Обзор металлических элементов а групп 11 класс

Обновлено: 05.10.2024

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Металлы Б-групп ПСХЭ

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.

Химические свойства железа и его соединений

Железо – это химический элемент №26, который находится в побочной подгруппе VIII группы, в четвертом периоде. Электронная конфигурация атома железа – 1s22s22p63s23p63d64s2.

Распределение валентных электронов на орбиталях представлено на Рис. 2.

Степени окисления железа: 0, +2, +3. Соединения железа (III) проявляют слабые окислительные свойства, образуемые оксиды и гидроксиды Fe2O3 и Fe(OH)3 проявляют амфотерные свойства, хотя основные свойства у этих соединений значительно преобладают.

1. Взаимодействие с неметаллами

При нагревании железо, особенно порошкообразное, способно взаимодействовать практически со всеми неметаллами. Хлор и фтор окисляют железо до Fe+3. Бром может окислить и до Fe+2, и до Fe+3 в зависимости от количества, а йод окисляет только до степени окисления +2 Fe+2. При реакции с серой сначала образуется сульфид железа, а затем дисульфид железа.

FeS + S FeS2 природный минерал такого состава называется пирит. Рис. 3.

Он используется для получения серной кислоты, а также железа и соединений железа.

2. Взаимодействие железа с кислородом

При взаимодействии железа с кислородом, в зависимости от его количества, могут образовываться разные оксиды. В том числе и смешанный оксид Fe3O4.

4Fe + 3О2 2Fe2О3

3. Взаимодействие железа с водой

При сильном нагревании металлическое железо взаимодействует с водой.

3Fe + 4Н2О Fe3О4 + 4Н2↑

Во влажном воздухе при обычных условиях железо реагирует с парами воды и кислородом, с образованием ржавчины. Она состоит из смешенных оксидов, гидроксидов и соединений кислорода. Это не индивидуальное вещество.

Примерная схема ржавления железа:

4Fe + 6Н2О + 3О2 → 4Fe(ОН)3

4. Взаимодействие железа с кислотами

Как и другие типичные металлы, железо взаимодействует с кислотами-неокислителями с выделением водорода.

Fe + 2НCl → FeCl2 + Н2↑

С кислотами-окислителями железо не реагирует из-за пассивации. Но с разбавленными кислотами реакция происходит.

Fe + 4НNO3 → Fe(NO3)3 +NO↑ + 2Н2O

Металлическое железо вытесняет менее активные металлы из растворов их солей.

Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

Амфотерные свойства железа

Железо и некоторые его соединения способны проявлять амфотерные свойства.

Fe + 2NaOH + 2H2O → Na2[Fe(OH)4] + H2↑ В горячем концентрированном растворе щелочи образуется комплексное соединение, и выделяется водород.

Соединения железа (II)

Соли железа (II) можно получить при взаимодействии металлического железа с кислотами-неокислителями или восстановлением железа (III).

2FeCl3 + Fe→ 3FeCl2

Соединения железа (II) обладают восстановительными свойствами.

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓+ 2NaCl. На воздухе Fe(OH)2 ↓окисляется кислородом.

4Fe(OH)2 ↓+2H2O + O2 → 4Fe(OH)3↓

Соединения железа (III)

Соли железа (III) получают либо окислением железа галогенами, либо при его взаимодействии с разбавленными кислотами-окислителями. Соли железа (III) могут проявлять слабые окислительные свойства.

2FeCl3 +2 KI → 2FeCl2 + I2↓ + 2KCl. На этой реакции основан йодометрический способ определения солей железа.

Качественная реакция на соли железа (III)

FeCl3 + 6NaSCN →Na3[Fe(SCN)6] + 3NaCl. При взаимодействии с роданидами образуются ярко-красные, похожие на кровь комплексы различного состава.

Взаимодействие со щелочью.

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 ↓+ 3NaCl

Fe(OH)3 ↓как и Fe(OH)2 ↓ амфотерен, с преобладанием основных свойств.

Fe(OH)3 ↓+3HCl → FeCl3 + 3H2O

Fe(OH)3 + NaOH → NaFeO2+ 2H2O

Железная кислота и её соли

При окислении Fe(OH)3 ↓ или при электролизе раствора щелочи на железном аноде образуются соли, содержащие железо в составе аниона:

2Fe(OH)3 + 3Cl2 + 10NaOH →2Na2FeO4 + 6NaCl + 8H2O

Fe + 2KOH + 2H2O K2FeO4 + 3H2↑

Железо имеет степень окисления +6. Такие соли называются ферраты: Na2FeO4, K2FeO4. Это соли не существующей в свободном виде железной кислоты Н2FeO4. Они относятся к наиболее сильным органическим окислителям и способны медленно окислять даже воду.

