Цели урока: познакомить учащихся с основными понятиями темы, со значением металлов в практической жизни человека
Планируемые результаты обучения:
Знать:
- понятие металлической связи и металлической решетки;
- физические свойства металлов;
- роль металлов в уральском регионе, нахождение металлов в природе и значимость металлов в жизни человека;
Уметь:
- Давать общую характеристику металлов как элемента по положению в периодической системе и строению атома;
- Объяснять физические свойства металлов исходя из строения металлической кристаллической решетки.
Оборудование: презентация, наборы металлов (цинк, медь, алюминий), атласы с картой Свердловской области.
Ход урока
Сегодня мы приступаем к изучению нового раздела неорганической химии – химии металлов. (слайд 1)
М.В. Ломоносов также посвятил металлам вдохновенные строки:
«Металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими защищаемся от нападения неприятеля, ими утверждаются корабли и силою их связаны. Металлы отверзают недро земное к плодородию, служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего…. И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может». (слайд 2)
I. Актуализация знаний
- Что вы знаете о металлах?
- Что вы хотите узнать? (какими свойствами физическими обладают и от чего они зависят? Как на практике используются металлы?)
- Для чего вам это нужно знать? (слайд 3)
Ребята отвечают на вопросы учителя, формируются цели урока
Цели: (слайд 4)
- Выяснить особенности строения металлов
- Познакомиться с физическими свойствами металлов
- Выяснить, от чего зависят физические свойства
- Познакомиться, как связаны физические свойства и использование металлов
Чтобы ответить на эти вопросы мы должны с вами выполнить большую работу по изучению нового материала и приобретению знаний.
II. Изучение нового материала
Итак, начнем.
УЧИТЕЛЬ:
О каких металлах идет речь:
К группе черных отношусь,
В тяжелой металлургии – главный.
Своею ролью я горжусь –
и в эритроцитах содержусь.
(железо)
Царем металлов меня считают
И благородным называют,
Пленяю я блестящей желтизной,
Ничто не сравнится с моей красотой
(золото)
Свободный – я красный,
В растворах солей – голубой,
В сельском хозяйстве я встречусь с тобой,
Мягко и быстро коваться могу.
Чтобы меня угадать,
Состав малахита и бронзы надо знать.
(медь)
С древних времён по средние века были известны только 7 металлов, которые соотносились с известными тогда планетами: Солнце – золото (Au), Юпитер – олово (Sn), луна – серебро (Ag), Марс – железо (Fe), Меркурий – ртуть (Hg), Сатурн – свинец (Pb), Венера – медь (Cu). (слайд 5)
Древние алхимики говорили: «Семь металлов создал свет по числу семи планет», – и полагали, что под влиянием лучей планет в недрах Земли и рождаются металлы. Само слово «металл», по-видимому, происходит от греческого «металлон», что означает «шахта», «копи».
Не зря в истории человечества выделяют века: медный, бронзовый, железный (слайд 6)
- почему именно в таком порядке?
- в каком веке мы живем?
- какие металлы добываются и перерабатываются на Урале? (слайд 7)
- по карте определите основные месторождения металлических руд и покажите их на карте
На Урале известны многочисленные месторождения высококачественных железных руд (горы Магнитная, Высокая, Благодать, Качканар), медных руд (Медногорск, Карабаш, Сибай, Гай), редких цветных металлов, золота, серебра, платины, лучших в стране бокситов, каменных и калийных солей (Соликамск, Березники, Берёзовское, Важенское, Ильецкое) (слайд 8)
Но металлы есть не только на нашей планете. Так на Луне обнаружено большое количество самородного железа. А где расположены металлы в периодической системе?
Пользуясь ПСХЭ, ответьте на вопрос:
Каких элементов больше: металлов или неметаллов?
Изобразите строение атома:
- группа – литий
- группа – магний
- группа – алюминий
Каковы особенности строения атомов металлов? (слайд 9)
- На внешнем уровне 1–3 электрона – но почему полоний, висмут тоже металлы?
- Большие атомные радиусы. Какой способностью восстановительной или окислительной обладают атомы металлов?
- Легко отдают валентные электроны (восстановительная способность)
Как располагаются металлы в периодической системе? (слайд 10)
1 группа – щелочные металлы(слайд 11)
2 группа – щелочноземельные металлы, (слайд 12)
Как изменяются свойства металлов в ПС?
От чего зависят свойства металлов?
Металлическими называют решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы металла, между ними свободные электроны. (Слайд 13)
Физкультминутка.
Учитель: 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. 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.
- самый пластичный металл?
Какие еще свойства присущи металлам? электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, твердость.
Учитель: Как можно объяснить наличие общих физических свойств у такого большого числа разнообразных простых веществ?
Учащиеся делают вывод: причина в особенностях металлической связи, структуре кристаллов металлического типа.
Учитель: Действительно, электрическая проводимость металлов объясняется движением свободных электронов. Почему при нагревании электрическая проводимость металлов уменьшается? (стр. 30 учебника Габриеляна, 9 класс)
- 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). (слайд 14)
- почему не блестит медь, цинк?
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 (слайд 15)
плотность:
- лёгкие ρ < 5 г/см3 – Li, K, Ca, Al.
- тяжёлые ρ > 5 г/см3 – Sn, Pb, Hg, Fe, Os.
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:
- легкоплавкие t < 350° С – Na, Cs, K.
- тугоплавкие t > 350°С – Fe, Cr, W.
Как это свойство применяется на практике?
Тугоплавкие металлы используются для изготовления нитей накаливания электроламп, при производстве жаропрочных сталей.
Твердость
Твердые и мягкие
Ковкость (слайд 16), где используется?
Итак, какими физическими свойствами обладают металлы? (слайд 17) Почему?
III. Закрепление
– Поясните, почему металлы использованы именно таким образом, а не наоборот (слайд 18)
- какие металлы относят к черным, цветным, драгоценным?
- какие металлы самые распространенные на земле? (алюминий, железо, кальций)
IV. Подведение итогов
- достигли ли мы цели урока?
Домашнее задание: повторите физические свойства металлов по учебнику, исследовательское задание – напишите сообщение про металл, который используется в быту, используя научную, справочную литературу по плану:
- Металл и предметы из него
- происхождение названия
- строение атома
- физические свойства
- интересные факты, связанные с этим металлом (слайд 20).
Литература:
- Степин Б.Д. Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. –М.: Химия, 1994. – 400 с.
- Степин Б.Д. Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002.