Общая характеристика щелочных металлов по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение и роль щелочных металлов в природе

Триединые цели:

1. Способствовать формированию у учащихся понятия о щелочных металлах как об элементах в свете общего, особенного и единичного. На химии этих элементов повторить основные закономерности изменения свойств элементов в Периодической системе по вертикали, на химии металлов III – периода – по горизонтали. Рассмотреть биологическую роль щелочных металлов, их природные соединения.
2. Создать условия для развития внимания, наблюдательности, уверенности в себе, развитие речи, памяти, творческих способностей. Развивать интерес к предмету.
3. Воспитывать уважительное отношение друг к другу, самостоятельность, аккуратность при ведении записей.

Тип урока: Изучение нового материала.

Форма урока: урок – исследование.

Методы, применяемые на уроке: характеристика, анализ, фронтальный опрос, применение знаний в новой ситуации, эвристическая беседа, создание проблемных ситуаций и их решение, лабораторная работа, демонстрация.

Структура урока в соответствии с типом урока:

1. Целеполагание и мотивация учебной деятельности учащихся: 1–2 мин.
2. Актуализация знаний: 5 мин.
3–4. Формирование представлений о системе новых знаний и работа по осознанию новой учебной информации: 35–38мин.
5. Рефлексия: 1–2 мин.
6. Домашнее задание: 1–2 мин.
7. Подведение итогов: 1 мин.

Оборудование:

– для учителя:
а) 2 пробирки вместимостью 30мл.
б) 20 мл раствора хлорида натрия 15%.
в) спиртовка,
г) 10 мл раствора нитрата серебра 5%,
д) металлическое кольцо для демонстрации изменения цвета пламени,
е) паспорт для “Миссис N”,
ж) таблица “Периодическая система Д.И. Менделеева”.

Для учащихся:
а) наборы коллекций природных соединений щелочных металлов,
б) листы белой бумаги,
в) шахматы,
г) клетчатый берет,
д) шуточные костюмы “Козочек”,
е) микроскоп.

Мы продолжаем изучать металлы. На прошлых уроках мы говорили об общих чертах металлов, с сегодняшнего дня – начнем изучать металлы по группам. Если вы будете сегодня внимательны и активны, то узнаете много полезного и интересного. Эта информация поможет вам усвоить материал следующих уроков, а также она пригодится вам в жизни.

– Чтобы узнать, о каких именно металлах пойдет речь, ответьте на такой вопрос: “Если бы существовал приз за активность, то атомам металлов какой группы его бы присудили?” (Прием “Корзина идей”:Учащиеся могут предположить, что это металлы 1, 2 или 3 группы. Учитель принимает все ответы и записывает версии на доске.)
– На основании какого свойства атомов металлов вы основывали свои предположения? (На способности отдавать электроны с внешнего энергетического уровня.)
– От чего зависит эта способность? (От радиуса атомов, числа энергетических уровней, числа электронов на внешнем уровне.)
– Давайте сравним радиусы атомов, строение электронных оболочек атомов I, II,III группы, но элементы возьмем из одного периода, например, натрий, магний, алюминий. (учащиеся на доске, с комментированием записывают строение электронных оболочек
₊₁₁Na)₂)₈)₁ ; ₊₁₂Mg)₂)₈)₂ ; ₊₁₃Al)₂)₈)_{3 .} )
– Как изменяется число электронов на внешнем уровне от натрия к алюминию? (Число валентных электронов растет, значит, силы взаимного притяжения увеличиваются.)
– Как изменяется число энергетических уровней? (В пределах одного периода число энергетических уровней не изменяется.)
– Как изменяются радиусы атомов в периодах слева направо? (Радиусы атомов уменьшаются от натрия к алюминию. Значит, способность отдавать электроны у атомов натрия больше, чем у атома алюминия и атома магния. Вывод: атомы металлов I –A группы самые активные среди металлов.)
– Молодцы! Совершенно верно. Сегодня мы приступаем к изучению металлов I группы главной подгруппы. (Учащиеся записывают тему урока в тетрадь.)
– Определите цели урока. (Учащиеся формулируют цели: выяснить общее и отличное в строении и свойствах атомов щелочных металлов, биологическую роль металлов и нахождение в природе.)

– Посмотрите на Периодическую систему и скажите какие элементы входят в 1 группу главную подгруппу. (Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.)
– Что общего и различного в строении атомов и электронных оболочек? (Общее: на последнем энергетическом уровне 1 валентный электрон, Различное: от лития к цезию увеличивается заряд ядра атома, общее число электронов, число энергетических уровней, радиус атома. Вывод: (В тетрадь) металлические свойства, т.е. способность отдавать электроны от лития к цезию увеличиваются.)
– Какую степень окисления и валентность проявляют атомы щелочных металлов?(с.о. +1, валентность I)
– Какие формы соединений образуют атомы этих металлов? Запишите в тетради их общие формулы. (Простые вещества Ме, оксиды Me₂O, основания MeOH, соли MeAs.)
– Задание на внимание. На доске нарисован квадрат, который разделен на 9 равных квадратов, в которых записаны знаки химических элементов. Каждый квадрат имеет свои координаты, как в шахматах, например 1-в, 3-а. Ваша задача: найти 2 квадрата с одинаковыми знаками, но только те в которых находятся знаки щелочных металлов. На выполнение задания 30 с. Готовы? Начинаем. (Ответ: 2-б, 1-в.)

Сейчас я предлагаю вам познакомиться с природными соединениями щелочных металлов. Надо вам сказать, что натрий и калий широко распространены в земной коре, они занимают по распространенности, соответственно, 6 и 7 места. Люди с древних времен применяли соединения калия и натрия. Например, соду – карбонат натрия, который шел на приготовление мыла и использовался в стекловарении. Производство поташа – карбоната калия – было одним из самых развитых в России. Гидроксид калия был известен еще алхимикам. На ваших столах есть небольшая коллекция из природных соединений щелочных металлов. Рассмотрите ее внимательно. Сейчас вы будете геологами, которым нужно описать, найденные ими образцы пород и минералов.

Лабораторная работа “Природные соединения щелочных металлов”. Цель: описать любые три образца минералов или горных пород.

– В виде каких классов могут встречаться металлы в природе? (В самородном и в виде оксидов, гидроксидов, солей.)
– Почему натрий и калий встречаются в природе только в виде соединений? (Атомы этих металлов очень активны и легко вступают во взаимодействие.)
– Как вы думаете, важны ли ионы этих металлов для живых организмов? Что вы об этом уже знаете, слышали на других уроках? (Учащиеся могут вспомнить уроки биологии, где говорилось об осмотическом давлении и роли ионов калия и натрия в нем. В растениях содержится калий, так как в почву вносят калийные удобрения.)
– А в организме человека калий содержится? (Учащиеся могут предположить, что человек употребляет растительную пищу, а значит по пищевым цепям калий может переходить и в организм человека.)
– Важную роль в жизнедеятельности живых организмов играют 2 щелочным металла. Один из них вы назвали, а вот о роли другого вы узнаете из сценки “Странная болезнь миссис N”.

Действующие лица: Загадочная миссис N, Шерлок Холмс, Доктор Ватсон, Биологи, Козочки, Эксперты – химики.

Действие 1. Доктор Ватсон и Шерлок Холмс играют в шахматы. Входит взволнованная миссис N. При виде ее джентльмены кланяются.

Миссис N: Уважаемый мистер Холмс, я много о вас слышала и решила, что только вы сможете мне помочь.

Холмс: Я вас внимательно слушаю.

Миссис N: Видите ли, мистер Холмс, неделю назад, проснувшись утром, я обнаружила, что не знаю, кто я. Это просто ужасно! Умоляю, сэр, помогите мне!

Ватсон: О, мадам, вы так бледны, на вас действительно нет лица. Вы белее, чем сахар! Дайте мне вашу руку. Пульс учащен. Позвольте взглянуть на вашу ладонь? Хоть я не силен в хиромантии, но вижу, что ваша родословная благородна и ее линии уходят в глубь веков. Линия жизни говорит о том, что в древние времена ваши предки употреблялись не только в пищу, но и служили в качестве денег.

Миссис N: Неужели вы меня так низко ставите!? Что я вам какая – то разменная монета?

Ватсон: Что вы, мадам, наоборот – в некоторых странах из – за вас происходили беспорядки, бунты, войны! А самая королевская пища была бы без вас пресной и совершенно безвкусной….

Миссис N: Уважаемые джельтмены! Я вам очень признательна за небольшой экскурс в мое прошлое, но эти объяснения мало говорят о моем настоящем имени!

Холмс: Мадам, я думаю, что наше дальнейшее расследование необходимо начать, обратившись к специалистам. Пройдемте к биологам.

Действие второе. На сцене имитация зеленой лужайки, где сидят две козочки. На столе микроскоп, бумага. За столом биолог.

Биолог: Приветствую дорогих гостей на своей станции.

Козочки радостно подбегают к миссис N, трогают ее и с удовольствием облизывают свои пальчики.

Биолог: Ваше имя мадам скрыто в природном минерале, который называется каменная соль. Потребность животных в ней очень велика, а травоядным животным жизненно необходим источник ионов натрия. Вот почему наши козочки с удовольствием лижут каменную соль. При стойловом содержании скота вас вводят как кормовую добавку.

Ватсон: Не волнуйтесь, уважаемая. Вы просто забыли, сколь многогранны ваши способности и как в вас нуждаются люди! Ион натрия, который вы содержите, – основной осмотический ион внеклеточного пространства. В плазме крови человека концентрация ионов натрия составляет 132–150 ммоль/л, что в 8 раз выше чем эритроцитах.

Биолог: такое стабильное содержание ионов натрия необходимо поддерживать в организме в норме, так как избыток или недостаток ионов натрия приводит к тяжелым заболеваниям. Если в организме накапливается натрий, то это приводит к заболеваниям почек и суставов, если его не хватает – организм обезвоживается.

Холмс: Итак, мадам, вы довольны своей ролью и значением? Пожалуй, пора вам узнать свое полное имя. Пройдемте теперь в химическую лабораторию.

Действие 3. Химическая лаборатория.

1-й химик: Уважаемая Миссис N, разрешите проделать простой опыт, доказывающий ваш состав, т.е. качественные реакции на ионы.

1-ый опыт: если окунуть металлическое кольцо в раствор соли, а затем в огонь спиртовки, то окрас пламени в желтый цвет доказывает, что в растворе содержатся ионы натрия. (Д.Э. “Изменение окраски пламени в зависимости от ионов, находящихся в растворе”.)

2-ой опыт: К раствору прилить раствор нитрата серебра, выпадает белый творожистый осадок, что доказывает, что в растворе содержатся ионы хлора. (Д.Э. “Реакция на ионы хлора”.)

2-й химик: Уважаемая миссис N, ваше химическое имя хлорид натрия, а более известное всем в быту – поваренная соль, в чем нет ни малейшего сомнения после проведенного химического анализа. Разрешите вручить вам паспорт с подробными данными, который поможет не забывать свое имя!

1-й химик: Значение поваренной соли очень велико. Хлорид натрия является необходимой частью пищевых продуктов, служит для консервирования мяса, рыбы, овощей. В древние времена, когда корабли были деревянными, первым грузом на каждом из них должна была быть соль, чтобы корабль дольше не гнил. Не менее важным является при менее хлорида натрия в производстве мыла, в кожевенном производстве, для приготовления охлаждающих смесей до -21°С. Суточная потребность здорового человека в хлориде натрия составляет 8г.

Ватсон: Русская пословица гласит: “Чтобы узнать человека, надо с ним пуд соли съесть” За сколько лет можно узнать человека?

Ватсон: Результаты этой задачи приводят нас к другой пословице: “Не хвали с трех дней, а хвали с трех лет”

Холмс: На этом наше расследование завершено. К миссис N благодаря вам вернулась память.

NaCl: Спасибо вам большое! Я так счастлива!

– Большое спасибо, ребята, за представление. Но давайте еще раз вернемся к функциям ионов натрия и калия в живых организмах. (составление схем “Биологическая роль ионов натрия и калия” по материалу учебника с. 56–57.)

– Решите задачу: Сколько кураги необходимо принять в пищу, чтобы удовлетворить суточную потребность организма в калии, если 1 кг кураги содержит 1,23 г. ионов калия?

На полях тетради поставьте знак “+”, если вы согласны с утверждением:

1) Я комфортно чувствовал себя на уроке;
2) Знания, полученные на уроке, мне пригодятся;
3) Мне было интересно на уроке.

6. Домашнее задание: п.11, придумать ребус или составить по одному толстому и тонкому вопросу своим товарища, составить задачу по теме.

Вставьте пропущенные слова:

Щелочные металлы – это химические элементы, расположенные в ….. группе Периодической системы Д.И. Менделеева. Самым активным щелочным металлом является …, т.к. от лития к цезию увеличивается … атома, общее количество …, число энергетических уровней. На внешнем уровне у атомов щелочных металлов находится по … электрону, поэтому степень окисления атомов щелочных металлов в соединениях равна …. Щелочные металлы встречаются в природе только в виде …. Ионы … окрашивают пламя в желтый цвет. Ионы натрия и калия играют важную биологическую роль, они регулируют обмен веществ, … давление, передачу … импульсов.

Учащиеся проверяют записи друг у друга, обменявшись листочками в парах, сравнивают с оригиналом.

Щелочные металлы – это химические элементы, расположенные в 1-А группе Периодической системы Д.И. Менделеева. Самым активным щелочным металлом является цезий, т.к. от лития к цезию увеличивается радиус атома, общее количество электронов, число энергетических уровней. На внешнем уровне у атомов щелочных металлов находится по 1 электрону, поэтому степень окисления атомов щелочных металлов в соединениях равна +1. Щелочные металлы встречаются в природе только в виде соединений. Ионы натрия окрашивают пламя в желтый цвет. Ионы натрия и калия играют важную биологическую роль, они регулируют обмен веществ, осмотическое давление, передачу нервных импульсов.

– Поднимите руку те, у кого 10 совпадений, 9 и т.д. Молодцы!
– Учитель делает вывод о том, как учащиеся усвоили материал урока и подводит итог урока.

Вспомните цели, которые мы ставили перед собой в начале урока (выяснить общее и отличное в строении и свойствах атомов щелочных металлов, биологическую роль металлов и нахождение их в природе), как вы считаете, нам удалось их достигнуть?

Спасибо за работу!

Литература:

1. Сгибнева Е.П., Скачков А.В., Современные открытые уроки химии 8-9классы.– Ростов-на-Дону – Феникс, 2002.
2. Шаталов М.А., Кузнецова М.Е., Обучение химии. Решение интегративных учебных проблем. Методическое пособие. 8–9 классы. М., Вентана – Граф, 2006.
3. Штремплер Г.И., Пичугина Г.А., Дидактические игры при обучении химии – М., Дрофа, 2003.