Обзор металлических элементов А-группы.

Тема: Обзор металлических элементов А-группы.

Цель занятия: Углубить знания о химических свойствах металлов, развивать умения составлять уравнения химических реакций.

Задачи урока:

Воспитывающая : формировать химическую грамотность, установить необходимость естественнонаучных знаний и умений для использования в различных жизненных ситуациях.

Развивающая : развивать познавательные мотивы, направленные на добывание новых знаний, развивать представления о химических процессах и явлениях, понимать их суть и называть этапы и указывать их значение.

Обучающая : закрепить знания учащихся о щелочных металлах, систематизировать знания о физических и химических свойствах этих веществ, уметь давать характеристику элементов – щелочных металлов по их положению в ПСХЭ, уметь записывать уравнения реакций, характеризующие химические свойства щелочных металлов, уметь делать выводы о роли химических знаний в жизни человека.

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.

2. Понимание.

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

3. Применение.

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.

4. Стадия вызова. Актуализация ранее усвоенных знаний.

1.Вспомните, какие вещества мы называем металлами? Составим КЛАСТЕР

5. Стадия осмысления. 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 – щелочно-земельными, 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:

Электрон на внешнем слое

Еле держится у нас,

Отдаём его спокойно,

Кто захочет, в сей же час.

Мы с водой в соединенье

Щелочи всегда даем,

С хлором, фтором, бромом, йодом

Дружненько в солях живём!

Литий, натрий, калий, цезий, франций

И рубидий заодно,

Нас активней нету, братцы,

Это знают все давно!

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

II группа

Мы идём за первой следом,

И валентность наша два,

Без стесненья, скажем смело –

О нас добрая молва.

Средь химического братства

Народ мы очень дружный:

Бериллий, магний, кальций,

Стронций, барий, радий.

С нами трудно состязаться,

Каждый из нас в жизни архиважный,

Каждый из нас в жизни архинужный!

Решение задачи. Найти массу осадка сульфата бария (BaSO₄), который образуется при взаимодействии 15 грамм 5% раствора хлорида бария (BaCl₂) с сульфатом натрия (Na₂SO₄).

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 Nа + O2 → 2 Nа2O; (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 ₂S₃ (при нагревании)

Взаимодействие с азотом

2 Al + N₂ = 2Al 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).

Устно перечисляем рекомендации повару, связанные с темой «Металлы».

Не варить кислое в посуде из алюминия.
Не чистить алюминиевую посуду шкуркой, не кипятить содовый раствор.
Не использовать эмалированную посуду с отбитой эмалью
Заботиться о сохранении витаминов и минеральных веществ при варке овощей, мяса итд.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

В основном встречаются в виде следующих соединений: поваренная соль- NaCl, сильвинит-KCl*NaCl, глауберовая соль-Na2SO4*10H2O, СaCO3 –мел, мрамор, известняк, CaSO4*2H2O-гипс, MgCO3*CaCO3 –доломит. Силикаты:2MgO*4SiO2*H2O –тальк, CaO*MgO*4SiO2- асбест.

Al из всех металлов самый распространенный в природе. Он входит в состав силикатов(шпаты, слюда).а также глин, образующихся из полевых шпатов при их естественном разрушении. Из соединений Al наибольшее значение имеют- Al2O3-корунд, рубин, сапфир.

6.Закрепление материала

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

7. Домашнее задание: § 27, стр. 124-129.

8. Подведение итогов. Делаем выводы по уроку. Выставление оценок. Рефлексия.

Конспект урока по химии на тему "Обзор металлов А-групп. Общий обзор элементов Б-групп" (11 класс)

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.

1 . Организация урока.

2 . Мотивация.

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.

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

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.

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;

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.

2 Al + N₂ = 2 Al N (при нагревании)

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

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).

Урок 11. Обзор металлических элементов А- и В-групп

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён характеристике металлов А- и B-групп периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Учащиеся получат представление о химических свойствах металлов в связи со строением их атомов

d-элементы – элементы, в атомах которых заполняется d-подуровень.

p-элементы – элементы, в атомах которых заполняется p-подуровень.

s-элементы – элементы, в атомах которых заполняется s-подуровень.

Интерметаллид (интерметаллическое соединение) – химическое соединение двух или более металлов.

Полупроводники – материалы, по своей удельной проводимости занимающие промежуточное место между проводниками и диэлектриками.

