Тема 8.

Урок № 1. Положение металлов в Периодической системе

Д.И. Менделеева. Физические свойства металлов

Цели урока:

Образовательная - рассмотреть положение металлов в системе элементов Д.И. Менделеева,

выявить особенности строения атомов металлов; познакомить учащихся с основными

физическими свойствами металлов.

Развивающая - развивать теоретическое мышление учащихся и их умение прогнозировать

физические свойства металлов на основе их строения.

Воспитательная - способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению

химии.

Задачи урока:

Изучить положение металлов в Периодической системе элементов,

Выяснить особенности строения их атомов и кристаллов; физические свойства металлов.

Уметь применять полученные знания при выполнении заданий, упражнений по данной

теме.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование:

Мультимедийное оборудование, презентация Power Point «Металлы»

коллекция металлов и сплавов

две стеклянные пластинки и вода для проведения опыта.

Ход урока

I. Организационный момент.

(учитель знакомит учащихся с темой урока, записанной на доске, планом проведения урока).

II. Изучение нового материала.

Вопросы учителя:

1. Что мы называем металлами?

2. Где располагаются металлы в периодической системе?

3. Каковы особенности строения атомов металлов?

4. Как зависят свойства атомов металлов от их строения?

Слайд 1

Учащиеся делают выводы:

1) Металлами называют химические элементы и простые вещества.

2) Металлы в Периодической системе располагаются:

I, II группы гл. п/гр (кроме Н) – s- элементы

III - VII группы гл. п/гр (левый нижний угол) – р-элементы

все d – элементы

все f – элементы

3) На внешнем энергетическом уровне, в основном, содержат небольшое количество

электронов (1-3)

4) Атомы металлов имеют достаточно большие радиусы и для их ионизации требуется

относительно небольшая энергия. Возникающие положительные ионы металла удерживаются

все вместе за счет притяжения ко всем свободно движущимся в металле электронам.

Слайд 2

Атомы металлов легко отдают валентные электроны,

превращаясь в положительно заряженные ионы

(являются восстановителями)

Ме0 — ne– → Меn+

Восстановительная способность

Во

сста

но

ви

тел

ьн

аясп

осо

бн

ост

ь

В периодах, с увеличением зарядов ядер атомов уменьшаются

их радиусы, увеличивается число электронов на внешнем

слое, усиливается связь внешних электронов с ядром.

В главных подгруппах с возрастанием атомных номеров

увеличиваются радиусы атомов, уменьшается притяжение

валентных электронов к ядру.

Вопросы учителя:

1. В чем сходство и различия между металлической связью и ковалентной?

2. Между металлической и ионной?

Учащиеся делают выводы:

валентные электроны находятся в общем пользовании, но в случае ковалентной в общем

пользовании только двух атомов, а в случае металлической связи эти электроны

связывают все атомы куска металла, создают "электронный газ".

с ионной связью металлическая сходна наличием ионов, но в металлической

положительные ионы удерживаются "электронным газом", а в ионной -

положительными ионами, но валентные электроны находятся в общем пользовании.

Слайд 3

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ

РЕШЕТКА

в узлах находятся атомы и ионы металла

электроны могут уходить с внешнего уровня, образуя

«электронный газ»

Объяснение учителя

Благодаря притяжению всех свободных электронов всеми положительными ионами

металлическая связь очень прочна, поэтому для металлов характерны кристаллические решетки

с плотной упаковкой ионов: гексагональная (цинк, магний), кубическая гранецентрированная

(медь, серебро, алюминий) и менее плотная - кубическая объемноцентрированная (железо,

натрий, барий).

Слайды 4,5,6

ГРАНЕЦЕНТРИРОВАННАЯ

элементарной ячейкой

служит куб с

центрированными

гранями

подобную решетку

имеют железо,

алюминий, медь, никель,

свинец и др. металлы.

ГЕКСАГОНАЛЬНАЯ

состоит из отстоящих друг

от друга параллельных

центрированных

гексагональных оснований

три иона (атома)

находятся на средней

плоскости между

основаниями

такую решетку имеют

магний, цинк, кадмий,

бериллий, титан и др.

ОБЪЁМНОЦЕНТРИРОВАННАЯ

основу составляет элементарная кубическая ячейка

положительно заряженныеионы металла находятся ввершинах куба, и еще одинатом в центре его объема,т. е. на пересечении егодиагоналей

такой тип имеют железо, хром, ванадий, вольфрам,

молибден и др. металлы.

Общий вывод:

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.

Учитель:

Рассмотрите образцы металлов. Какими общими физическими свойствами они обладают?

Учащиеся:

Электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, твердость, пластичность.

Учитель: Как можно объяснить наличие общих физических свойств у такого большого

числа разнообразных простых веществ?

Учащиеся: причина в особенностях металлической связи, структуре кристаллов

металлического типа.

Слайд 7

Для металлов наиболее характерны следующие свойства:

металлический блеск,

твердость,

пластичность,

ковкость

теплопроводность

электропроводность

Учитель:

Металлический блеск также обусловлен особым строением металлов (благодаря свободным

электронам металлы хорошо отражают световые лучи).

Металлы (кроме ртути) – обладают определённой твёрдостью. Самые хрупкие металлы V,

VI, VII групп. У них от 5 до 7 валентных электронов, следовательно, очень крепкая связь ионов

между собой, что препятствует их скольжению друг относительно друга, снижает

пластичность. Этим же объясняется их тугоплавкость и твердость. Чем меньше количество

свободных электронов, чем больше размеры ионов, чем слабее связи ионов, тем мягче металлы.

Самые мягкие - щелочные металлы, самый твердый - хром.

Плотность одна из важнейших характеристик металлов и сплавов. По плотности металлы

делятся на следующие группы:

легкие (плотность не более 5 г/см3) - магний, алюминий, титан и др.:

тяжелые - (плотность от 5 до 10 г/см 3) - железо, никель, медь, цинк, олово и др. (это

наиболее обширная группа);

очень тяжелые (плотность более 10 г/см 3) - молибден, вольфрам, золото, свинец и др.

Температура плавления. В зависимости от температуры плавления металл подразделяют на

следующие группы:

легкоплавкие (температура плавления не превышает 6000 С) - цинк, олово, свинец,

висмут ;

среднеплавкие (от 6000С до 1600

0С) - к ним относятся почти половина металлов, в том

числе магний, алюминий, железо, никель, медь, золото;

тугоплавкие ( более 16000

С) - вольфрам, молибден, титан, хром и др.

Ртуть относится к жидкостям.

Пластичность - способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие

листы, вытягиваться в проволоку. В чем причина пластичности металлов?

Слайд 8

Проведение опыта со стеклянными пластинами, смоченными водой.

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.

Наличие свободных электронов в структуре металла допускает смещение ионов,

расположенных в узлах кристаллической решетки, без разрыва химической связи между ними.

Благодаря этому металлы обладают способностью сохранять деформацию, изменять форму под

воздействием механических нагрузок, не разрушаясь, прокатываться в листы и проволоку.

Наиболее пластичные металлы: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe и др.

Самый пластичный - золото. Кусочек золота величиной со спичечную головку можно

расплющить в просвечивающий голубовато-зеленым светом лист площадью 50 квадратных

метров. Образец золота весом 1г можно протянуть в проволоку длиной 2 км.

Температуры плавления металлов изменяются в очень широких пределах: от минус 39°С

у ртути, до 3410 у вольфрама. Ртуть единственный жидкий при обычных условиях металл.

Слайд 9

Металлы обладают хорошей теплопроводностью, которая вызвана высокой подвижностью

свободных электронов: сталкиваясь с колеблющимися в узлах решетки ионами, электроны

обмениваются с ними энергией.

Слайд 10

Электропроводность металлов объясняется движением свободных электронов. Почему при

нагревании электрическая проводимость металлов уменьшается?

Такие различия в проявлении физических свойств связаны с тем, как плотно упакованы

ионы в кристаллической решетке металла, каковы их размеры и сколько валентных электронов

у каждого атома обобществляется.

Слайд 11

Следует еще раз обратить внимание учащихся, что степень проявления физических

свойств у разных металлов зависит не только от количества валентных электронов, но и от вида

кристаллической решетки, размеров атомов и ионов, т.е. причины проявления металлами

физических свойств многообразны.

III. Закрепление нового материла

1. Где в Периодической системе Д.И. Менделеева располагаются металлы?

2. В чем существенное отличие в строении атомов металлов от неметаллов?

3. Перечислите общие физические свойства металлов.

4. Почему металлы обладают сходными физическими свойствами?

5. Назовите самый пластичный металл, самый электропроводный, самый твердый.

6. От чего зависит степень проявления каждого из физических свойств у разных металлов?

IV. Домашнее задание п. 35,36 (уч. И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская -10); стр.257, №1,2