Щелочные металлы 9 класс конспект
Обновлено: 18.05.2024
Щелочные металлы как химические элементы
Нахождение в природе
Физические свойства щелочных металлов
Химические свойства щелочных металлов
Получение
Применение щелочных металлов и их соединений
Тест
Подведение итогов урока.
Нахождение в природе
Соединения натрия и калия очень распространены в природе, соединения лития, рубидия и цезия – редкие. Наиболее распространенные и важные соединения натрия и калия это:
NaCl – поваренная соль (галит, каменная соль)
Na2SO4 ∙ 10H2O – десятиводный кристаллогидрат сульфата натрия. (глауберова соль)
KCl · NaCl – сильвинит, осадочная горная порода, состоящая из чередующихся слоев галита и сильвина.
Физические свойства
Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью.
Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.
Щелочные металлы – вещества серебристого цвета. Щелочные металлы легко режутся ножом.
Химические свойства
+ H2
+ S
+ 2H2O
Взаимодействие с простыми веществами:
а) Взаимодействие натрия с кислородом.
2Na +О2 = Na2О2
Только литий образует нормальный оксид при сгорании на воздухе,
остальные щелочные металлы образуют пероксиды.
4Li + О2 = 2 Li2О
б)Взаимодействие с другими окислителями –
водородом, галогенами, серой:
2Na +Н2 = 2NaН
2Na +Сl2 = 2NaСl
2Na + S = 2Na2S
Взаимодействие со сложными веществами
а) Взаимодействие с водой:
2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2↑
б) Взаимодействие натрия с кислотами:
2Na + 2НCl = 2NaCl + Н2↑
в)Окрашивание пламени соединениями щелочных металлов.
Цвет пламени:
Li — красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Применение щелочных металлов
Алюминий-литиевые сплавы:
- в авиационной и космической технике.
Литий:
- при производстве литиевых аккумуляторов.
Расплавы натрия и калия:
- в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.
Натрий:
- катализатор в производстве каучука.
- используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.
- пары натрия в люминесцентных светильниках.
Цезий:
- в фотоэлементах.
Применение соединений щелочных металлов
Соединения калия:
Гидроксид калия применяется для получения жидкого мыла и стекла.
Карбонат калия (поташ) необходим при производстве жидкого мыла и стекла.
Нитрат калия – комплексное минеральное удобрение, применяется для производства черного пороха и фейерверков.
Надпероксид калия используется в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.
Соединения натрия:
Гидроксид натрия используется для производства бумаги, искусственных тканей, мыла, очистки нефтепроводов, в производстве искусственного волокна и в щелочных аккумуляторах.
Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора.
Карбонат натрия используется для производства бумаги, мыла и стекла.
Гидрокарбонат натрия применяется в медицине, кулинарии, в производстве минеральных вод, используется в огнетушителях.
Пероксид натрия используется в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.
Глауберова соль используется в стекольном производстве, в стиральных порошках.
Домашнее задание:
Прочитать §39, письменно ответить на вопросы 2, 11 на странице 118.
Выбранный для просмотра документ Кондакова В.В. конспект урока. Характеристика щелочных металлов, 9 класс.docx
Тема урока: «Характеристика щелочных металлов»
Задачи урока:
Образовательные:
1. Дать общую характеристику щелочных металлов;
2. Рассмотреть их атомное строение, основные физические и химические свойства.
Развивающие:
1. Развивать умение работать в группах и индивидуально;
2. Развивать умения правильно сравнивать, анализировать, делать выводы.
Воспитательные:
1.Воспитывать организованность, наблюдательность.
Тип урока: изучение нового материала.
Методы обучения: словесный, наглядный, исследовательский.
Оборудование: штатив с пробирками, стакан, нож, спиртовка.
Реактивы: натрий, вода, фенолфталеин, растворы хлорида натрия, калия.
1. Проверка выполнения домашнего задания.
3. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах.
4. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов.
5. Выполнение теста.
6. Подведение итогов урока.
7. Домашнее задание.
Организационный момент.
I. Проверка домашнего задания.
Фронтально – беседа по вопросам:
1. Чем отличается строение атомов металлов от строения атомов неметаллов?
(У атомов металлов на наружном энергетическом уровне от одного до трех электронов; их атомы обладают, как правило, большим радиусом; атомы металлов легко отдают наружные электроны, то есть являются сильными восстановителями.)
2. Каковы общие физические свойства металлов? Поясните эти свойства, основываясь на представлениях о металлической связи.
(Металлический блеск – металлы хорошо отражают от своей поверхности световые лучи; электрическая проводимость и теплопроводность – это обусловлено наличием в металлических решетках свободно перемещающихся электронов, которые в электрическом поле приобретают направленное движение; ковкость и пластичность – так как ионы в металлической решетке друг с другом непосредственно не связаны, отдельные слои их могут свободно перемещаться один относительно другого)
Металлы – один из самых распространенных материалов, используемые цивилизацией на протяжении практически всей ее истории. Сегодня мы продолжим наше знакомство с металлами и более подробно рассмотрим элементы 1 группы главной подгруппы.