«Провал» электрона – переход электрона с внешнего энергетического уровня на более низкий, что объясняется большей энергетической устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций.

Сверхпроводники – материалы, электрическое сопротивление которых при понижении температуры до некоторой величины становится равным нулю.

Щелочноземельные металлы – химические элементы 2А группы периодической таблицы элементов.

Щелочные металлы – элементы 1А группы периодической таблицы химических элементов.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Обзор металлических элементов А- и B-групп

Химические свойства металлических элементов А-групп

Атомы металлических s- и p-элементов, обладая гораздо большим радиусом по сравнению с атомами неметаллов, способны только отдавать валентные электроны, проявляя восстановительные свойства.

Металлы вступают в реакции как с простыми, так и со сложными веществами.

Взаимодействие металлов с простыми веществами

Реакции металлов с галогенами и кислородом протекают очень энергично.

2 Na + Cl₂ = 2NaCl

Не так энергично идет реакция с серой.

Гораздо труднее идет взаимодействие с азотом и фосфором.

При определенных условиях возможно также восстановление металлами водорода с образованием гидридов.

Металлы способны также взаимодействовать с другими металлами, образуя интерметаллические соединения. Многие интерметаллиды используются в технике как сильные магниты, полупроводники, сверхпроводники.

Взаимодействие металлов со сложными веществами

С водой при комнатной температуре взаимодействуют щелочные и щелочноземельные металлы (от Cs до Ca), а при нагревании – менее активные (от Mg до Sn). В обоих случаях выделяется водород, но в первом образуются гидроксиды, а во втором оксиды металлов.

Металлы, расположенные в ряду напряжений до водорода, восстанавливают ионы водорода из разбавленных кислот (кроме азотной).

Одни металлы восстанавливают другие из водных растворов солей, если первые расположены левее вторых в ряду стандартных электродных потенциалов.

Не нужно забывать, что такие сильные восстановители как Li, Na, K, Ca будут восстанавливать не металл из соли, а водород из воды.

Химические свойства металлических элементов B-групп

Металлические элементы B-групп принадлежат к d-элементам. В их атомах заполняются d-орбитали предвнешнего энергетического уровня. Поскольку структура внешнего уровня d-элементов одного периода одинакова (1-2 s-электрона), а радиусы атомов имеют близкие значения, то и свойства атомов d-элементов изменяются в периоде слева направо более медленно по сравнению с s- и p-элементами. У атомов некоторых элементов (например, Cr, Cu) в результате «провала» наружных электронов на внешнем уровне остается по одному электрону, что и определяет их свойства.

В B-группах радиусы атомов в направлении сверху вниз изменяются неравномерно, и восстановительные свойства (за некоторыми исключениями) уменьшаются.

В то же время у металлических элементов B-групп прослеживаются и некоторые общие закономерности, такие как:

совпадение максимальной положительной степени окисления у p-элементов 3-7 B-групп с номером группы;
образование некоторыми d-элементами (Ru, Os) соединений, в которых их максимальная степень окисления +8 совпадает с номером группы;
ослабление основных и усиление кислотных свойств с увеличением степени окисления атомов металлов B-групп.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на расчеты по уравнению реакции

Условие задачи: При взаимодействии 3,12 г одновалентного металла с водой выделилось 0,896 л водорода. Определите этот металл. Ответ дайте в виде химического символа.

Шаг первый: Запишем уравнение реакции металла с водой, зная, что металл одновалентен

Шаг второй: Найдем количество вещества металла.

По уравнению реакции

n_(Me) = 2 х 0.04 = 0,08 моль

Шаг третий: Вычислим молярную массу металла

Шаг четвёртый: С помощью таблицы Менделеева найдем металл с соответствующей относительной атомной массой, численно совпадающей с молярной. Этот металл – калий.

2. Решение задачи на химические свойства металла.

Условие задачи: В лаборатории химика имеется порошок желто-коричневого цвета, который при попадании в воду издает сильный чесночный запах. Какое вещество представляет собой порошок, если он получен в результате реакции между алюминием и селеном, протекающей аналогично реакции алюминия с серой или кислородом? Укажите формулу данного вещества.

Шаг первый: Запишем уравнения реакций алюминия с серой и кислородом

Шаг второй: аналогичным образом запишем уравнение реакции алюминия с селеном.

ЛЕКЦИЯ №3 "Общая характеристика металлов 1-3 групп"
материал по химии (11 класс) по теме

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.

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

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:

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.

Читайте также: