Освітня - розглянути стан металів у системі елементів Д.І. Менделєєва, познайомити учнів з основними фізичними властивостями металів, з'ясувати, чим вони обумовлені; виявити закономірності прояву металами фізичних властивостей; ввести поняття про сплави та їх властивості.
Розвиваюча - розвивати теоретичне мислення учнів і їх вміння прогнозувати фізичні властивості металів на основі їх будови.
Виховна - сприяти розвитку пізнавального інтересу учнів до вивчення хімії,
Завдання уроку:- Учні повинні вивчити стан металів у Періодичній системі елементів,
- З'ясувати особливості будови їх атомів і кристалів; фізичні властивості металів; відміну властивостей металів від властивостей їх сплавів.
- Вміти застосовувати отримані знання при виконанні завдань, вправ по даній темі.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
устаткування:- колекція металів і сплавів; таблиці "Види хімічного зв'язку", "Типи кристалічних решіток" і "Загальні фізичні властивості металів",
- дві скляні пластинки і вода для проведення досвіду.
I. Організаційний момент
(Вчитель знайомить учнів з темою уроку, записаної на дошці, планом проведення уроку).
Учитель задає питання учням:
1. Як змінюються в періодах періодичної системи властивості хімічних елементів?
2. Як змінюються властивості хімічних елементів в головних підгрупах?
3. Де розташовуються метали в періодичній системі?
Учні роблять висновки:
- Металами називають хімічні елементи і прості речовини.
- Метали займають ліву нижню частину періодичної системи. А, отже, їх атоми мають великі радіуси і, як правило, невелика кількість валентних електронів. Для їх іонізації потрібно відносно невелика енергія. Виникаючі позитивні іони металу утримуються всі разом за рахунок тяжіння до всіх вільно рухаються в металі електронів.
Учитель демонструє таблицю "Види хімічного зв'язку", задає питання учням: у чому схожість і відмінності між металевим зв'язком і ковалентного? Між металевою і іонної? (Схожість з ковалентним: валентні електрони перебувають в загальному користуванні, але в разі ковалентного в загальному користуванні тільки двох атомів, а в разі металевої зв'язку ці електрони пов'язують всі атоми шматка металу, створюють "електронний газ". З іонним зв'язком металева подібна наявністю іонів, але в металевій позитивні іони утримуються "електронним газом", а в іонної - позитивними іонами) .але нтние електрони перебувають в загальному користуванні, ємі позитивними ю до всіх вільним
Учитель демонструє таблицю "Типи кристалічних решіток":
Завдяки тяжінню всіх вільних електронів усіма позитивними іонами металева зв'язок дуже міцна, тому для металів характерні кристалічні решітки з щільною упаковкою іонів: гексагональна (цинк, магній), кубічна гранецентрированная (мідь, срібло, алюміній) і менш щільна - кубічна об'емноцентрірованная (залізо, натрій , барій).
Учитель: І так, метал - це вид атомів, здатних легко віддавати при хімічних реакціях електрони, входити до складу хімічних сполук у вигляді позитивно заряджених іонів, а також утворювати прості речовини з характерними для металів фізичними властивостями. Розгляньте зразки металів і назвіть, якими загальними фізичними властивостями вони володіють?
Учні називають: електропровідність, теплопровідність, металевий блиск, твердість, пластичність.
Учитель: Як можна пояснити наявність загальних фізичних властивостей у такого великого числа різноманітних простих речовин?
-Учні роблять висновок: причина в особливостях металевої зв'язку, структурі кристалів металевого типу.
Учитель демонструє таблицю "Загальні фізичні властивості металів"
Учитель: Дійсно, електрична провідність металів пояснюється рухом вільних електронів. Чому при нагріванні електрична провідність металів зменшується? Чим обумовлена теплопровідність, і як вона змінюється при нагріванні? (Відповідати на питання допомагає таблиця).
Пластичність - здатність змінювати свою форму при ударі, прокочуватися в тонкі листи, витягуватися в дріт.
У чому причина пластичності металів? У цьому нам допоможе розібратися наступний досвід: дві скляні пластинки змочуємо водою і притискаємо один до одного. Вони легко ковзають один по одному, але їх важко роз'єднати. Прошарок води імітує вільні електрони, а значить причина пластичності - також особлива будова кристалічної решітки.
Металевий блиск також обумовлений особливою будовою металів (завдяки вільним електронам метали добре відображають світлові промені).
Учитель: Так, метали мають спільні фізичними властивостями, які обумовлені їх особливою будовою, але у різних металів ступінь прояву кожного властивості різна. Так, найкращою електропровідністю володіє срібло, на другому місці - мідь, а на третьому - золото.
Такі відмінності в прояві фізичних властивостей пов'язані з тим, як щільно упаковані іони в кристалічній решітці металу, які їхні розміри і скільки валентних електронів у кожного атома усуспільнюється. Наприклад, чим більше число атомів металу перебувати в одиниці об'єму металу, тим більшою щільністю він буде володіти. Найбільш щільна упаковка іонів в кристалах гексагонального вигляду. Однак щільність речовини залежить не тільки від виду кристалічної решітки, а й від маси складових його іонів і від їх радіусів. Тому найменшою щільністю володіють лужні метали. Найважчий з усіх металів - осмій.
Якщо метали утворюють кристали одного виду (наприклад, лужні метали), то зростання щільності по ряду від літію до цезію пояснюється збільшенням їх атомних мас і мас утворених іонів, тому що маси зростають більшою мірою, ніж атомні радіуси. Якщо метали утворюють кристали різного виду, то закономірність більш складна, і її описом займається більше фізика, ніж хімія.
Залежно від щільності метали прийнято ділити на легкі (їх щільність менше 5 г / см 3) і важкі (їх щільність більше 5 г / см 3). Так у алюмінію щільність - 2, 7 г / см 3 - метал легкий.
Пластичність металів також залежить від виду кристала і від кількості зв'язують електронів, від розмірів іонів.
Самий пластичний - золото. Шматочок золота величиною з сірникову головку можна розплющити в просвічує блакитно-зеленим світлом лист площею 50 квадратних метрів. Зразок золота вагою 1г можна протягнути в дріт довжиною 2 км. Здавна на Русі виробляли "сусальне золото": спочатку його здійснювали прокат в вальцях до товщини аркуша паперу, потім укладали між тонкими плівками, знятими з сліпої кишки корови і здійснювали прокат на ковадлі дерев'яними молоточками. Повторюючи цю операцію неодноразово, отримували листочки золота товщиною всього в десяту частку мікрона, тобто 500 атомів. "Сусальне золото" йшло на покриття дерев'яних предметів, шкіри і т.п.
Найкрихкіші метали V, VI, VII груп. У них від 5 до 7 валентних електронів, отже, дуже міцний зв'язок іонів між собою, що перешкоджає їх ковзанню один щодо одного, знижує пластичність. Цим же пояснюється їх тугоплавкость і твердість.
Чим менше кількість вільних електронів, чим більше розміри іонів, чим слабкіша зв'язку іонів, тим м'якше метали. Самі м'які - лужні метали, самий твердий - хром.
Температури плавлення металів змінюються в дуже широких межах: від мінус 39 ° С до 3410 у вольфраму. Ртуть єдиний рідкий при звичайних умовах метал.
Слід ще раз звернути увагу учнів, що ступінь прояву фізичних властивостей у різних металів залежить не тільки від кількості валентних електронів, а й від виду кристалічної решітки, розмірів атомів і іонів, тобто причини прояви металами фізичних властивостей різноманітні.
(Загальні фізичні властивості металів узагальнені в таблиці, яка повинна бути на дошці або спроектована через проектор. Можна роздрукувати і роздати таблицю кожній дитині до початку уроку, щоб він скористався нею при вивченні нового матеріалу - це дозволить заощадити час при поясненні, при виконанні завдань і при підготовці до наступного уроку).
Учитель: Так як різні метали мають подібні металеві зв'язку, а в ряді випадків утворюють подібні металеві кристали, то багато хто з них при переході в розплавлений стан можуть змішуватися один з одним і утворювати сплави. Сплави можуть утворювати і атоми металів з неметалами. Сплави мають іншими, більш різноманітними властивостями, в порівнянні з металами в них входять. Так, мідь, олово і цинк - м'які метали, сплав ж на їх основі - бронза - дуже твердий. Третнік - сплав олова зі свинцем використовують при паянні, тому що він має низьку температуру плавлення. Найбільш поширені сплави металу і неметалла - чавун і сталь.
Виключне значення мають сплави золота. Адже чисте золото м'яке, його міцність невелика, воно легко стирається; наприклад, монета з чистого золота при зверненні втрачає кожне сторіччя п'яту частину своєї ваги. Добавка міді в золото робить його твердим і пружним. Про кількість золота в ювелірному виробі розповість його проба. Проба 583 вказує, що сплав містить 58,3% золота, або 583 г в 1000г сплаву.
Самостійна робота учнів з підручником: Знайдіть в тексті підручника відповідь на питання, чому відрізняються властивості металів, що входять в сплав і властивості сплаву?
Після виконання - обговорення: причина у відмінності розмірів іонів у металів, що входять в сплав, через що змінюється структура металу, іони розсуваються або стискаються.
III. Закріплення нового матеріалу
1. Де в Періодичній системі Д.І. Менделєєва розташовуються метали?
2. У чому істотна відмінність в будові атомів металів від неметалів?
3. Перерахуйте загальні фізичні властивості металів.
4. Чому метали володіють схожими фізичними властивостями?
5. Назвіть самий пластичний метал, самий електропровідний, самий твердий.
6. Від чого залежить ступінь прояву кожного з фізичних властивостей у різних металів?
7. Чому можливе утворення сплавів?
8. Чому сплави відрізняються за властивостями від вихідних металів? Наведіть приклади.
IV. Домашнє завдання п. 21.2 (підручник Л.С. Гузєєв до теми "Корозія")
Відповісти на питання:- У чому відмінність між металевою, ковалентного і іонної хімічними зв'язками?
- Чому з'єднання з ковалентним зв'язком не проводять електричного струму, а з'єднання з металевим зв'язком ток проводять?
(При підготовці використовувати таблицю "Загальні фізичні властивості металів")
2. "Енциклопедія школяра. Неорганічна хімія" гл.ред. І.П.Алімарін - М. "Радянська енциклопедія» 1975.
3. "Хімія. Довідкові матеріали" під ред. Ю.Д. Третьякова - М., "Просвещение", 1989.