Методическая разработка урока по теме "Строение металлов и их физические свойства"

Разделы: Химия


Цели:

  • закрепление знаний о закономерностях изменения свойств химических элементов в периодах и группах, о строении атомов металлов, их положении в Периодической системе;
  • формирование представлений учащихся о металлической связи, о металлической кристаллической решётке;
  • формирование представлений о физических свойствах металлов;
  • развитие умений учащихся приводить сравнения и аналогии, подмечать черты сходства и различия свойств веществ.

Тип: формирование новых знаний

Методы: проблемная беседа, демонстрационный эксперимент, практическая работа, тестирование

Оборудование: таблицы: “ Периодическая система химических элементов”, “Классификация неорганических веществ”, “Металлическая химическая связь”, коллекции металлов, макет кристаллической решётки, справочники.

Реактивы для учителя: Al(гран.), Zn(гран.), Sn(гран.), Cu (гран.), банки с Zn(пыль), Fe(порошок), Mg(порошок), медная и железная проволоки, парафин, спички, спиртовка, штатив, щипцы, нихромовая проволока, растворы солей натрия, меди, сальция, стронция;

для учащихся: поднос, Al(гран.), Zn(гран.), Sn(гран.), Cu(гран.), Zn(пыль), Fe( порошок), магнит.

План урока

I этап. Ориентировочно – мотивационный

Мы приступаем к изучению новой темы “ Металлы”. На этом и последующих уроках мы поведём разговор о простых веществах - металлах. В глубокой древности люди обратили внимание на металлы, обладающие привлекательными свойствами: их можно было расплавить на костре и придать любую форму, сплющить, заострить края, проделать в них отверстие. Твёрдые наконечники для стрел и копий были несгибаемы даже в самом жарком бою. Преимущество металлов перед обработанным камнем, в качестве материала для орудий труда, оружия, предметов быта, не могли не заметить древние земледельцы, скотоводы и охотники. Поэтому вполне естественно, что век каменный уступил своё место векам медному, бронзовому, железному. Без металлов современная цивилизация немыслима.

Металлы это не просто материалы для машин и механизмов, мостов и железных дорог. Металлы – это часть нашей духовной культуры. Кто не знает такие замечательные творения скульпторов, как памятник Минину и Пожарскому, Медный всадник, Эйфелевую башню, Статую свободу. Вспомним великолепные произведения мастеров литейного искусства – Царь – пушку Московского Кремля, отлитую из бронзы А.Чоховым, Царь – колокол, отлитый отцом и сыном Моториными, знаменитый узор решётки Летнего сада Санкт – Петербурга. Металлам мы обязаны волшебным звоном колоколов. Церкви в России строились на самом видном месте. Венчал строение позолоченный купол. (Презентация.   Можно взять у автора).

Поэты довольно часто использовали знания о металлах, чтобы сделать свои поэтические образы более яркими и выразительными.

Ночевала тучка золотая
На груди утёса великана…
М.Лермонтов

Торговали мы булатом
Чистым серебром и златом.
А.Пушкин

Братний в золоте кафтан,
В серебре мой сарафан.
А.Блок

На рукомойнике моём
Позеленела медь…
А.Ахматова

А за окошком в первом инее
Лежат поля из алюминия.
А.Вознесенский

В синем небе, колокольнями проколотом,-
Медный колокол, медный колокол,
То ль возрадовался,
То ли осерчал…
Купола в России –
Кроют чистым золотом,
Чтобы чаще Господь замечал.
В.Высоцкий.

Почему металлы заняли такое важное место в нашей жизни, в нашей истории, в нашей культуре? Какими удивительными свойствами они обладают? Почему они нашли такое широкое применение? В чём заключаются особенности строения металлов?

На эти вопросы мы попытаемся ответить на уроке. Тема урока “Cтроение металлов и их физические свойства”.

Девизом нашего урока будут слова У.Рамзая, известного химика:” Природа окружает нас загадками, и попытка их решения, принадлежит к величайшим радостям жизни”.

II этап. Информационно – исполнительский

Учащиеся выдвигают предположения, одно из которых: свойства веществ определяются их строением.

  1. Беседа "Положение металлов в Периодической системе и особенности их строения".
  • Что значит проявлять металлические свойства?
  • Как изменяются свойства химических элементов в периодах?
  • Как изменяются свойства химических элементов в группах?
  • Где в Периодической системе располагаются элементы – металлы?

Вывод: больший радиус, удаление электронов от ядра, 1-3 электрона на внешнем уровне, металлы – восстановители.

  1. Рассмотрим особенности строения металлов в кристаллическом состоянии.
  • металлическая кристаллическая решётка
  • металлическая химическая связь – связь за счёт свободно движущихся электронов.

Вывод: общие физические свойства металлов объясняются наличием подвижных электронов, т.е. строение определяет свойства.

  1. Как же выглядят металлы? Приступаем к практическому изучению физических свойств металлов.

Практическая работа ”Рассмотрение образцов металлов”.

  • инструктаж;
  • выполнение работы;
  • обсуждение результатов работы, выводы.

Инструктивная карточка

Металл Физическое состояние Цвет, прозрачность Блеск Магнитные свойства t пл,С Плотность,кг/cм3
Al            
Sn            
Zn            
Cu            
Fe            
  1. Рассмотрите выданные вещества. В каком физическом состоянии они находятся?
  2. Определите цвет веществ, прозрачность.
  3. Как выражена способность вещества отражать свет?
  4. Поднесите магнит к образцам металлов. Какое вещество притягивается магнитом?
  5. Найдите по справочным таблицам значения температур плавления и плотности выданных образцов.
  6. Почему кастрюли делают из металлов? Почему металлической ложкой можно обжечься, а деревянной нет?
  7. Сделайте вывод: какими общими физическими свойствами обладают предложенные металлы?

Результаты исследования занеси в таблицу. Итак, каковы физические свойства металлов?(Ответы учащихся)

  • твёрдые вещества (исключение Hg)
  • металлический блеск (из-за отражения света от их поверхности).

Как это свойство применяется 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.

  • плотность: лёгкие p <5 г/см3 –Li, K, Ca, Al.
  • тяжёлые p > 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.

  • электропроводность, теплопроводность (Ag, Cu, Au, Al)

Как это свойство применяется на практике?

Демонстрационный опыт “Сравнение электропроводности алюминия и железа”.

Вывод: алюминий электропроводней железа.

Металлы используются для производства проводов, кабелей, в качестве теплообменников.

Механические свойства металлов

  • пластичность – это свойство металлов деформироваться без трещин под воздействием определённой нагрузки.
  • ковкость – это свойство металлов деформироваться без трещин под влиянием сжатия.
  • тягучесть – способность металлов вытягиваться в нити.

Как это свойство применяется на практике?

Металлы хорошо поддаются механической обработке. Они ковки, тягучи, их можно прокатывать, вытягивать, штамповать, прессовать, придавать любую форму. Это качество используется пи производстве проводов, деталей, труб, посуды, машин.

Демонстрационный опыт: “Окрашивание пламени”

  • Na – жёлтый
  • Cu – зелёный
  • Ca – кирпично – красный
  • Sr – малиновый

Как это свойство применяется на практике?

Это свойство металлов используется в пиротехнике.

Вывод: металлы – твёрдые вещества, с металлическим блеском, электропроводны, теплопроводны, пластичны.

III этап. Оценочно – рефлексивный.

  1. Первичный контроль знаний (тестирование).

Взаимопроверка, оценка сигнальными карточками: 5 – зелёная, 4 – красная, 3 – жёлтая.

  1. Экспресс-опрос (с помощью сигнальных карточек)”: да “– зелёная, “нет” – красная, “сомневаюсь” – жёлтая.

Верно ли…

  • …самый пластичный металл – серебро
  • …самый тугоплавкий металл – вольфрам
  • …самый тяжёлый металл – осьмий
  • …самый электро- и теплопроводный металл – свинец
  • …самый блестящий металл – медь
  • …самый лёгкий металл – калий
  1. Домашнее задание: проведете повторный анализ физических свойств металлов по учебнику, исследовательское задание – напишите досье на любой металл, используя научную, справочную литературу по плану:
  • история открытия
  • происхождение названия
  • строение атома
  • физические свойства
  • роль в природе и жизни человека
  1. Подведение итогов, комментирование оценок.

Возвращаясь к девизу нашего урока, я думаю, нам сегодня удалось открыть одну из загадок металлов.