Металлы. Строение. Классификация. Свойства

Тема: Металлы. Строение. Классификация. Свойства.

Обучающая цель: обобщить и ситематизировать 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 цель: развитие внимания, мышления, логики, умения анализировать и делать выводы.

Воспитательная цель: воспитывать интерес к химии.

Принципы обучения: научность, связь теории с практикой, доступность, индивидуальный подход к учащемуся, активизация учебного процесса.

Методы опрос, рассказ, беседа.

Тип урока: изучение нового материала.

Средства обучения: доска, таблицы.

Ход урока

І. Организация работы группы (оглашение темы, цели, плана работы на уроке, заполнение журнала).

ІІ. Проверка домашнего задания.

ІІІ. Актуализация опорных знаний.

Повторение строения Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, строение атомов металлов.

ІV. Изучение нового материала.

История открытия металлов:

История открытия металлов своими корнями уходит в глубокую древность. Человеку были известны семь основных металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Эти металлы можно назвать «доисторическими», потому что они применялись человеком до изобретения письменности. Наверно, человек познакомился впервые с теми металлами, которые в природе встречаются в самородном состоянии. Это золото, серебро, медь. Остальные четыре металла вошли в жизнь человека, когда он научился добывать их из руд с помощью огня. Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли не только металлы, но и их сплавы. На смену каменному веку пришел медный век. Это было 3-4 тысяч лет назад до нашей эры. История цивилизаций древнего Египта, Греции, Вавилона неразрывно связана с историей металлов. В египетских гробницах, сооруженных за 1500лет до н.э., найдена ртуть, а самые древние предметы из железа имеют возраст 3,5 тыс лет. Из серебра, золота чеканили монеты, которые являлись как и сейчас мерой стоимости товара. Самородная медь часто встречается в природе. Она легко обрабатывается, поэтому предметы из меди быстро сменили каменные орудия. Например, одно из чудес света пирамид Хеопса, сложенная из 2 миллионов 300 тысяч камней весом каждая по 2,5 тонны каждая, была сооружена с помощью инструмента, изготовленного из камня и меди. Но однажды, при выплавке меди человек использовал не чистую медь, а руду, содержащую одновременно и медь и олово. Так появился первый сплав меди и олова бронза, который по твердости превосходил свои компоненты.

Наступил бронзовый век. Это был конец 4 начало 1 тысячелетия до н.э. Из бронзы начали изготовлять оружие и различные декоративные изделия. У египтян, ассирийцев литье из бронзы достигло самого высокого развития. В 7 веке до нашей эры были разработаны способы отливки статуй из бронзы. Над входом в гавань Родоса возвышается 32 метровая бронзовая статуя Колосса Родосского, великолепные скульптуры «Медный всадник» в Санкт Петербурге, Царь колокол, царь пушка в Москве, красноречиво свидетельствует о том, что бронза остается одним из важнейших материалов скульпторов.

Бронзовый век процветал, но настало время, когда на смену ему пришел железный век. Это было 1 тысячелетие до н. э., но произошло это тогда, когда человек смог поднять температуру пламени в металлургических печах до 1540 градусов, т.е. до температуры плавления железа. Наступил железный век, который длится и по сей день. Первые изделия из железа были низкого качества, имели плохую механическую прочность. И только тогда, когда первые металлурги открыли способ изготовления из железных руд чугуна и стали более прочных материалов, чем само железо, началось широкое распространение этого металла и его сплавов., стимулировавшие развитие человеческой цивилизации. Изменилась и стоимость железа. В 9-7 веках до н.э. этот металл ценился дороже золота.

С развитием металлургии стоимость железа снижалась. Но все больше возрастала его роль в жизни человеческого общества. Железные сплавы чугун и сталь основа развития техники, материал для искусства. Знаменитый булат, из которого оружейники Дамаска делали лучшие в мире клинки это сталь. Из стали делали барельефы, светильники, опоры метро, а также скульптуры. Но сейчас у металлов имеется очень серьезный конкурент - это полимерные материалы. Но еще многие и многие годы человечество будет использовать металлы, которые продолжают играть важную роль в развитии всех областей его жизнедеятельности. Преподаватель: Мы выяснили, что показателем мощи любого государства является добыча и выплавка металлов. А для живых организмов металлы имеют значение?

Значение металлов для живых организмов.

Подсчитано, что взрослому человеку нужно в день 2 мг меди, 3,5 5,5 мг марганца, но детям нужно в двадцать раз меньше. Неизвестно сколько нужно человеку кобальта, но его недостаток отражается на образовании эритроцитов. Издавна молоко ценилось как высокопитательный продукт, содержащий белки, жиры, но сейчас установлено, что молоко содержит свыше 20 микроэлементов и среди них железо, медь, титан, хром. Можно привести еще такой пример. Считается, что питательность картофеля определяется наличием крахмала., оказывается, что этот незаменимый продукт питания богат железом. Магний и медь играют важную роль в образовании хлорофилла. Помогают растению строить клетки и ткани. Цинк, марганец, медь повышают морозоустойчивость растений, увеличивают продолжительность жизни животных и человека.

Положение металлов в периодической системе Д. И. Менделеева.

Используя периодическую систему Д. И. Менделеева, определите расположение металлов в периодической системе? 2.Сформулируйте определение металлов.

(Металлы - это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего электронного слоя, превращаясь в положительно заряженные ионы)

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.

Химические свойства металлов.

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 образовался сульфид 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.

V. Закрепление изученного на уроке.

1. Укажите формулу вещества, которое не входит в состав руд и минералов: 
а) HgS;    б) FeO;    в) CuFeS₂;    г) AlCl₃ 

2. Укажите роль соединений кальция в организме человека:

а) входят в состав крови;

б) играют роль ферментов;

в) обусловливают прочность костей

г) являются составной частью гемоглобина.

3. Какой металл относится к редкоземельным?

а) Fe;    б) Си;    в) А1;    г) Os.

4. Массовая доля железа в оксиде, который составляет основу красного железняка, равна:

а) 0,22;    б) 0,35;    в) 0,44;    г) 0,52.

5. В состав одной из железных руд входит соединение, которое содержит 36,36 % серы. Формула соединения:

а) Fe₂S;    б) FeS₂;    в) FeS;    г) FeSO₂.

VI. Подведение итогов урока.

Объяснение домашнего задания, оценивание деятельности учащихся.

VII. Домашнее задание.

Выучить конспект. Решить задания в тетради.