Записываем тему нашего урока: «Характеристика щелочные металлы»
Познакомимся с особенностями строения их атомов, физическими и химическими свойствами. Узнаем о применении щелочных металлов. Это и будет целью нашего сегодняшнего урока.
III. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах:
Задание 1: Ребята, охарактеризуйте положение щелочных металлов в ПСХЭ.
Задание 2: Н а доске записать электронное строение атомов лития, натрия, калия. (Три ученика)
Задание 3: Что общего у атомов щелочных металлов? (В электронном строении атомов щелочных металлов одинаковое число электронов на последнем энергетическом уровне – один не спаренный электрон, щелочные мет а ллы проявляют постоянную степень окисления +1)
Задание 4: Чем различаются атомы щелочных металлов? ( Р азные заряды ядер и радиусы атомов (увеличиваются от лития до франция).)
Нахождение в природе
Если посмотреть на ряд активности металлов, то можно увидеть, что щелочные металлы находятся в самом начале, т.е. эти металлы очень активные. В связи с этим в природе щелочные металлы встречаются только в виде соединений. Соединения натрия и калия очень распространены в природе, соединения лития, рубидия и цезия – редкие. Наиболее распространенные и важные соединения натрия и калия это:
- NaCl – поваренная соль
- Na2SO4 ∙ 10H2O – десятиводный кристаллогидрат сульфата натрия.
- KCl·MgCl2·6H2O - минерал , представляющий собой двойную соль хлорида калия и хлорида магния.
Физические свойства щелочных металлов .
Щелочные металлы – вещества серебристого цвета (кроме серебристо-жёлтого цезия ), тепло и электропроводны. Щелочные металлы легко режутся ножом.
Демонстрация: разрезание кусочка лития ножом.
Химические свойства щелочных металлов .
Щелочные металлы очень активны: у атомов щелочных металлов большой атомный радиус, а на внешнем энергетическом уровне находится 1 электрон. Поэтому щелочные металлы в реакциях стремятся отдавать свой электрон, проявляя свойства восстановителей. Вследствие своей активности щелочные металлы хранят под слоем керосина, чтобы преградить доступ воздуха и влаги. Литий очень легкий и в керосине всплывает на поверхность, поэтому его хранят под слоем вазелином.
1) Взаимодействие с простыми веществами:
а) Взаимодействие с кислородом.
Демонстрация блестящего среза лития, который быстро тускнеет на свету – на воздухе щелочные металлы мгновенно окисляются. Литий
образует нормальный оксид при сгорании на воздухе, остальные щелочные металлы образуют пероксиды.
б)Взаимодействие с другими окислителями – водородом, галогенами, серой:
2 Na +С l 2 = 2 Na С l
2 Na + S = 2 Na 2 S
6 Li + N2→ 2 Li3N (литий в присутствии влаги реагирует при комнатной температуре с азотом воздуха, азот воздуха химически инертен и при комнатной температуре реагирует только с литием)
2) Взаимодействие со сложными веществами
а) Взаимодействие с водой:
Литий реагирует с водой спокойно, другие же щелочные металлы реагируют более бурно, натрий – воспламеняется, а калий взрывается.
Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой с образованием щелочи и выделением водорода.
Демонстрация: Взаимодействие лития с водой.
б) Взаимодействие натрия с кислотами:
2Na + 2НCl = 2NaCl + Н2↑
(проводят редко, идет конкурирующая реакция с водой):
в)Окрашивание пламени соединениями щелочных металлов.
Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами. Ион Li + окрашивает пламя в карминно-красный цвет, ион Na + - в желтый, К + - в фиолетовый.
Получение щелочных металлов
В самородном виде щелочные металлы в природе не встречаются, как же их получают? Щелочные металлы получают методом электролиза расплавов их солей. Например, натрий получают электролизом расплава его хлорида.
В расплавленном состоянии хлорид натрия представляет собой отрицательно заряженные хлорид-ионы и положительно заряженные ионы натрия. Хлорид-ионы, анионы, в электрическом поле передвигаются в сторону положительного электрода – анода, на котором они отдают электроны и превращаются далее в молекулярный хлор, который и выделяется из электролизера: В электрическом поле ионы натрия, катионы, передвигаются к отрицательному электроду – катоду, на котором происходит разряжение ионов и образование жидкого металлического натрия:
Применение щелочных металлов и их соединений
Алюминий-литиевые сплавы нашли применение в авиационной и космической технике.
Литий используется при производстве литиевых аккумуляторов, такие аккумуляторы применяются в кардиостимуляторах.
Расплавы натрия и калия используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.
Пары натрия используются в люминесцентных светильниках.
Натрий служит катализатором в производстве каучука.
Натрий используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.
Пероксид натрия и надпероксид калия используются в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.
Гидроксид калия применяется для получения жидкого мыла и стекла.
Гидроксид натрия используется для производства бумаги, искусственных тканей, мыла, очистки нефтепроводов, в производстве искусственного волокна и в щелочных аккумуляторах.
Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора.
Карбонат натрия используется для производства бумаги, мыла и стекла.
Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) применяется в медицине, кулинарии, в производстве минеральных вод, используется в огнетушителях.
Карбонат калия (поташ) необходим при производстве жидкого мыла и стекла.
Нитрат калия – комплексное минеральное удобрение, применяется для производства черного пороха и фейерверков.
Цезий нашел применение в фотоэлементах.
III . Закрепление изученного материала:
Учащиеся выполняют тест и затем вместе с учителем проверяют на доске .
Домашнее задание: прочитать §39, письменно ответить на вопросы 2, 11 на странице 118.
Подведение итогов урока.
1. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., учебник «Химия 9 класс».
1.Щелочные металлы в соответствии с их положением в Периодической системе это элементы.
1) . главной подгруппы седьмой группы.
2) . главной подгруппы второй группы.
3) . побочной подгруппы первой группы.
4) . главной подгруппы первой группы.
2.Важнейшим природным соединением натрия является.
1) . хлорид натрия.
2) . фторид натрия.
3) . бромид натрия.
4) . иодид натрия.
3.При взаимодействии натрия с водой образуется:
4) нерастворимое основание
4.От лития к францию у атомов щелочных металлов увеличивается:
1) Число валентных электронов
3) Восстановительные свойства
4) Окислительные свойства
5.Более сильным восстановителем, чем калий будет:
6.Активнее всех с водой будет взаимодействовать:
7.Калий может реагировать со всеми веществами группы:
8.Верны ли суждения :
А. Щелочные металлы взаимодействуют с галогенами, серой, водородом, кислородом.
Б. щелочные металлы встречаются в Земной коре как в виде соединений, так и в самородном состоянии.
Конспект урока Щелочные металлы 9 класс
план-конспект урока по химии (9 класс) по теме
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:
«Общая характеристика щелочных металлов»
- Дать общую характеристику щелочных металлов в свете общего, особенного и единичного.
- Продолжить формирование умений прогнозировать свойства простого вещества на основе положения химического элемента в Периодической системе химических элементов.
- Познакомить учащихся с практическим применением щелочных металлов.
- Способствовать формированию устойчивого интереса к изучаемому предмету, используя исторические хроники, стихи, демонстрационные эксперименты.
- Показать значимость химических знаний для современного наукоемкого производства.
1. Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различ-
ные по сложности задания.
Тип урока: изучение нового материала.
Оборудование: штатив с пробирками, стакан, нож, фильтровальная бумага, спиртовка, нихромовая проволока.
Реактивы: натрий, вода, фенолфталеин, растворы хлорида натрия, калия.
5. Химический диктант.
6. Решение задач.
7. Подведение итогов урока.
8. Домашнее задание.
I. Проверка домашнего задания.
1. Фронтально – беседа по вопросам:
а) В каком виде металлы встречаются в природе?
б) Что такое металлургия? Какие процессы она включает?
в) Какие виды металлургических процессов вам известны?
г) В чем сущность пирометаллургического метода получения металлов?
д) В чем сущность гидрометаллургического метода получения металлов?
е) Что такое электрометаллургия? Какие металлы получают этим методом?
2. Выполнение письменной проверочной работы по вариантам:
Учащиеся на карточках получают задания различного уровня сложности. На выполнение задания – 5 минут.
Учитель: Сегодня мы познакомимся с представителями металлического мира – щелочными металлами, узнаем много интересного о них. Познакомимся с особенностями строения их атомов, физическими и химическими свойствами. Узнаем о применении щелочных металлов. Это и будет целью нашего сегодняшнего урока. Запишем в рабочих тетрадях тему нашего урока «Общая характеристика щелочных металлов» (слайд № 1) . План урока… (слайд № 2). Так кто же они – щелочные металлы. Послушайте внимательно своих одноклассников и выделите для себя все самое необычное, связанное с ними.
1-й ученик: Литий.
Пурпурным светом в пламени вулканов
Из недр земли выходит он на свет
Чтобы затем трудиться неустанно
В крылатых сплавах и оптическом стекле.
Он в чистом виде нежно серебристый
И мягок – даже режется ножом.
Он плавает в воде и очень быстро
При этом вытесняет водород.
Используется как теплоноситель
Он в ядерных реакторах всегда.
А химика-органика спросите,
Он скажет вам: «Без лития никак!»
Итак, мы с вами убедились
Насколько важен этот элемент.
Космические силы накопили
Его в земле порядочный процент.
2-й ученик: Натрий.
Великий химик Гемфри Деви
Металлу натрию отец.
Свое открытие он сделал
На соде и на поташе. 3
Их электролизу подвергнув,
Он два металла получил,
И натрий был получен первым
Среди металлов щелочных.
Вот светом золотистым ярким
На улицах и площадях
В экономичных натриевых лампах
Сияет он в развешенных шарах.
В каталитических процессах
Нам обойтись без натрия нельзя
А с кадмием он, как известно
По свойствам уникальный сплав.
В природе натрий есть повсюду,
В воде и в воздухе он есть
И чтоб проверить крепость дружбы
Пуд соли вместе надо съесть!
3-й ученик: Калий.
Он Соликамска уроженец
И худо будет без него
В природе множество растений
Без калия не проживет.
Собьется с ритма наше сердце
Без калия – ты это знай.
Без калия и не надейся
Собрать хороший урожай!
Он фантастически активен,
Горит на воздухе, в воде
И фиолетовый красивый
При этом излучает свет!
А вот с ионом бихромата
Он коже дал красивый вид
Неплохо в лайковых перчатках
Весной по городу ходить!
4-й ученик: Рубидий.
Ряд линий в спектре ярко-красных
Киргоф и Бунзен вдруг нашли
Для элемента – это паспорт
И новый элемент Рубидий нарекли.
Рубидий наш буквально недотрога,
Горит на воздухе, взрывается в воде.
В земной коре его совсем немного
Он в минеральных водах и слюде.
Рубидий обнаружен в свекле,
Он в почве есть, в морской воде,
Рубидий в виноградном соке
Вот что такое этот элемент!
5-й ученик: Цезий.
Две линии небесно-голубые
Открыли Бунзен и Киргоф
И новый элемент по цвету линий
Был ими цезием сейчас же наречен.
В природе цезия совсем немного
Его содержит минерал поллук
Химически наш цезий недотрога
На воздухе он вспыхивает вдруг.
Металл он легкоплавкий, серебристый
Легко расплавится в руке
Цветной без цезия не обойдется телевизор,
Известен цезиевый элемент.
Да, кстати, фотоэлементы
Содержат цезий – пленкой на стекле
Чувствительность их просто беспримерна
Ведь реагируют они на инфракрасный свет.
6-й ученик: Франций.
В 20 веке обнаружен
Он Маргаритою Перей
Так эта милая француженка
Нам подарила новый элемент.
Похож по свойствам он на цезий,
Не больше часа жизнь его…
В различных ядерных процессах
Участвует его ядро!
III. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах:
1.Щелочные металлы – химические элементы
Учитель: Так в чем же необычность щелочных металлов?
Учащиеся самостоятельно характеризуют положение ЩМ в ПСХЭ (главная подгруппа I группы). Приглашаются трое учащихся, которые на доске записывают электронное строение атомов лития, натрия, калия. Остальные учащиеся выполняют это задание в тетрадях.
Li +3) ) Na +11) ) ) К +19) ) ) )
2 1 2 8 1 2 8 8 1
1S 2 2 S 1 1S 2 2 S 2 2Р 6 3S 1 1S 2 2S 2 2Р 6 3S 2 3Р 6 4S 1
Учитель: Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?
В электронном строении атомов щелочных металлов одинаковое число электронов на последнем энергетическом уровне – один S не спаренный электрон, ЩМ проявляют постоянную степень окисления +1, а различие в том, что разные заряды ядер и радиусы атомов (увеличиваются от лития к калию и далее до франция).
Учитель: Атомы каких металлов будут легче отдавать электроны?
Чем больше радиус атома, тем легче отдают металлы электроны с последнего энергетического уровня. Среди трех первых химических элементов с наиболее ярко выраженными восстановительными свойствами будет калий.
Учитель: Какова кристаллическая решетка у щелочных металлов
У щелочных металлов – металлическая кристаллическая решетка. 5
В узлах кристаллической решетки находятся нейтральные атомы и положительно заряженные ионы, а между ними – свободные электроны. Это электроны
последнего уровня, свободны они потому, что не прочно связаны с ядром. С увеличением радиуса атома щелочного металла уменьшается прочность кристаллической решетки у металлов от лития к цезию.
2. Физические свойства щелочных металлов. Слайд №3. (Рассказ учителя)
Каковы физические свойства щелочных металлов?
Все щелочные металлы обладают металлическим блеском, тепло- и электропроводностью, плавятся при низких температурах, легки и пластичны. Щелочные металлы легко режутся ножом. Все они (за исключением желтоватого цезия) серебристо-белые. Хранят их под слоем керосина или парафина.
Плотности ЩМ возрастают от лития к Францию, температуры плавления, наоборот, уменьшаются. Все ЩМ (кроме Li) плавятся ниже температуры кипения воды.
3. Химические свойства щелочных металлов. (слайд № 4)
Исходя из электронного строения атомов ЩМ можно предположить, что они являются очень сильными восстановителями, т.к. обладают большим атомным радиусом и содержат только 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, который легко отдают при взаимодействии с другими соединениями.
Как изменяются химические свойства ЩМ в подгруппе при увеличении порядкового номера элемента?
С увеличением № ЩМ увеличивается атомный радиус элементов, увеличивается число атомных слоев, следовательно, легкость отдачи электронов возрастает. Поэтому, восстановительные свойства ЩМ в подгруппе сверху вниз увеличиваются. Самый сильный восстановитель в ПСХЭ – Fr.
Как и все металлы, ЩМ взаимодействуют с неметаллами (кислородом, серой, хлором, водородом и другими), вытеснять из оксидов и солей менее активные металлы, вытеснять из кислот водород, взаимодействовать с водой.
Давайте убедимся в этом!
Общие свойства ЩМ будем рассматривать на примере натрия.
1) Взаимодействие натрия с кислородом.
Демонстрируется свежий блестящий срез ЩМ, быстро тускнеющий на свету. Объясняется это явление чрезвычайно высокой химической активностью
этих металлов, поэтому на воздухе ЩМ покрыты пленкой сложного состава (оксиды, пероксиды, гидроксиды, в случае лития еще и нитриды). Литий
4Li + О 2 = 2 Li 2 О
2Na +О 2 = Na 2 О 2
Оксид натрия можно получить слабым нагреванием в недостатке кислорода или нагреванием смеси пероксида с избытком металла:
4Na +О 2 = 2Na 2 О Na 2 О 2 + 2Na = 2Na 2 О
2)Взаимодействие с другими окислителями – водородом, галогенами, серой: 2Na +Н 2 = 2NaН
2Na +Сl 2 = 2NaСl 2Na + S = 2Na 2 S
Эти реакции рассмотрите как окислительно-восстановительные. 2 ученика выходят к доске и записывают электронный баланс для этих реакций.
3) Взаимодействие с водой:
2Na + 2Н 2 О = 2NaОН + Н 2 ↑
4) Взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой:
2Na + 2НCl = 2NaCl + Н 2 ↑
5)Окрашивание пламени соединениями щелочных металлов.
IV. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов. (слайды № 5,6,7)
Учащийся у доски рассказывает о получении и применении щелочных металлов.
V. Химический диктант.
Учащиеся делятся на 4 варианта. Учитель диктует вопрос, а учащийся в соответствии со своим вариантом отвечает на него «да» или «нет».
1. Порядковый номер вашего химического элемента – 19.
2. Заряд ядра +37.
3. Число электронов последнего энергетического уровня равно 1.
4. Радиус атома больше чем радиус атома натрия.
5. Более сильный восстановитель, чем калий. 7
6. Хранится под слоем вазелина.
7. Хранится под слоем керосина.
8. Имеет всего два энергетических уровня.
9. Бурно взаимодействует с водой с образованием щелочи и водорода.
10. Открыт Бунзеном.
11. Недолгоживущий, радиоактивный химический элемент.
12. Открыт Маргаритою Перей.
13. Используется как теплоноситель в атомных реакторах.
14. Получают электролизом солей.
15. Может вытеснять из растворов солей менее активные металлы.
16. Окрашивает пламя в малиновый цвет.
17. Обнаружен в некоторых сортах свеклы.
VI. Решение задач. (слайд № 8)
Учитель: Теперь решим задачу.
Задача: Гидрид натрия NaH взаимодействует с водой с образованием щелочи и газообразного водорода. Напишите химическое уравнение этой реакции. Вычислите объем водорода, образующегося из 60 г гидрида натрия.
Наиболее подготовленные учащиеся решают индивидуально задачи
VII. Подведение итогов урока. (слайд № 9)
Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки и просит учащихся ответить на вопросы:
VIII. Домашнее задание: § 11 с. 44-45, упр. 2 после § 11.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ Li 3 Литий 6,941 2 S 1 Na 11 Натрий 22,98977 3 S 1 К 19 Калий 39,102 4 S 1 Rb 37 Рубидий 85,4678 5 S 1 Cs 55 Цезий 132,905 6 S 1 Fr 87 Франций 223 7 S 1
План урока Щелочные металлы как химические элементы Физические свойства щелочных металлов Химические свойства щелочных металлов Получение и применение щелочных металлов Химический диктант Решение задач Подведение итогов урока Домашнее задание
Физические свойства щелочных металлов Li Na K Rb Cs Fr Плотность г/см 3 0,534 0,968 0,8698 1,472 1,873 2,3 Т плавл. º С 180,5 97,83 63,51 39,3 28,7 21
Химические свойства щелочных металлов 1. 4 Li + 2O 2 = 2 Li 2 O – оксид лития 2Na + O 2 = Na 2 O 2 - пероксид натрия Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O 4Na + O 2 = 2Na 2 O –оксид натрия 2. 2Na + Н 2 = 2Na Н –гидрид натрия Na Н + Н 2 О = Na ОН + Н 2 3. 2Na + Cl 2 = 2NaCl -хлорид натрия 4. 2Na + S = Na 2 S -сульфид натрия 5. 2Na + 2Н 2 О = 2 Na ОН + Н 2 ↑ 6. 2Na + 2НС l = 2 NaCl + Н 2 ↑ 7. Качественная реакция на щелочные металлы – окрашивание пламени их катионами: Li + - красное пламя Na + - желтое пламя К+ - фиолетовое пламя
Применение щелочных металлов Li Теплоноситель в Компонент Производство Катализатор ядерных реакторах сплавов трития полимеризации производство Na производство неорганических тетраэтилсвинца ( IV ) веществ наполнитель Хладагент в Восстановитель катализатор в для уличных ядерных реакторах - в металлотермии органической химии светильников размножителях на быстрых нейтронах
Катализатор в производстве каучука В лабораторной К Производство практике перекиси калия Восстановитель Теплоноситель при производстве в атомных титана реакторах
Rb – компонент материала катода в фотоэлементах и фотоэлектрических умножителях С s В фотоэлементах Наполнитель Сверхпроводник и фотоэлектрических газовых лазеров Умножителях и цезиевых ламп
Задача Гидрид натрия NaH взаимодействует с водой с образованием щелочи и газообразного водорода. Вычислите массу водорода, образующегося из 60г гидрида натрия.
Подведение итогов Сегодня я узнал (а) … Я удивился (лась)… Я хотел (а) бы… Домашнее задание: § 11 с. 44-45, упр. 2.
Разработка урока по химии "Щелочные металлы".9 класс
· С какими классами веществ могут взаимодействовать металлы?
· В виде чего чаще металлы встречаются в природе?
· Какие металлы встречаются в природе в виде самородков?
· Какая отрасль в промышленности занимается получением металлов из соединений?
· На чём основана пирометаллургическая отрасль?
· Какие ещё виды получения металлов вы знаете?
3. Изучение нового материала
Мы с вами вспомнили все важнейшие свойства металлов и выяснили, что они в ПСХЭ занимают 1,2,3 группы.
· Как вы думаете, что мы с вами будем изучать на сегодняшнем уроке? (Металлы 1 группы)
· А как они называются ? (Щелочные металлы)
· Давайте с вами сформулируем цель нашего с вами урока? (Рассмотреть общую характеристику Щ,М. и их свойств)
· Давайте с вами охарактеризуем положение ЩМ в ПСХЭ (Все ЩМ находятся в 1 группе главной подгруппе)
· Перечислите их ( Li , Na , K , Rb , Cs , Fr )
Ребята, самостоятельно напишите строение атомов первых трёх элементов (работа в тетрадях и у доски)
+3 Li 2е,1е +11 Na 2е, 8е, 1е +19 K 2е, 8е, 8е, 1е
· Что общего в строение у всех атомов ЩМ? (Наличие 1 электрона на последнем уровне)
· На что нам указывает наличие этого электрона? (Все ЩМ легко смогут отдать это электрон, тем самым будут проявлять восстановительные свойства и степень окисления +1)
Все щелочные металлы очень активны, поэтому их хранят под слоем керосина, а литий – под слоем вазелина. Объясняется это тем что у них маленькая плотность
Величина p (г / см 3 )
Обратите внимания, что все ЩМ, кроме лития имеют температуру плавления меньше температуры кипения воды.
Из всех ЩМ металлов Fr – радиоактивный металл, наиболее долго живущий изотоп его имеет период полураспада 22 минуты.
Общие физические свойства ЩМ
Все ЩМ - серебристо - белые мягкие металлы, легко режутся ножом. Как мы видим из таблицы плотность этих метало увеличивается от лития к францию, а температура плавления уменьшается.
Исходя из электронного строения атомов этих металлов давайте охарактеризуем их химические свойства. Мы выяснили, что металлы 1 группы имеют 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, что позволяет им отдавать свой электрон.
· Какие свойства будут они проявлять при взаимодействие с другими атомами химических элементов?
(При взаимодействие с другими химическими элементами металлы являются восстановителями, а свойства будут проявлять окислительные)
· Какой элемент будет отдавать свой электрон легче и почему?
(франций, самый сильный восстановитель, так как у него больше радиус атома и способность к отдаче электронов лучше)
Химические свойства ЩМ
Если разрезать ЩМ, то его серебристый срез быстро потускнеет, это объясняется тем, что они очень легко взаимодействуют с кислородом, который содержится в воздухе, образуя при этом оксидную плёнку.
Толь литий с кислородом образует оксид, все остальные металлы – пероксиды
Пероксиды – это оксиды, в которых связь осуществляется между двумя атомами кислорода
Оксиды натрия и калия можно получить путём прокаливания их с соответсвующими металлами
2. Все ЩМ активно взаимодействуют с неметаллами под действием темепратуры, тем самым образуют соли
3. Все ЩМ активно взаимодействуют с водой, при этом образуют соответствующие щелочи и выделяется водород.
Так же щелочи можно получить взаимодействием их оксидов с водой
Литий реагирует спокойно с водой, без пламени. Все последующие за ним элементы реагируют с водой с воспламенением и взрывом.
Щелочи – твёрдые белые вещества. Очень гидроскопичны, хорошо растворимые в воде с выделением тепла. Взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами и солями.
Первичное закрепление знаний
На доске написана цепочка превращений. Осуществите переходы с помощью химических реакций.
Li Li 2 O LiOH LiCl
Важнейшие соединения ЩМ
· Как вы считаете ребята, ЩМ в каком виде существуют в природе? (только в виде соединений)
NaCl – каменная соль
Na 2 SO 4 · 10 H 2 O – глауберова соль
NaCl · KCl - сильвинит
4. Закрепление изученного материала
Давайте теперь с вами посмотрим как вы усвоили новый материал и выполним тест (Приложение)
5. Домашнее задание : п.11, стр.58, упр .№1 б, упр.№2
6. Рефлексия
· Достигли ли мы поставленной цели на уроке?
На столах у вас лежат листочки с анкетами , оцените свою работу на уроке
1.К щелочным металлам не относится:
2.Положение электронов в атоме 2е 8е 8е 1е соответствует элементу:
3.Радиус атома у элементов I группы главной подгруппы с увеличением заряда ядра:
а) изменяется периодически;
в) не изменяется;
4.Щелочные металлы проявляют очень сильные:
а) окислительные свойства;
в) восстановительные свойства;
б) амфотерные свойства;
г) нейтральные свойства.
5.Во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют степень окисления :
6. К физическим свойствам щелочных металлов не относится:
в) хорошие электропроводники;
б) мягкие и легкие;
7. При взаимодействии элементов I группы главной подгруппы с водой образуется:
в) оксид и выделяется водород;
б) щелочь и выделяется водород;
8. При взаимодействии кислорода со щелочными металлами оксид образуется только с:
9. Щелочные металлы не взаимодействуют с:
б) растворами кислот;
г) концентрированными кислотами.
10. Натрий и калий хранят в керосине или в минеральном масле, потому что они:
а) имеют резкий запах;
в) легко окисляются на воздухе;
г) сильные окислители.
Селитра
Название одно, веществ несколько. Оно является обобщающим для всех нитратов, то есть, солей азотной кислоты. Наиболее известны: аммиачная селитра, калиевая, кальциевая и натриевая
Аммиачная селитра-это нитрат аммония, который применяется при изготовлении взрывчатки и при производстве удобрений.
Калийная селитра-это нитрат калия, который применяется при производстве одного из сортов пороха, а так же при производстве удобрений.
Натриевая селитра-это нитрат натрия,он широко применяется в промышленности и при производстве удобрений.
Кальциевая селитра-это нитрат кальция,применяется при производстве строительных материалов, в химической промышленности, при производстве взрывчатых веществ.
Сальвинит
Сильвинит — осадочная горная порода , состоящая из чередующихся слоев галита и сильвина и некоторых примесей ( гематит и др.). Соотношение между хлоридами калия и натрия в сильвините непостоянно. В виде примесей обычно содержит немного песка , глины , гипса и др. Имеет неоднородную окраску — встречаются красные, розовые, синие и оранжевые кристаллы.
Сильвинит — важнейшее сырье для получения хлорида калия , который применяется как калийное удобрение .
Благодаря своим химическим и физическим свойствам, нашел широкое применение. Галит рассматривается как основной продукт пищевой, химической, текстильной промышленности. Калийная соль – сильвин – удобрение, широко применяемое в аграрном хозяйстве. Сравнительно позже прозрачные кристаллы минерала сильвин, начнут применять как основополагающий элемент оптических систем современных спектрографов, других приборов. Учеными давно были выявлены уникальные леченые свойства сильвинита. Испарения минерала, под воздействием специальных уникальных технологий, способствует полному устранению патологий верхних дыхательных путей. Оставить такое свойство невостребованным ученые не могли и совместно с медиками, в некоторых странах зарубежья, были созданы специальные больничные палаты для подобного исцеления.
1. Щелочные металлы: общая характеристика, строение; свойства и получение простых веществ
Щелочными металлами называются химические элементы-металлы \(IA\) группы Периодической системы Д. И. Менделеева: литий \(Li\), натрий \(Na\), калий \(K\), рубидий \(Rb\), цезий \(Cs\) и франций \(Fr\).
Электронное строение атомов. На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns 1 . Поэтому для всех металлов группы \(IA\) характерна степень окисления \(+1\).
- увеличение радиуса атомов;
- усиление восстановительных, металлических свойств.
Нахождение в природе. Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений.
- каменная соль (хлорид натрия \(NaCl\)),
- глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия Na 2 SO 4 \(·\) 10 H 2 O ,
- сильвин — хлорид калия \(KCl\),
- сильвинит — двойной хлорид калия-натрия \(KCl\) \(·\)\(NaCl\) и др.
Соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.
Физические свойства простых веществ. В твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Наличие металлической связи обусловливает общие физические свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.
В свободном виде простые вещества, образованные элементами \(IA\) группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, обладающие высокой мягкостью и пластичностью.
Наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.
Только у натрия плотность немного больше единицы ρ = 1,01 г / см 3 , у всех остальных металлов плотность меньше единицы.
Химические свойства. Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами.
Поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. Они являются сильными восстановителями.
Взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). Кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. Под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. Если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем.
Получение. Металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) электродами.
Щелочные металлы 9 класс конспект
Щелочные металлы. Элементы IA-группы
Ключевые слова конспекта: щелочные металлы, элементы IA-группы, литий, натрий, цезий, калий, рубидий, надпероксиды, пероксид натрия, щелочи, получение и применение щелочных металлов.
Щелочными металлами называют элементы IA-группы Периодической системы. Групповое название «щелочные» обусловлено тем, что растворимые в воде гидроксиды натрия и калия известны с древних времён, их называли щелочами. Важнейшие параметры этих элементов приведены в таблице.
Вы видите, как меняются свойства элементов в подгруппе: от лития к цезию радиусы атомов увеличиваются, значения энергии ионизации и электроотрицательности уменьшаются, металлические свойства усиливаются.
Электронная конфигурация валентного электронного слоя атомов щелочных металлов ns 1 , где n – номер валентного энергетического уровня. Щелочные металлы являются s-элементами.
В соединениях щелочных металлов преобладает ионный характер связи. В своих соединениях щелочные металлы могут быть только одновалентны. Во всех своих соединениях щелочные металлы имеют степень окисления +1.
Высшими оксидами являются соединения состава Ме2O, они имеют ярко выраженный основный характер. Высшие гидроксиды щелочных металлов МеОН – типичные основания, щёлочи. Водородные соединения щелочных металлов – твёрдые гидриды состава МеН.
ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ – ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Щелочные металлы – вещества немолекулярного строения, их кристаллическая решётка металлическая.
При обычных условиях щелочные металлы – твёрдые вещества, имеют металлический блеск на свежем срезе (быстро тускнеют вследствие окисления), лёгкие (литий – самый лёгкий металл, его плотность составляет 0,53 г/см 3 ), легкоплавкие, мягкие (легко режутся ножом).
При внесении щелочных металлов или их соединений в бесцветное пламя оно приобретает характерную окраску:
Элемент
Окраска пламени
Li
Rb
Na
Cs
К
Щелочные металлы являются активными восстановителями. В атмосфере хлора и фтора они воспламеняются при обычных условиях.
Взаимодействие щелочных металлов с жидким бромом сопровождается взрывом.
Нагретые щелочные металлы легко сгорают на воздухе или в кислороде, но только при сгорании лития образуется оксид: При сгорании натрия обычно образуется пероксид (Na2O2):Пероксид натрия Na2O2 – кристаллы светло-жёлтого цвета – можно рассматривать как соль пероксида водорода H2O2.
При сгорании остальных щелочных металлов образуются надпероксиды (например, КO2). Получить оксиды Na2О, К2O, Rb2O, Cs2O можно восстановлением пероксидов и надпероксидов щелочными металлами, например, по реакции: КO2 + 3К = 2К2O
Щелочные металлы взаимодействуют с серой при нагревании.
Литий – единственный металл, который реагирует с азотом с образованием нитрида уже при комнатной температуре:Остальные щелочные металлы с азотом не реагируют (натрий реагирует с азотом при 100 °С, при электрическом разряде).
При нагревании щелочные металлы взаимодействуют с водородом с образованием твёрдых гидридов:
Щелочные металлы активно взаимодействуют с водой с образованием щёлочи и водорода. При этом кусочек лития или натрия с шипением «бегает» по поверхности воды, при взаимодействии калия происходит возгорание выделяющегося водорода (бледно-фиолетовое пламя), рубидий и цезий взаимодействуют со взрывом:
Щелочные металлы активно реагируют с разбавленными кислотами с образованием соли и водорода, но при этом параллельно протекают реакции щелочного металла с водой и образовавшейся щёлочи с кислотой.
Иначе протекают реакции с концентрированными растворами кислот или с самими кислотами – сильными окислителями, например с азотной и серной. В этих реакциях происходит восстановление азота в высшей степени окисления (в HNO3) или серы в высшей степени окисления (в H2SO4). Образуется соль, продукт восстановления азота или серы и вода:
Щелочные металлы активно взаимодействуют с растворами солей, но при этом происходит не замещение металла, входящего в состав соли, щелочным металлом, а прежде всего взаимодействие щелочного металла с водой раствора.
Натрий получают электролизом расплава поваренной соли (с добавками СаCl2 для понижения температуры плавления смеси):Щелочные металлы находят широкое применение в промышленности и в технике:
- литий – в литий-ионных аккумуляторах, в термоядерной энергетике для получения изотопа водорода – трития, а также в качестве теплоносителя в ядерных реакторах;
- натрий используют как теплоноситель в ядерных реакторах, для синтеза некоторых органических соединений (например, как катализатор в синтезе каучука, как активный восстановитель в других реакциях, часто в сплаве с калием), в металлотермии (натрийтермия);
- цезий легко теряет электроны даже под действием света, поэтому он применяется в фотоэлементах.
Наиболее распространёнными соединениями щелочных металлов являются (приведены исторические названия):
NaOH – едкий натр (каустическая сода),
NaCl – поваренная соль,
NaNO3 – чилийская селитра,
Na2SO4 • 10H2O – глауберова соль,
Na2CO3 • 10H2O – сода кристаллическая,
КОН – едкое кали,
КCl – хлорид калия, входит в состав калийной соли (NaCl • КCl + КCl),
KNO3 – индийская селитра,
К2СO3 – поташ.
Конспект урока по химии «Щелочные металлы. Элементы IA-группы». Выберите дальнейшее действие:
Читайте также: