Интегрированный урок по химии и физике "Металлы. Электрический ток в металлах".

Тема урока: Металлы. Электрический ток в металлах.

Цели урока:  познакомить учащихся с основными понятиями темы, со значением металлов в практической жизни человека

Задачи: 1. сформировать знания учащихся о физических свойствах металлов на основе их строения, а так же научное представление о единой картине мира;

2.развить мотивацию к изучению химии и физики; логическое мышление; умение пользоваться методами анализа и синтеза, индукции и дедукции; устанавливать связь между строением, свойствами и применением металлов; прогнозировать и предполагать, делать выводы и обобщение;

3. воспитывать эстетическое чувтство; стремление к здоровому образу жизни и безопасности жизнедеятельности.

Эпиграф: «Химия и физика так соединены между собой, что одна без другой быть не может»

М. В. Ломоносов.

Планируемые результаты обучения:

Смогут:

• Давать общую характеристику металлов как элемента по положению в периодической системе и строению атома;

• Объяснять физические и химические свойства металлов исходя из строения металлической кристаллической решетки, их применение

• Объяснять связь между металлами и электрическим током.

Оборудование: презентация, наборы металлов (цинк, медь, алюминий)

Ход урока

Вступительное слово -учитель химии (7 мин): Здравствуйте ребята, здравствуйте уважаемые коллеги! Сегодня у нас не обычный урок, а интегрированный - урок физики и химии. Поэтому эпиграфом к нашему уроку я хочу взять слова М.В. Ломоносова «Химия и физика так соединены между собой, что одна без другой быть не может»  (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)

1. Положительный настрой –комплимент друг другу

2. Разбивка на группы –по цветам стикеров (4 группы)

3. Актуализация знаний

1. Что вы знаете о металлах?

2. Что вы хотите узнать? (какими свойствами физическими обладают и от чего они зависят? Как на практике используются металлы?)

3. Для чего вам это нужно знать? (слайд 3)

Ребята отвечают на вопросы учителя, формируются цели урока

Цели: (слайд 4)

• Выяснить особенности строения металлов

• Выяснить, от чего зависят физические и химические свойства

• Познакомиться с тем, как связаны физические свойства и использование металлов с электрическим током

Чтобы ответить на эти вопросы мы должны с вами выполнить большую работу по изучению нового материала и приобретению знаний.

4. Изучение нового материала

Итак, начнем. И.А.: О каких металлах идет речь:

К группе черных отношусь,
В тяжелой металлургии – главный.
Своею ролью я горжусь –
В эритроцитах содержусь.
(железо)

Царем металлов меня считают
И благородным называют,
Пленяю всех 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 в РК?

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? (Из 109 хим.элементов их 87!)

Каковы особенности строения атомов металлов? (слайд 9)

• На внешнем уровне 1–3 электрона

• 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)

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)

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?

Твердые (исключение ртуть – жидкий металл при комнатной температуре)

• найдите среди предложенных металлов медь. Считается, что металлический цвет – это серебристо – белый или серый.

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.

А еще вы знаете, что одним из главных свойств металлов, является тепло и электропроводность. Об этом расскажет учитель физики

Вводное слово учителя физики (7 мин)

Гальванометр, соединённый с двумя разными проводниками, спаянными между собой. При подогревании места спайки, прибор показывает существование тока.

Чем же создаётся эл. ток? Вернёмся к схеме, показывающей строение металлов. В обычном состоянии в металлах есть и атомы, и ионы , и свободные электроны. Чтобы выяснить природу электрического тока в металлах, мы должны убедиться в том, что свободные электроны движутся.

Немецкий учёный Карл Рикке выдвинул гипотезу о том, что при прохождении эл.тока через металлические проводники их атомы и ионы не перемещаются, остаются на своих местах, ток же создаётся движением свободных электронов.

Для проверки гипотезы Рикке в 1901 г поставил следующий опыт: На трамвайной электрической станции он включил в разрыв провода 3 тесно прижатые цилиндра из меди, алюминия и меди.

Через эти цилиндры ток проходил в течение года.

-Какое явление могло произойти? ( Дети – диффузия )

После тщательного анализа мест соприкосновения не было обнаружено Cu в Al, и Al в Cu. Перемещения ионов и атомов не происходило.

ВЫВОД: Электрический ток в металлах – упорядоченное движение свободных электронов и не сопровождается переносом вещества.

Запись в тетради.

Таким образом, если в металлах создать эл.поле, то свободные электроны начинают двигаться упорядоченно под действием электрических сил. Создаётся так называемый электронный газ, который под действием поля начинает дрейфовать – смещаться от «-» к «+» источника тока. Скорость дрейфа очень мала, около 0, 5 мм/с(1 м пути электроны пройдут за 30 мин). Если это так, то эл.ток очень долго должен идти от одного полюса к другому и эл.приборы будут работать не скоро.

-Но что мы наблюдаем на самом деле? Включаем лампочку (демонстрируем) и она загорается мгновенно. Почему?

Оказывается эл.поле распространяется со скоростью света(300000 км/с) по всей длине проводника. Из-за этой скорости мы не замечаем задержки в зажигании лампочки: все электроны по всему проводнику начинают движение практически одновременно. Говоря о скорости распространения тока, мы имеем в виду скорость распространения электрического поля.

5. Физминутка

6. Работа в группах по составлению постеров (7 мин) :

Группа №1 - Физические свойства металлов

Группа №2 - Электрохимический ряд напряжений металлов

Группа № 3 - Химические свойства металлов

Группа №4 – Значение металлов

7. Защита презентаций группами (15 мин)

8. Закрепление тест (физика+химия)

Д/З: Химия: Пр. 39, составить схему коррозии в растворе кислоты 2 металлов- меди и цинка Физика:

Рефлексия- вырази на стикерах свое отношение к уроку

Приложение – карточки задания (Физика)

Приложение – карточки задания (Физика)

Приложение – карточки задания (Физика)

Приложение – карточки задания (Химия)

Приложение – карточки задания (Химия)

Приложение – карточки задания (Химия)

Приложение – карточки задания (Химия)

КГУ ОШ №189

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ПО ФИЗИКЕ И ХИМИИ В 9 «А» КЛ

«МЕТАЛЛЫ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ»

ПРОВЕЛИ: УЧИТЕЛЬ ФИЗИКИ ЖАКСИБАЕВА Г.Л.

УЧИТЕЛЬ ХИМИИ КОРНИЕНКОВА И.А.