Интегрированный урок по физике и химии для учащихся 9-го класса "Общие свойства металлов"

– У каждого из вас на столах стеклянные пластины и образцы металлов. Будьте осторожны с этими телами, так как неосторожное обращение с ними может привести к негативным последствиям.

(постановка проблемы)

(повторение изученного материала в 8-м классе)

– Вот вы и отгадали. Эти вещества – медь, железо, алюминий, которые можно назвать одним общим словом, каким?
– Давайте заглянем в мир металлов глазами химии и физики, и подумаем, что означает слово металл? Каков его смысл?

– У вас на столах имеются образцы металлов. Рассмотрите их внимательно и сравните друг с другом.
–Что вас удивило? Что интересного заметили?
– Какие, ребята, у вас возникают вопросы?
– Значит, какая тема урока?
– Но так как сегодня мы будем изучать металлы глазами химии и физики, то и тема нашего урока “Общие свойства металлов”.
– Вспомним о строении атомов металлов, как химических элементов (приглашают троих учеников к доске).
(Фронтальный опрос)

– Ответьте на следующие вопросы:

1. Где расположены элементы– металлы?
2. Сколько всего металлов в периодической системе Менделеева?
3. Каковы особенности строения атомов металлов?

– Теперь послушаем ответы, характеризующие строение атомов в некоторых металлах.

Рассматривают образцы металлов.

– Они отличаются друг от друга свойствами: цветом, блеском, твердостью.
– Почему металлы разные по свойствам?
– Чем объяснить эти свойства?
– В чем причина физических свойств металлов?
– Какие еще свойства характерны для металлов?
– “Свойства металлов”.

Записывают в тетради тему урока.
Выходят учащиеся к доске и выполняют задание на карточках: “Составьте электронные формулы атомов натрия, магния, алюминия”.
Устные ответы учащихся.
Ответы учащихся у доски.

– Итак, химические элементы образуют простые вещества – металлы посредством металлической химической связи. Наиболее распространены три вида кристаллических решеток: кубическая объемно– центрированная, кубическая гранецентрированная, гексагональная.

Ф.: Великий русский ученый М.В. Ломоносов так говорил о металлах: “Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно”

– О каких физических свойствах металлов здесь идет речь?

Записывает на доске:

1. Твердость
2. Непрозрачность
3. Пластичность
4. Температура плавления

– Начнем с первого свойства. Все металлы кроме ртути, при обычных условиях твердые вещества. Однако это свойство различно у каждого металла. Определим экспериментально твердость некоторых образцов металлов. (Показывает опыт: ножницами разрезает свинец и медь; показывает демонстрационный эксперимент по определению твердости с помощью гидравлического пресса.)

– Что вас удивило?
– Какой отсюда вытекает вывод?
– Показывает на компьютере
mmiab. chemistrу. 508i. oms

– Переходим ко второму свойству – непрозрачность. У вас на столах имеются зеркала и елочные игрушки. Почему они непрозрачны как стекло?
– Это слой серебра, который создает этот блеск. А серебро металл, следовательно, блеск какой?
– Поэтому непрозрачность, упомянутую в словах Ломоносова, выразим как свойство – металлический блеск. В чем кроется причина металлического блеска? Оказывается, это свойство объясняется металлической связью. Электроны, заполняющие межатомное пространство в кристаллической решетке отражают световые лучи, а не пропускают, как стекло, поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск, причем большинство металлов в равной степени рассеивают все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо белый или серый цвет. Есть ли металлы с другим оттенком?
– Золото и медь в большей степени поглощают короткие волны (близкие к фиолетовому цвету) и отражают длинные волны светового спектра и поэтому имеют желтый и медный цвета.
– Обратимся к вашему конспекту: запишем причины металлического блеска.

Х.: – Характерным свойством металлов является ковкость, то есть, способность к пластическим деформациям. Под пластическими деформациями металлического кристалла следует понимать изменение его внешней формы под воздействием механических факторов, не приводящих к разрыву связей, а вызывающих только смещение слоев атомов. Если кристалл ковкого металла подвергается давлению в определенном направлении, то атомы в нем могут перемещаться параллельно одной из атомных плоскостей. Это явление называется скольжением.
– Для того, чтобы понять это явление, проведем простой эксперимент. Две стеклянные пластинки накладываем друг на друга.
– Их легко разъединить?
– А теперь нанесите несколько капель воды на одну пластинку и накройте ее другой. Попробуйте их разъединить.
– Что вы заметили?
– Какова роль воды?
Оказывается прослойка воды – это модель “электронного газа”, то есть свободных электронов, связывающих любые конфигурации атомов металлов. В качестве подтверждения пластичности металлов у нас есть интересные сведения. По этому свойству работала инициативная группа во главе с Балицкой Ольгой.
– Обратимся к вашему конспекту и сделаем вывод.
– Важные свойства металлов – их температура плавления. Проведем эксперимент.
– Что вы заметили?
– Почему?
– Значит, у каждого металла есть своя температура плавления, которая изменяется в очень широких пределах: от – 39 ^оС у ртути до 3410 ^оС у вольфрама. То есть металлы бывают (пишет на доске) легкоплавкие и тугоплавкие. Где применимы эти металлы?
– Чтобы понять различие в температурах плавления у разных металлов обратимся к таблице № 1 и на примере щелочных металлов проследим зависимость температуры плавления от размеров атомов. Сделаем вывод.
– В конспекте делаем следующую запись.
– Вот мы с вами рассмотрели те свойства, о которых говорил М.В. Ломоносов. Все ли физические свойства металлов отображены в этом высказывании?
– Может, вам известны еще какие–то свойства металлов?
– Теперь посмотрим, действительно ли металлы обладают этими свойствами. (Демонстрируем эксперимент по теплопроводности).
– Что наблюдаем в процессе нагревания?
– От какого металла спички отпадают быстрее?
– Какой возникает вопрос?
– Действительно, теплопроводность – результат высокой подвижности свободных электронов, которые сталкиваясь с колеблющимися ионами и атомами, обмениваются с ними энергией, поэтому происходит быстрее выравнивание температуры по всему куску металла, в данном случае, алюминия.
–Записываем в тетрадь следующее свойство – теплопроводность.

Ф.: Электропроводность вам уже известна.

– Какие из металлов самые электропроводные?
– Демонстрируем опыт.
Возникший в проводнике электрический ток объясняется тем, что св. электроны в металле под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.
Что же произойдет, если проводник нагреть? Демонстрирует нагревание проводника.
– К чему это приводит?
– Что произошло с сопротивлением?
– Нагревание металлов приводит к росту электрического сопротивления и уменьшению силы тока.
Это обусловлено тем, что с увеличением температуры, увеличивается амплитуда колебания ионов и атомов, находящихся в узлах кристаллической решетки. Это затрудняет перемещение электронов, электрическая проводимость металлов падает, а при низкой температуре наоборот, колебательное движение уменьшается, и электрическая проводимость возрастает.
Итак, добавляется новая запись в наших тетрадях.
– Так как все металлы проводят электрический ток, нужно помнить о том, что оголенные провода могут вызвать электрошок и более худшие последствия.
– Все металлы делят на легкие и тяжелые. Мерой этого является физическая величина – плотность, поэтому физическому свойству работала инициативная группа во главе Патрушевой Мариной.
– Какой возникает вопрос?
– Давайте запишем это свойство.

– Твердое, непрозрачное, ковкое, пластичное, плавится.
– Медь более твердый металл.
– Металлы бывают мягкие и твердые.
– Они покрыты краской.
– Металлический.
– Золото, медь.

– Записывают в тетради: “Металлический блеск – результат отражения световых лучей электронами, заполняющими межатомное пространство кристаллической решетки”.
Проводят эксперимент.

– Пластины легко скользят одна относительно другой, но с трудом отрываются друг от друга.

Вода соединяет пластины.

– Записывают в тетради: “Ковкость и пластичность – результат “скольжения” одних слоев ионов–атомов в кристаллах по отношению к другим без разрыва связей между ними”.

– Нагревают над пламенем спиртовки железный гвоздь и алюминиевую фольгу.

– Фольга изменяет форму, а гвоздь нет.

– Температура пламени спиртовки не позволяет расплавить железо.

– Ртуть в термометрах и других измерительных приборах, а вольфрам для нити накала электрических лампочках.

– Работают с таблицей № 1, делают вывод: с увеличением межатомного расстояния прочность металлической связи уменьшается и уменьшается температура плавления.

– Записывают в тетради: “Температура плавления зависит от прочности металлической связи”.

– Электрическая проводимость, теплопроводность.

–Спички начали отпадать.

– От алюминия.

– Чем объяснить это свойство металлов?

– Вновь металлической связью.

–Теплопроводность – результат высокой подвижности свободных электронов.

– Серебро, золото, алюминий.

Наблюдают.

– Стрелка амперметра показывает уменьшение силы тока.

–Увеличивается.

– Пишут в тетради электрическую проводимость – результат движения свободных электронов под действием электрического поля.

–Удалось ли нам ее решить?
– К какому выводу мы пришли?
– О каких физических свойствах идет речь в следующих литературных выражениях: “серебристый иней”, “золотая заря”, “свинцовые тучи”?
– Можно много говорить о металлах, об их нахождении в природе, об их применении, значении для живых организмов. Материал большой, интересный и будет нами изучен на последующих уроках. А сейчас, нам бы хотелось акцентировать ваше внимание на возможности изучения темы “Металлы” самостоятельно, как сделали это ваши одноклассники.

Раздает тесты.

Рефлексивный тест.

1. Я узнал (а) много нового.
2. Мне это пригодится в жизни.
3. На уроке было над чем, подумать.
4. На все возникшие у меня в ходе урока вопросы я получил (а) ответы.
5. На уроке я поработал (а) добросовестно и цели урока достиг(ла).

Благодарит детей за активную работу и прощается с ними.