивны ко всем кислородным кислотам или растворяются только в разбавленных кислотах. К таким металлам относятся, например, алюминий и хром. При взаимодействии их с концентрированными кислородными кислотами на поверхности металлов образуется прочная оксидная пленка окисла, которая препятствует дальнейшему окислению.

ЛЕКЦИЯ №3 "Общая характеристика металлов 1-3 групп"

Элементы содержания, проверяемые заданиями КИМ: А3 «Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и особенностями строения их атомов»

Домашнее задание П 18 до химических свойств, обратите внимание на тип химической связи и вид кристаллической решетки, и физические свойства металлов. ВЫПОЛНИТЬ ТЕСТ 3.2.

План
1.Общая характеристика металлов.
2. Особенности строения металлов главных подгрупп I-III групп.

Вложение	Размер
lek_3_ob_har_me.zip	11.74 КБ

ЛЕКЦИЯ №3 по химии для 11 класса (профиль)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

«Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и особенностями строения их атомов»

Элементы содержания, проверяемые заданиями КИМ: А3

1.Общая характеристика металлов.

2. Особенности строения металлов главных подгрупп I-III групп.

Большинство химических элементов относят к металлам — 92 из 114 известных элементов.

Все металлы, кроме ртути , в обычном состоянии твердые вещества и имеют ряд общих свойств.

Общие свойства металлов : Металлы — это ковкие, пластичные, тягучие вещества, имеющие металлический блеск и способны проводить тепло и электрический ток.

Атомы элементов-металлов отдают электроны внешнего (а некоторые — и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы.

Это свойство атомов металлов, определяется тем, что они имеют сравнительно большие радиусы и малое число электронов (в основном от 1 до 3 на внешнем слое).

Исключение составляют лишь 6 металлов: атомы германия, олова, свинца на внешнем слое имеют 4 электрона, атомы сурьмы и висмута — 5, атомы полония — 6.

Для атомов металлов характерны небольшие значения электроотрицательности (от 0,7 до 1,9) и исключительно восстановительные свойства, т. е. способность отдавать электроны.

В Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева металлы находятся ниже диагонали бор — астат, а также выше ее, в побочных подгруппах. В периодах и главных подгруппах действуют закономерности в изменении металлических, а значит, восстановительных свойств атомов элементов . В группах сверху вниз восстановительные свойства усиливаются , так как идет увеличение радиуса атома. В периодах слева направо восстановительные свойства уменьшаются .

Химические элементы, расположенные вблизи диагонали бор — астат (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb) обладают двойственными свойствами : в одних своих соединениях ведут себя как металлы, в других проявляют свойства неметаллов.

В побочных подгруппах восстановительные свойства металлов с увеличением порядкового номера чаще всего уменьшаются.

Это можно объяснить тем, что на прочность связи валентных электронов с ядром у атомов этих металлов в большей степени влияет величина заряда ядра, а не радиус атома. Величина заряда ядра значительно увеличивается, притяжение электронов к ядру усиливается. Радиус атома при этом хотя и увеличивается, но не столь значительно, как у металлов главных подгрупп.

Простые вещества, образованные химическими элементами — металлами, и сложные металлосодержащие вещества играют важнейшую роль в минеральной и органической «жизни» Земли. Достаточно вспомнить, что атомы (ионы) элементов металлов являются составной частью соединений, определяющих обмен веществ в организме человека, животных. Например, в крови человека найдено 76 элементов, из них только 14 не являются металлами. В организме человека некоторые элементы-металлы (кальций, калий, натрий, магний) присутствуют в большом количестве, т. являются макроэлементами. А такие металлы, как хром, марганец, железо, кобальт, медь, молибден присутствуют в небольших количествах, т. е. это микроэлементы .

2. Особенности строения металлов главных подгрупп I-III групп

Щелочные металлы — это металлы главной подгруппы I группы . Их атомы на внешнем энергетическом уровне имеют по одному электрону . Щелочные металлы — сильные восстановители. Их восстановительная способность и химическая активность возрастают с увеличением порядкового номера элемента (т. е. сверху вниз в Периодической таблице). Все они обладают электронной проводимостью. Прочность связи между атомами щелочных металлов уменьшается с увеличением порядкового номера элемента. Также снижаются их температуры плавления и кипения . Щелочные металлы взаимодействуют со многими простыми веществами — окислителями. В реа Щелочноземельными элементами называются элементы главной подгруппы II группы. Атомы этих элементов содержат на внешнем энергетическом уровне по два электрона. Они являются восстановителями , имеют степень окисления +2 . В этой главной подгруппе соблюдаются общие закономерности в изменении физических и химических свойств, связанные с увеличением размера атомов по группе сверху вниз, также ослабевает и химическая связь между атомами. С увеличением размера иона ослабевают кислотные и усиливаются основные свойства оксидов и гидроксидов.

Главную подгруппу III группы составляют элементы бор, алюминий, галлий, индий и таллий, элементы относятся к р-элементам. На внешнем энергетическом уровне они имеют по три (s 2 p 1 ) электрона, чем объясняется сходство свойств. Степень окисления +3. Внутри группы с увеличением заряда ядра металлические свойства увеличиваются. Бор — элемент-неметалл , а у алюминия уже металлические свойства. Все элементы образуют оксиды и гидроксиды.

Тема урока: «Общая характеристика металлов»

Образовательная: обобщить и систематизировать знания обучающихся об особенностях строения атомов металлов главных и побочных подгрупп, их физических и химических свойствах, способах получения и применения. Закрепить навыки сравнения и обобщения химической активности металлов по положению их в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Воспитательная: воспитывать умение работать в группе, помогать другим.

I . Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся,определяет готовность к уроку.

II. Актуализация знаний .

Учитель записывает тему урока, определяет место урока в системе уроков по теме

«Металлы». Формулируется цель урока. Записывает план урока и вопросы для рассмотрения на уроке.

2. Особенности строения атомов металлов главных и побочных подгрупп.

3. Физические свойства металлов.

4. Химические свойства металлов.

5. Основные способы получения металлов.

6. Применение.

III. Проверка домашнего задания.

IV. Изучение нового материала

4.1. Физические свойства металлов.

Характерной особенностью металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны; при этом проявляется активная восстановительная способность.
Восстановительную активность металла в химических реакциях, которые протекают в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов.
Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ca Co Ni Sn Pb (H2 ) Cu Hg Ag Pt Au
-------------------------------------------------------------------------------------------------- →
Уменьшение восстановительных свойств

4.2. Химические свойства металлов.

Перед выполненем лабораторных опытов необходимо помнить о правилах техники безопасности:

1. Не приступайте к выполнению опыта, не получив инструкции от учителя.

2. Твердые вещества необходимо набирать только сухим шпателем.

3. Наливайть жидкость в пробирку необходимо осторожно.

4. При выяснении запаха веществ необходимо осторожно направлять его к себе ладонью руки.

5. Нагревая пробирку с жидкостью, необходимо держите ее так, чтобы отверстие пробирки было направлено в сторону от самого себя, и от других учащихся. .

6. В случае ожога, пореза или попадания едкой и горячей жидкости на кожу или одежду немедленно обращайтесь к учителю.

Взаимодействие меди с кислородом воздуха: 2Сu +O₂ → 2CuO образовался оксид меди (черного цвета)

Опыт 2. Взаимодействие металлов с неметаллами: Fe +S → FeS образовалася сульфида железа.

Опыт 3. Взаимодействие металлов с растворами кислот: HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂
Опыт 4.Взаимодействие металлов с водой: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ образовался гидроксид натрия.

Опыт 5.Взаимодействие металлов с растворами солей: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Конспект урока "Металлы побочных подгрупп"

Цель: Повторить и обобщить знания о металлах на примере металлов представителей побочных подгрупп (меди, железа, хрома); углубить знания об их свойствах и применении.

Образовательная : Изучить строение, свойства и применение металлов побочных подгрупп

Развивающие : 1. Создать условия для развития логического мышления через сравнение и установление взаимосвязи строения и свойств веществ с учетом зоны ближайшего развития 2. Формирование умений переносить полученные знания в новую ситуацию

Воспитательные: 1. Формирование научного мировоззрения через познаваемость химических явлений 2. Формирование умений осуществлять самоконтроль хода и результатов своего труда 3. Развитие коммуникативности личности

Планируемые результаты:

Знать строение атома, физические и химические свойства, получение и применение металлов побочных подгрупп.

Уметь составлять электронные формулы атомов металлов побочных подгрупп на примере меди, железа, хрома; записывать уравнения реакций, характеризующих химические свойства, способы получения.

Тип урока: изучение нового материала

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, карточки с тестами, коллекция «Металлы», периодическая система химических элементов.

I .Организационный момент.

II .Актуализация опорных знаний

Устный опрос по пройденному материалу:

Прежде, чем мы приступим к изучению нового материала вспомним материал прошлого занятия. Постарайтесь ответить на вопросы.

- В какой части Периодической системы в основном расположены металлы?

Ответ: в левой нижней части таблицы

- Что общего в физических свойствах всех металлов?

Ответ: высокая электрическая проводимость, теплопроводность, ковкость, пластичность

- По каким характерным физическим свойствам металлы в значительной степени отличаются друг от друга?

Ответ: по плотности, твердости, температуре плавления

- Назовите самый легкий и самый тяжелый металл

Ответ: самый легкий литий, тяжелый осмий

- У какого из металлов самая низкая и самая высокая температура плавления?

Ответ: ртуть –38,9 ; вольфрам 3390

- Какие металлы мы изучали на последнем занятии?

Ответ: металлы главных подгрупп

- Назовите несколько металлов главных подгрупп

Ответ: литий, натрий, калий, магний, кальций и др.

- Назовите общее химическое свойство металлов главных подгрупп

Ответ: это их способность легко отдавать валентные электроны вследствие гораздо большего атомного радиуса по сравнению с неметаллическими элементами, поэтому являются восстановителями

III .Самоопределение к деятельности

- На сегодняшнем занятии мы познакомимся с еще одной группой металлов, среди которых наибольшее практическое значение имеют: медь, цинк, титан и железо

- Возникает вопрос, почему эти металлы изучаются отдельно?

Чтобы ответить на этот вопрос – выясните в чем отличие в расположении этих элементов в таблице Менделеева от ранее изученных металлов?

Ответ: эти металлы находятся в побочных подгруппах

Ответ: «Металлы побочных подгрупп»

- Какие цели вы ставите перед собой на уроке?

Ответ: узнать, изучить строение, свойства и применение металлов побочных подгрупп

- Давайте вместе обсудим план работы на сегодняшнем занятии. Предложите свои пункты плана по которому можно будет достичь вашей цели на уроке.

Ответ: предлагают изучить строение, физические, химические свойства и т.д

1) Исторические данные

2) Строение атома

3) Физические свойства

4) Химические свойства

В течении урока, вам необходимо будет сделать краткий конспект - записать необходимые данные, которые вы узнаете на занятии.

- Ответьте на вопрос: «Для чего, где вам пригодятся знания полученные на сегодняшнем уроке?»

б) Строение атома

– Электронное строение атомов меди, железа, хрома

Эти элементы занимают переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами. d-Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно.

Хром и медь имеют на 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d-подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные. В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра).

в) Физические свойства меди, железа, хрома

Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s-металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на разрыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в листы).

d-Элементы характеризуются также более высокой плотностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в этом ряду.

d-Элементы — хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон сверх полузаполненной или заполненной d-оболочки. Например, медь.

Медь — довольно мягкий металл красно-желтого цвета, ковкий, пластичный, обладает высокой тепло - и электропроводностью . Tплавл= 10830С. ρ = 8,96г/см3. СО: 0,+1,+2

Железо – сравнительно мягкий ковкий металл серебристого цвета, пластичный, намагничивается. Tплавл=15390С. ρ = 7,87г/см3.

СО: +2 – со слабыми окислителями – растворы кислот, солей, неметаллы, кроме кислорода и галогенов

+3 – с сильными окислителями – концентрированные кислоты, кислород, галогены.

Хром — твердый, голубовато-белый металл. ρ = 7,2г/см3, tплавл= 18570С

г) Химические свойства меди, железа, хрома

Химические свойства меди

I. Взаимодействие с простыми веществами.

1. При высокой температуре взаимодействует с кислородом: 2Cu + O2 2CuO

2. Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах: Cu + Cl2 CuCl2

II. Взаимодействие со сложными веществами.

Медь стоит в ряду напряжений правее водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях:

3Cu + 8HNO3( разб .) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 2H2O

Cu + 4HNO3( конц .) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O

Cu + 2H2SO4( конц .) → CuSO4 + SO2↑+2H2O

Химические свойства железа

1. Горит в кислороде, образуя окалину - оксид железа (II, III): 3Fe + 2O2 → Fe3O4

2. Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

2Fe + 3Br2 2FeBr3

1. При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 ↑

2. На воздухе в присутствии влаги ржавеет: 4Fе + 3O2 + 6Н2О → 4Fе(ОН)3.

3. Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах, проявляя СО +2:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

Fe + H2SO4( разб .) → FeSO4 + H2↑

4. В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, проявляя СО +3:

2Fe + 6H2SO4( конц .) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 6HNO3( конц .) Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

5. Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓

Химические свойства хрома

1. При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 6000C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом , кремнием, бором, серой, фосфором.

4Cr + 3O2 2Cr2O3

2Cr + 3Cl2 2CrCl3

1. В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:

2Cr + 3H2O Cr2O3 + 3H2

2. Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H2SO4). В отсутствии воздуха образуются соли Cr2+, а на воздухе – соли Cr3+.

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2

2Cr + 6HCl + O2 → 2CrCl3 + 2H2O + H2

3. Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассивность по отношению к холодным концентрированным кислотам – окислителям. Однако при сильном нагревании эти кислоты растворяют хром:

2 Сr + 6 Н2SО4(конц) Сr2(SО4)3 + 3 SО2↑ + 6 Н2О

Сr + 6 НNО3(конц) Сr(NО3)3 + 3 NO2↑ + 3 Н2О

Получение меди

1. Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II): CuO + C Cu + CO

CuO + CO Cu + CO2

2. При электролизе солей меди: 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4

Получение железа

1. Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II)

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

Получение хрома

1. Алюминотермия: Cr2O3 + 2Al Al2O3 + 2Cr

2. Восстановлением оксидов хрома оксидом углерода (II), водородом :

CrO + Н2 Cr + H2O

е) Применение меди, железа, хрома

V .Закрепление

– Напишите электронное строение атома меди

– Допишите уравнения реакций:

а) Fe + O 2 ® б) Cr + H 2 SO 4 ® в) Cu + Cl 2 ®

Тест по теме урока

1) Электронная формула 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 принадлежит:

а) Zn б) Ti в) Cu г) Fe

2) Определите металл по следующим данным: светло-розовый цвет, тягучий, вязкий, легко прокатывается. Температура плавления 1083 o С. По проводимости электрического тока уступает лишь серебру.

3) Степень окисления железа в формуле Fe2O3:

а) –2 б) + 4 в) + 2 г) + 3

4) Металлические свойства в ряду Ti ® Cr ® Fe:

а) уменьшаются б) увеличиваются в) не изменяются г) изменяются периодически

5) В схеме превращений Cr → CrCl ₃ → Cr ( OH )₃

веществами x и y могут быть соответственно

а) Cl ₂ , H ₂ O б) Cl ₂ , NaOH в) NaCl , KOH г) HCl , KOH

VI .Итог урока.

VII .Рефлексия.

Какая цель была на уроке _________________

Достиг ли ты поставленной цели ____________

Что тебе помогло достичь цели? _______________

Я узнал на уроке _____________

Я не согласен _____________

На уроке столкнулся со следующими трудностями ___________

Поставьте себе оценку за урок _______

VIII . Домашнее задание: изучить § 28

Выполните одно из трех заданий по своим возможностям

«3» - Допишите уравнения: а) Fe+ Cl2 ® б) Ti(IV) + O2 ® в) Zn + HNO3 ®

«4» – Напишите уравнения реакций по схеме: Zn ® ZnO ® ZnSO4 ® Zn(NO3)2

«5» – Напишите уравнения реакций по схеме, заменив «X» и «Y» соответствующей формулой: Fe(III) ® «X» ® «Y» ® Fe2O3

Читайте также: