Урок общая характеристика металлов

Обновлено: 28.04.2024

Девиз урока: «Опыт – основа познания» (написан на доске).

Цель урока: повторить и обобщить сведения, полученные ранее о металлах; дополнить их познавательными опытами; закрепить и проверить знания о физических и химических свойствах, применении металлов.

Задачи развития: научить учащихся воспринимать, анализировать и обрабатывать услышанное и увиденное на уроке, записывая выводы в «Лист самоконтроля».

Задачи воспитания: развитие коммуникативных умений в ходе групповой работы, научить применять знания, полученные на уроке химии, в повседневной жизни.

Методы обучения: беседа, демонстрация опытов, фронтальная работа с классом, групповая работа учащихся, контроль и самопроверка знаний учащимися.

Средства обучения: таблицы – Периодическая таблица Д.И.Менделеева, металлическая кристаллическая решетка, графопроектор c записями на прозрачных файлах отдельных моментов урока, коллекция металлов; генератор коллоидных ионов серебра «Георгий»; лабораторное оборудование и химические вещества.

План урока:

Организационный этап.
Активация опорных знаний и умений.
Подача нового познавательного материала с демонстрацией опытов.
Контроль и самопроверка знаний.
Подведение итогов занятия.

Ход урока

Сегодня мы с вами оказались в Океане Знаний в лодке под названием «Химия»: я в качестве рулевого, а вы в качестве гребцов. И от нашего взаимопонимания, дружной работы зависит, насколько успешно мы доплывём до пристани «Перемена».

Тема урока «Металлы». Девиз написан на доске: «Опыт – основа познания». Из девиза понятно, что на уроке будет много опытов. Цель нашего урока: обобщить ваши знания по данной теме, дополнить их новыми, полученными при проведении познавательных опытов, расширить кругозор и подготовиться к экзамену по химии.

Жизнь без металлов невозможна,
И эта аксиома непреложна:
Твердые, блестящие, ток проводящие,
Для человека металлы – друзья настоящие!

Существует гипотеза, что термин «металлы» произошел от греческого слова «металлон», которое в первоначальном переводе означало «копи», «рудники».

В древности и Средние века были известны только 7 металлов. Алхимики считали, что каждому металлу соответствует своя планета, которая управляет его судьбой на Земле, поэтому металл обозначали знаком этой планеты (демонстрация алхимических обозначений металлов).

Показать файл через графопроектор:

Солнце – золоту, Луна – серебру, Венера – меди, Марс – железу, Меркурий – ртути, Юпитер – олову, Сатурн – свинцу.

Так что же такое металлы?

Более 200 лет назад М.В. Ломоносов в труде «Первые основы металлургии» дал металлам такое определение: «Металлы – суть ковкие блестящие тела».

Для того времени эта краткая формулировка была достаточно верной. В конце урока мы возвратимся к этому определению и сделаем вывод: согласиться с этим определением или дополнить его.

Вы уже познакомились с Периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева, с классификацией химических элементов и узнали, что из 109 известных в настоящее время элементов более 80 являются металлами. Термин «металлы» относится и к химическим элементам, и к простым веществам.

Учащимся выданы листы самоконтроля (приложение), на которых указаны тема и цели урока, приведены задания. На этих листах школьники работают в течение урока, а в конце занятия сдают их учителю.

Учитель предлагает задание 1.

Задание 1. Напротив фраз, в которых сказано о металле как простом веществе, поставьте «пр.», а напротив тех, где речь идёт о металле как химическом элементе, – «эл».

В состав ляписа входит серебро.
Степень окисления галлия +3.
Алюминий легкий металл.
Натрий «бегает» по воде.
Галлий плавится в ладони.
Электроотрицательность цезия меньше электроотрицательности кислорода.

Чем отличается простое вещество – металл от химического элемента – металла?
Что такое химический элемент?
Какие свойства характерны для атомов металлов?
Какими общими физическими свойствами обладают простые вещества – металлы и почему?

Учитель объясняет строение кристаллической решетки металлов, используя соответствующую таблицу и каркас кристаллической решетки. Затем демонстрирует и комментирует слайд «Физические свойства металлов».

Физические свойства металлов:

Агрегатное состояние: кроме ртути, все металлы твердые.

Электро- и теплопроводны
Ag, Cu, Au, Al, Zn, Fe, Pb, Mg, Hg →
Электро- и теплопроводность уменьшается

Твердость различна.
Cr, W, Ni, Pt, Fe, Cu, Al, Ag, Zn, Au, Ca, Mg, Sn, Pb, K, Na →
Твёрдость уменьшается

Плотность различна.
Os, Pt, Au, Hg, Pb, Ag, Cu, Ni, Fe, Sn, Zn, Al, Mg, Ca, Na, K, Li →
Плотность уменьшается.

Температуры плавления и кипения различны.
W (3420), Pt (1772), Fe, Ni, Cu, Au, Ag, Ca, Al, Mg, Zn, Pb, Sn, Na, K (63,5), Ga (29,7), Cs (28,5) ,Hg (-39).

Ковкость, пластичность, прочность:
пластичные – Au, Ag, Cu.
хрупкие – Cr, Mn.

Способность намагничиваться: Fe, Co, Ni;
слабо – Al, Cr, Ti;
не притягиваются – Sn, Cu, Bi.

После этого учащиеся выполняют задания 2 и 5. Задание 5 – последнее на листе самоконтроля. Оно содержит вывод по теме.

Задание 2. Использование меди в электротехнике обуславливают свойства: металлический блеск, ковкость, электропроводность, красновато-коричневый цвет. Подчеркните правильные ответы.

Задание 5. Вывод о свойствах металлов. Заполните пропуски нужными словами.

Радиус атомов металлов ____ радиуса атомов неметаллов. Во всех соединениях _____ металлов имеют _____ степени окисления. При комнатной температуре металлы находятся ______ агрегатном состоянии, за исключением ____. Металлы обладают характерным _____. Они хорошо проводят _____ и _____. Самый тяжёлый металл – _____, самый легкий – _____, самый тугоплавкий – _______, самый легкоплавкий – _____.

После выполнения заданий учитель предлагает учащимся проверить некоторые физические свойства металлов на опытах.

Опыт 1. Теплопроводность металлов.

Металлические ложки из серебра, железа, алюминия и циркониевую трубку учитель опускает в стакан с кипятком и даёт одному из учащихся проверить, какой металлический предмет стал самым горячим. Учащиеся делают вывод.

Опыт 2. Легкоплавкость некоторых металлов.

Учитель берет в руку образец галлия, кому-то из учеников предлагает взять в ладонь цирконий. Пока металлы нагреваются, учитель напоминает, где располагаются эти элементы в Периодической системе Д.И.Менделеева, обращает внимание учащихся на электронные конфигурации валентных электронов их атомов:

Затем учащиеся выполняют задание 3.

Задание 3. Составьте формулы оксидов галлия и циркония.

После этого учитель приводит интересные сведения об этих металлах и их соединениях, демонстрируя по ходу рассказа ювелирные изделия – кольца с цирконом и фианитом.

Это интересно:

Галлий (Ga) – элемент главной подгруппы III группы, четвёртого периода. Это элемент, предсказанный Д.И.Менделеевым как «экаалюминий» и открытый через 5 лет, в 1875 г., французским ученым Лекок де Буабодраном. Назван в честь Франции. Плотность этого металла 5,097 г/см 3 , температура плавления 29,75˚С.

Это рассеянный металл не образует скоплений собственных минералов, поэтому впервые этот элемент удалось обнаружить с помощью спектрального анализа, что тоже предсказал Д.И. Менделеев. При 29,75˚С. галлий плавится и в жидком состоянии существует в очень большом температурном интервале, поэтому его применяют в термометрах для измерения высоких температур. Применяется как жидкий теплоноситель, для заполнения ламп (пары), для нанесения отражающих поверхностей оптических зеркал, входит в состав важных полупроводниковых и легкоплавких сплавов, которые применяют в сигнальной технике, в ювелирном деле. В воде и на воздухе – устойчив, окисляется при 260˚С.

Цирконий (Zr) – элемент побочной подгруппы IV группы, 5-го большого периода. Плотность этого металла 6.5 г/см 3 , температура плавления 1855˚С. Открыт в 1789 г. немецким химиком М. Клапротом при анализе драгоценного камня циркона, привезенного с Цейлона. Еще в эпоху Александра Македонского циркон считался драгоценным камнем и в старину циркон использовали не только как украшение, но и как амулет. Считалось, что кто «яхонт червленый» при себе носит, снов страшных и лихих не увидит, скрепит сердце свое, разум и честь умножит и в людях честен будет.

Крупных залежей минералов циркония в природе нет, он рассеян. Важнейшие циркониевые минералы — циркон (ZrSiO₄) и бадделеит (ZrO₂). Прозрачные, красивого желто-красного цвета (из-за примесей) кристаллы циркона называют гиацинтами. Это редкие драгоценные камни.

Цирконий химически стоек, тугоплавок, на воздухе он покрывается защитной оксидной пленкой, которая предохраняет его от коррозии. Благодаря высокой коррозионной стойкости цирконий используют в нейрохирургии – из сплавов циркония изготовляют кровеостанавливающие зажимы, хирургический инструмент и даже нити для наложения швов при операциях на мозге. Но главная служба циркония – атомная техника. Интересно, что М.Клапрот в 1789 г. открыл не только цирконий, но и уран. Однако никто не мог предположить, что урану будет нужен цирконий. В течение полутора веков ничто не связывало эти элементы. И только в наши дни ученые и инженеры, работающие в области ядерной энергетики, определили, что в атомных реакторах, где уран используют как ядерное топливо, цирконий должен служить оболочкой для урановых стержней. Он почти не захватывает нейтроны, возникающие в ходе цепной ядерной реакции. При этом цирконий должен быть высокой чистоты, т.е. свободный от гафния, так как гафний с жадностью поглощает нейтроны. Цирконий стал «одеждой» урановых стержней. Потребность в цирконии растет из года в год, так как этот металл приобретает все новые специальности.

Оксид циркония один из самых тугоплавких веществ природы – его температура плавления 2900˚С. Ученым Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук СССР (ФИАН) удалось создать на основе оксидов циркония и гафния удивительные кристаллы, которых нет в природе.

Фианиты – так стали называть эти рукотворные самоцветы, которые завоевали признание ювелиров, а в мире науки и техники используются как лазерные материалы. Дождевые плащи обязаны своей влагонепроницаемостью солям циркония, которые входят в состав особой эмульсии для пропитки тканей. В качестве катализатора соединения циркония используют при производстве высокооктанового моторного топлива.

Тетрахлорид циркония используется в конструкции универсального манометра – прибор для измерения давления. Электропроводность пластинки из этого вещества меняется в зависимости от давления, которое на него действует.

Учитель предлагает проверить, что произошло с металлами в ладонях. Показывает, что галлий в ладони расплавился, а цирконий нет.

Далее учитель переходит к рассмотрению химических свойств металлов.

Вспомните известные вам химические свойства металлов.

Затем демонстрирует и комментирует следующий слайд: краткую схему «Химические свойства металлов».

Слайд: «Химические свойства металлов».

с неметаллами → бинарные соединения;
с водой. Щелочные и щелочноземельные металлы → щелочь + водород; некоторые активные металлы (до водорода) при нагревании → оксид металла + водород;
с растворами кислот (кроме азотной): Металлы до водорода → соль + водород;
с растворами солей – вытесняют металлы из раствора соли только металлы после магния;
с растворами щелочей – переходные металлы → соль + водород.

Учитель проводит некоторые опыты и организует обсуждение их результатов. В листах самоконтроля учащиеся записывают уравнения химических реакций (задание 4).

Задание 4. Напишите уравнения реакций, происходящих при демонстрации опытов:

натрий + вода → ?
серебро + вода → ?
цинк + раствор сульфата меди (II) → ?
серебро + раствор хлорида меди (II) → ?
алюминий + раствор карбоната натрия → ?

Опыт 3. Взаимодействие натрия и серебра с водой.

В чашку Петри учитель наливает воду, ставит её на графопроектор, добавляет фенолфталеин и опускает натрий. На экране виден малиновый хвост, следующий за «бегающим» натрием. Опускает в стакан с холодной кипячённой водой поплавок генератора коллоидных ионов серебра «Георгий» и выбирает режим 2. После этого исследует наличие ионов серебра в этой воде, а также в воде, в которой находилась серебряная ложка.

Происходит ли взаимодействие натрия и серебра с водой?

После того как учащиеся запишут выводы в листы самоконтроля, учитель сообщает занимательные факты.

Вода из серебряного сосуда имеет особые свойства: обладает повышенной бактерицидностью. Это связано с тем, что серебро все же растворяется в воде. Но не так как сахар, в растворе которого присутствуют молекулы, и не так, как поваренная соль, которая при растворении образует ионы натрия и ионы хлора. В растворах серебра в воде обнаружены коллоидные частицы серебра, т.е. группы молекул размерами от нескольких десятых до нескольких тысячных долей микрона. Чтобы обезвредить 1 л. воды, достаточно нескольких миллиардных долей грамма серебра.

Так, военачальники греческой армии, участвовавшие в походе под предводительством Александра Македонского, пили воду из серебряных бокалов. Это уберегло их от тяжёлых желудочно-кишечных заболеваний, которыми страдали солдаты использовавшие оловянную посуду. Обессиленные солдаты взбунтовались, требуя возвращения домой с полей сражения и Александр Македонский вынужден был повернуть назад.

В Индии воду обеззараживали, погружая в нее раскаленное серебро. При освящении колодцев туда бросали серебряные ложки. На орбитальных научных станциях ионы серебра помогают сохранять запас питьевой воды для космонавтов.

В настоящее время известно, что серебро – не просто металл, способный убивать микробы, а микроэлемент, являющийся необходимой и постоянной составной частью тканей любого животного и растительного организма. В суточном рационе у человека в среднем должно содержаться 90 мкг ионов Ag. Наиболее богаты серебром мозг, железы внутренней секреции, печень, почки и кости скелета.

В пищевой промышленности «серебряную воду» используют при консервировании и дезинфекции фруктовых и овощных соков, молока и других продуктов питания. Если на время поместить в такую воду семена, они быстрее прорастают, их всхожесть увеличивается. Опрыскивание растений приводит к появлению у них иммунитета к вредным микроорганизмам. Срезанные цветы дольше стоят в «серебряной воде».

Растворяется в воде не только серебро, но и золото, никель, платина, титан, молибден, ниобий, иридий, рутений, образуя в воде коллоидные растворы.

В органической химии коллоиды платины и никеля применяют как катализаторы.

В домашних условиях обеззараживать воду можно с помощью аппарата «Георгий».

Перед демонстрацией каждого из следующих опытов учитель ставит перед учащимися проблемные вопросы.

Можно ли растворять медный купорос в оцинкованном ведре?
Будет ли серебро растворяться в растворе хлорида меди (II)?
Можно ли кипятить в алюминиевой кастрюле раствор соды?

Опыт 4. Взаимодействие металлов с растворами солей.

Цинковую пластину учитель опускает в раствор сульфата меди (II).

В пробирку, на стенках которой после проведения реакции «серебряного зеркала» осело серебро, добавляет насыщенный раствор хлорида меди(II).

Алюминиевые гранулы опускает в раствор карбоната натрия и нагревает.

Школьники объясняют происходящие процессы и записывают уравнения реакций в листы самоконтроля.

Учитель демонстрирует слайд с правильными уравнениями реакций. Учащиеся исправляют ошибки красными ручками.

Слайд: «Взаимодействие металлов с растворами солей».

Учитель рассказывает о том, как можно определить наличие ионов металлов в растворах солей. При использовании сухого метода сухую соль растирают в ступке с определяемым веществом. Влажный метод заключается в сливании растворов и определении наличия иона по внешним признакам. Пирохимический метод – определение ионов по окрашиванию пламени растворами солей металлов.

Учитель демонстрирует слайд «Окрашивание пламени катионами металлов» и проводит опыты.

Слайд: «Окрашивание пламени катионами металлов».

Li + ,Sr 2+ – карминово-красный цвет.
K + , Rb + , Cs + – фиолетовый.
Na + – ярко-желтый.
Ca 2+ – кирпично-красный.
Ba 2+ – желто-зеленый.
Cu 2+ – зеленый
Pb 2+ – голубой.

Опыт 5. Определение катионов металлов в растворах солей.

Нихромовую проволоку учитель промывает в 20% соляной кислоте и просушивает. Затем кончик её (колечко) по очереди опускает в концентрированные растворы солей кальция, натрия, меди, калия, лучше – хлоридов (они более летучи) и вносит в пламя спиртовки. Соли следует растворять в дистиллированной воде, так как наличие солей натрия в водопроводной воде мешает наблюдению окраски пламени другими катионами.

Нихром – общее название сплавов на основе никеля, хрома, алюминия и кремния. Они обладают высокой жаропрочностью в сочетании с высоким электрическим сопротивлением. Нихромовую нить для опытов можно взять из старых открытых электрических плиток.

Учитель предлагает вернуться к определению, которое дал металлам М.В. Ломоносов (оно написано на доске). Учащиеся дополняют его, исходя из современных представлений о свойствах металлов.

В заключение учитель подводит итоги урока и предлагает учащимся сделать вывод по данной теме. Проецирует через графопроектор правильно заполненный лист самоконтроля, учащиеся исправляют ошибки красной ручкой и сами выставляют себе отметки по данной теме.

Учитель: Я думаю, мы удачно доплыли до пристани «Перемена» и выполнили поставленную задачу. Удачи вам!

Общая характеристика металлов
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

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:

Государственное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение

Средняя Общеобразовательная Школа № 352

с углубленным изучением немецкого языка

Красносельского района г. Санкт-Петербурга

Конспект урока по теме:

«Общая характеристика металлов»

Макаровой Валерии Сергеевны

Тема урока: Общая характеристика металлов

раскрыть особенности строения атомов металлов
охарактеризовать основные физические свойства металлов
познакомить учащихся с нахождением металлов в природе и их значением

- умения работать с текстом, умения сравнивать строение атома и свойства простого вещества на примере сопоставления металла и неметалла

- умения устанавливать причинно-следственные связи

развивать эффективное внимание и аналитическое мышление, познавательную активность учащихся

показать значение металлов в жизни человека
воспитывать внимательность
способствовать развитию умения работать в паре
развивать взаимоуважение, понимание и взаимодействие между партнерами

Тип урока: комбинированный

Педагогическая технология : Развитие критического мышления

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная

периодическая система химических элементов, модели кристаллических решеток металлов, коллекция «Металлы»

Организационный момент
Актуализация знаний . Определение темы урока

Ученикам предлагается обратить внимание на ряд элементов, предсталенных на презентации и найти лишнее. Обсудить в парах свой выбор и определить тему урока.
К Ва Si Fe Na Al Zn Ca

Учитель по середине доски пишет слово «Металлы» и предлагает детям вспомнить все, что они знают и помнят о данной группе простых веществ, обсудить в парах выписанные слова. (Мозговая атака)

Стадия осмысления.
Вместе с учителем учащиеся вспоминют положение металлов в периодической системе химических элементов, записывают названия групп металлов (щелочные,щелочно-земельные) ,сходящие в них вещества(обратить внимание на оксид магния и бериллия,не относящиеся к щ/з металлам, характерные степени окисления и изменение металлических и окислительных свойств по группе и по периоду.

Учащимся предлагается открыть параграф 6 (О.С.Габриелян),изучить его , заполнить и составить кластер по подтеме «Физические свойства металлов»

Простое вещество → тип связи → тип кристаллической решетки → свойства

Обсудить сначала в парах, заполнить и дополнить кластер вместе с учителем на доске.

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.

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.

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.

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.

6. Применение.

III. Проверка домашнего задания.

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%.

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

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:

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.

Опыт 1. Окисление металлов.

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

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.

Урок "Металлы. Общая характеристика"

Цель: создать условия для обобщения и углубления знаний учащихся о металлах как простых веществах, физических свойствах металлов, использование человеком.

Цели урока:

• повторить положение металлов в ПСХЭ
• раскрыть особенности строения атомов металлов
• охарактеризовать основные физические свойства металлов

развивающая:
• создать условия для формирования у учащихся:
- умения работать с текстом
- умения устанавливать причинно-следственные связи
• развивать эффективное внимание и аналитическое мышление, познавательную активность учащихся

воспитывающая:
• показать значение металлов в жизни человека
• воспитывать внимательность
• способствовать развитию умения работать в паре
• развивать умение высказывать собственную точку зрения

Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и первичное закрепление)

Формы организации познавательной деятельности : фронтальная, групповая, индивидуальная

Оборудование :

ü учебник: Химия 9 класс О.С. Габриелян

ü рабочие листы

ü Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

ü Коллекция «Металлы»

Методические рекомендации к уроку химии в 9 классе.

«Металлы. Общая характеристика»

1. Мотивация.

"То, что мы знаем, - ограничено,
а то, чего мы не знаем,- бесконечно".

И я предлагаю сегодня на уроке пополнить копилку ваших знаний. Так же сегодня мы будем работать в рабочих листах. Подпишите их.

2 . Актуализация знаний.

На прошлых уроках мы вспоминали знания, которые получили из курса химии в 8 классе. Давайте поиграем в змейку. Откройте таблицу Д.И.Менделеева. Назовите химии элемент расположенный в 3 главной группе 2 периода. (Дети продолжают: кто отвечает, тот и задает следующие координаты).

Откройте рабочие листы и выполните задание «Вспоминалочка». Ребята выполняют задание.

Обменяйтесь тетрадями и сверьте ответы со слайдом.

3. Постановка проблемы и поиск противоречия.

Посмотрите на следующий слайд. ( К Ва Si Fe Na Al Zn Ca) Что лишнее?

Все эти разные элементы мы называем металлами. Значит, у них должно быть, что то, общее, схожее. Таким образом, как вы думаете, какая будет тема сегодняшнего урока? И что мы должны будем сегодня узнать? Ответы детей.

Запишите тему и цель урока в рабочие листы.

4. Главный этап урока – открытие новых знаний.

А что мы уже знаем про такие вещества как металлы? Ведь в повседневной жизни мы сталкиваемся с ними постоянно. Предлагаю вам подумать и сказать все, что нам известно про металлы. Посередине на доске записывается слово «Металлы» и учащиеся дописывают к нему слова. Идет обсуждение.

Где же находятся металлы? Вместе с учителем учащиеся вспоминают положение металлов в периодической системе химических элементов, записывают в рабочие листы названия групп металлов (щелочные, щелочно-земельные), характерные степени окисления и изменение свойств по группе и по периоду. Записывают строение атомов натрия, магния и алюминия.

Металлическими называют решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы металла, между ними свободные электроны.

Давайте немного отдохнем, отложим ручки, расслабьтесь и посмотрим на слайды. Это радужная релаксация для коррекции вашего зрения. Просмотр слайдов.

Хорошо, а теперь продолжим.

Итак, металл – это вид атомов, способных легко отдавать при химических реакциях электроны, входить в состав химических соединений в виде положительно заряженных ионов, а также образовывать простые вещества с характерными для металлов физическими свойствами.

Учащимся предлагается открыть учебник на странице 25 (§6) прочитать его и составить кластер на тему «Физические свойства металлов». Сначала ребята обсуждают все в парах, затем совместно с учителем заполняют схему в рабочих листах.

Рассмотрите образцы металлов (на столах пластинки трех металлов – медь, алюминий и цинк)

в каком агрегатном состоянии находятся металлы?

1. Твердые (исключение ртуть – жидкий металл при комнатной температуре)

найдите среди предложенных металлов медь. Считается, что металлический цвет – это серебристо – белый или серый. Но все ли металлы такого цвета? Назовите «цветные» металлы.

А алюминий и цинк можно отличить по цвету? А как отличим?

Пластичность – способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы, вытягиваться в проволоку.

В чем причина пластичности металлов? В этом нам поможет разобраться следующий опыт: две стеклянные пластинки смачиваем водой и прижимаем друг к другу. Они легко скользят друг по другу, но их трудно разъединить. Прослойка воды имитирует свободные электроны, а значит причина пластичности – также особое строение кристаллической решетки.

Какие еще свойства присущи металлам? электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, твердость.

Как можно объяснить наличие общих физических свойств у такого большого числа разнообразных простых веществ?

Электрическая проводимость металлов объясняется движением свободных электронов. Почему при нагревании электрическая проводимость металлов уменьшается? (стр. 30)

в чем причина электропроводности металлов, какие металлы самые лучшие проводники тока, что такое сверхпроводимость? – отвечают на вопросы

Чем обусловлена теплопроводность, и как она изменяется при нагревании? (стр30).

металлический блеск (из-за отражения света от их поверхности).

Как блеск может применяться на практике?

Высокая отражающая способность позволяет использовать металлы при производстве зеркал, оптических линз, кровельных изделий. Алюминий используется для создания помех в радиолокации, для производства теплостойкой защитной одежды для пожарных.

Другие свойства:

плотность :

Как это свойство применяется на практике?

Многие лёгкие металлы используются для производства лёгких сплавов в машиностроении, авиа – и судостроении. Снижение массы машины даёт преимущества в скорости, дальности, высоте. Тяжёлые металлы для производства гирь, монет, решёток, цепей, тяжёлых машин.

температура плавления:

Тугоплавкие металлы используются для изготовления нитей накаливания электроламп, при производстве жаропрочных сталей.

Твердость

Твердые и мягкие

Ковкость , где используется?

Итак, какими физическими свойствами обладают металлы?

5. Рефлексия.

Предлагаю ответить на вопросы: Вопросы выводятся на слайдах.

Итак, мы с вами приобрели новые знания по теме Металлы. Вспомните, какая была цель нашего урока? Достигли мы ее? Предлагает проанализировать записи в рабочих листах и сделать вывод: что нового узнали о металлах?

Домашнее задание: §5-6. Подготовить презентации на темы: (по выбору)

1. Металлы нашего организма: качество и количество.

2. Использование металлов.

Ребята, вам понравился урок?

Тогда давайте оценим свою работу. В своих рабочих листах дополните предложение, высказав своё мнение об уроке:

Урок по химии на тему "Общая характеристика металлов"

Как известно, все химические элементы и образуемые ими простые вещества делятся на металлы и неметаллы.

Положение элементов-металлов и неметаллов в периодической системе

Атомы большинства металлов на внешнем электронном слое имеют от 1 до 3 электронов. Исключение: атомы германия Ge , олова Sn , свинца РЬ на внешнем электронном слое имеют четыре электрона, атомы сурьмы Sb , висмута Bi — пять, атомы полония Ро — шесть. Атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы.

Простые вещества, которые образуют элементы-металлы, при обычных условиях являются твердыми кристаллическими веществами (кроме ртути). Кристаллическая решетка металлов образуется за счет металлической связи. Имеющиеся между узлами кристаллической решетки свободные электроны могут переносить теплоту и электрический ток, что является причиной главных физических свойств металлов — высокой электро- и теплопроводности.

Физические свойства металлов.

1. Все металлы — твердые вещества (исключение — ртуть).

2. Для всех металлов характерны металлический блеск и непрозрачность.

3. Все металлы — проводники теплоты и электрического тока. Металлы, характеризующиеся высокой электрической проводимостью, обладают и высокой теплопроводностью.

4. Важными свойствами металлов являются их пластичность, упругость, прочность. Они способны под давлением изменять свою форму, не разрушаясь.

По степени твердости металлы значительно отличаются друг от друга. Так, калий, натрий — мягкие металлы (их можно резать ножом); хром — самый твердый металл (царапает стекло).

Температуры плавления и плотности металлов также изменяются в широких пределах. Самый легкоплавкий металл — ртуть ( t °_пл. = —38,9°С), самый тугоплавкий — вольфрам ( t °_пл = 3380°С). Плотность лития — 0,59 г/см 3 , осмия — 22,48 г/см 3 .

Металлы отличаются своим отношением к магнитным полям и делятся на три группы:

— ферромагнитные металлы способны намагничиваться под действием слабых магнитных полей (железо, кобальт, никель, гадолиний);

— парамагнитные металлы проявляют слабую способность к намагничиванию (алюминий, хром, титан, почти все лантаноиды);

— диамагнитные металлы не притягиваются к магниту, даже слегка отталкиваются от него (олово, медь, висмут).

Химические свойства металлов.

Энергия, которая необходима для отрыва электрона от атома и превращения его в положительно заряженный ион, называется энергией ионизации . Металлы характеризуются небольшими величинами энергий ионизации.

Атомы металлов не могут присоединять электроны. Поэтому металлы во всех химических реакциях являются восстановителями и в соединениях имеют только положительные степени окисления. Восстановительная активность различных металлов неодинакова. В периодах слева направо восстановительная активность металлов уменьшается; в главных подгруппах сверху вниз — увеличивается. Восстановительная активность металлов в химических реакциях, которые протекают в водных растворах различных веществ, характеризуется положением металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов .

Металлы являются восстановителями и вступают в химические реакции с различными окислителями.

1. Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами:

а) с галогенами металлы образуют соли — галогениды , например:

Mg + Cl ₂ — MgCl ₂ хлорид магния,

Zn + Br ₂ = ZnBr ₂ бромид цинка;

б) с кислородом металлы образуют оксиды , например:

4 Na + O ₂ = 2 Na ₂ O оксид натрия,

2 Cu + O₂ = 2С u О оксид меди (II);

в) с серой металлы образуют соли — сульфиды , например:

Fe + S = FeS сульфид железа ( II ):

г) с водородом самые активные металлы образуют гидриды , например:

Са + Н₂ = СаН₂ гидрид кальция;

д) с углеродом многие металлы образуют карбиды , например:

Са + 2С = СаС₂ карбид кальция.

2. Взаимодействие со сложными веществами:

а) металлы, находящиеся в начале ряда напряжений (от Li до Na ), при обычных условиях вытесняют водород из воды и образуют щелочи, например:

б) металлы, расположенные в ряду напряжений до водорода, взаимодействуют с разбавленными кислотами (НС1, H ₂ S 0₄ и др.), в результате чего образуются соли и выделяется водород, например:

в) металлы взаимодействуют с растворами солей менее активных металлов, в результате чего образуется соль более активного металла, а менее активный металл выделяется в свободном виде, например:

Общие способы получения металлов.

Большинство металлов встречаются в природе в виде различных соединений (оксиды, сульфиды, сульфаты, хлориды, карбонаты, фосфаты, нитраты и др.). Только наименее активные металлы встречаются в природе и в свободном виде (самородные металлы): Au , Pt , Ag , Hg и др.

Получение металлов из их соединений — это задача металлургии.

Любой металлургический процесс является процессом восстановления ионов металла с помощью различных восстановителей, в результате которого получаются металлы в свободном виде.

В зависимости от способа проведения металлургического процесса различают пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.

Пирометаллургия — это получение металлов из их соединений при высоких температурах с помощью различных восстановителей: углерода, оксида углерода( II ), водорода, металлов (алюминия, магния) и др. Например:

TiCl ₄ + 2 Mg = Ti + 2 MgCl ₂

Гидрометаллургия — это способ получения металлов, который состоит из двух процессов: 1) природное соединение металла (обычно оксид) растворяется в кислоте, в результате чего получается раствор соли металла; 2) из полученного раствора данный металл вытесняется более активным металлом. Например:

Электрометаллургия — это получение металлов при электролизе растворов или расплавов их соединений. Роль восстановителя в процессе электролиза играет электрический ток.

Коррозия металлов

Коррозия — это самопроизвольный процесс разрушения металлов при взаимодействии их с окружающей средой (кислородом, углекислым газом, сернистым газом, водой).

По механизму коррозию делят на химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия — это взаимодействие металлов с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрический ток (бензин, керосин и др.).

Электрохимическая коррозия — это разрушение металла, который находится в контакте с другим металлом в присутствии воды или раствора электролита.

Электрохимическая коррозия представляет собой окислительно-восстановительный процесс, который происходит в средах, проводящих ток (в отличие от химической коррозии). Растворенный кислород и ионы водорода — важнейшие окислители, вызывающие электрохимическую коррозию. Электролитом может служить морская вода, природная вода, конденсированная влага и т. д.

Коррозия наносит большой ущерб народному хозяйству. Поэтому с коррозией ведут борьбу. Существуют следующие методы защиты металлов от коррозии:

1. Исключение контакта металла с атмосферой и электролитами. Это может быть достигнуто нанесением защитных покрытий:

а) неметаллических — специальные лаки, краски, эмали;

б) химических — покрытий, к которым относятся искусственно создаваемые поверхностные пленки (оксидные, фосфатные, нитридные и др.);

в) металлических — покрытий, полученных электрохимическим осаждением на защищаемой детали тонкого слоя другого металла (хромирование, никелирование, цинкование, лужение и т. д.).

2. Электрохимические методы защиты:

а) протекторная — к защищаемому металлу присоединяется кусок более активного металла, который и разрушается в присутствии электролита;

б) катодная — металлоконструкции подсоединяются к катоду внешнего источника тока, что исключает возможность их анодного разрушения.

3. Специальная обработка электролита или среды, в которой находится защищаемая конструкция:

а) введение веществ-ингибиторов, замедляющих коррозию;

б) удаление растворенного в воде воздуха (деаэрация) — например, в воде, поступающей в котельные установки.

Металлы в чистом виде применяют реже, чем их сплавы. Это объясняется тем, что сплавы часто обладают более ценными техническими свойствами, чем чистые металлы. Изготовление сплавов основано на способности металлов в расплавленном состоянии взаимно растворяться и смешиваться друг с другом.

По своему составу и строению сплавы бывают различными. Важнейшими из них являются:

1. Механическая смесь металлов . Охлажденный расплав представляет собой смесь очень мелких кристаллов отдельных металлов (например, Pb + Sb ).

2. Твердые растворы. При охлаждении расплава образуются однородные кристаллы. В узлах их кристаллических решеток находятся атомы различных металлов (например, Сu + Ni ).

3. Интерметаллические соединения. При взаимном растворении металлов их атомы реагируют между собой, образуя химические соединения. В таких соединениях металлы чаще всего не проявляют валентность, характерную для них в соединениях с неметаллами (например: Cu ₃ Zn , Zn ₃ Hg , Ag ₂ Zn ₅ ).

В состав сплавов могут входить и неметаллы (углерод, бор и др.).

Способность металлов в расплавленном состоянии не только механически смешиваться, но и образовывать между собой (и атомами неметаллов) различные соединения — одна из главных причин, объясняющая, почему сплавы по физическим свойствам сильно отличаются от свойств составляющих их металлов.

Сплав, полученный из монокарбида вольфрама WC и кобальта — «победит» — по твердости сравним с алмазом.

Некоторые широко используемые сплавы

Сталь — сплав железа и углерода, добавки: Мn, Сr, Ni , Si , Р, S .

Бронза — сплав меди с оловом, добавки: Zn , Pb , Al , Mn , P , Si .

Латунь — сплав меди с цинком, добавки: Sn , Мn, Al , Pb , Si .

Мельхиор — сплав меди с никелем.

Дюралюминий — сплав алюминия с медью (~3—5%), марганцем (~1%), магнием (~1%).

Амальгамы — сплавы металлов, содержащие ртуть.

В медицине применяют различные металлы и сплавы. Иглы для наложения искусственного пневмоторакса изготавливают из платины, проволочные скобки для различных сшивающих аппаратов — из тантала, некоторые глазные инструменты — из серебра.

Сталь, содержащая 18% хрома, 9% никеля, 1% тантала, используется для изготовления зубных коронок, игл, стерилизаторов и т. д.

Общая характеристика металлов.

1. С растворами каких из указанных солей: CuS O₄, ZnCl ₂ , AgN O₃, A l₂( S O₄)₃, Na ₂ S O₄, NiS O₄, KC l, NaN O₃, Hg ( N O₃)₂ — может реагировать железо? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

2. При взаимодействии 8 г смеси железа и магния с соляной кислотой выделилось 4,48 л водорода (н. у.). Сколько граммов железа и магния содержалось в смеси?

3. При обработке 8 г смеси магния и оксида магния соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода (н. у.). Какова массовая доля (в %) магния в исходной смеси?

4. Составьте уравнения реакций восстановления:

а) меди из оксида меди(II) углеродом и оксидом углерода(II);

б) кадмия из оксида кадмия и марганца из оксида марганца(IV) водородом;

в) железа из оксида железа(III) и хрома из оксида хрома(III) алюминием.

5. Какой объем (при н. у.) оксида углерода(II) необходим для полного восстановления 320 г оксида железа(III)?

6. Сколько граммов алюминия необходимо взять для получения 78 г хрома из его оксида (Сг ₂ O ₃ )?

7. Между какими из попарно взятых веществ произойдет химическая реакция? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном видах:

Читайте также: