Загальна характеристика металів. Положення металічних елементів у періодичній системі, особливості будови їхніх атомів. Металічний зв’язок та кристалічні ґратки. Фізичні та хімічн

Загальна характеристика металів. Положення металічних елементів у періодичній системі, особливості будови їхніх атомів. Металічний зв’язок та кристалічні ґратки. Фізичні та хімічні властивості металів.

Мета уроку. Навчальна: Розвивальна: Розвивати логічне мислення, вміння прогнозувати властивості речовин на основі їхньої будови, аналізувати, порівнювати та робити висновки Формувати науковий світогляд, розуміння важливості металів у розвитку цивілізації та сучасній промисловості. Виховна: Узагальнити знання про металічні елементи ; поглибити розуміння взаємозв’язку між положенням елемента в періодичній системі, будовою його атома, типом хімічного зв’язку та фізичними і хімічними властивостями ; закріпити навички користування електрохімічним рядом напруг металів.

Тип уроку: Урок узагальнення та систематизації знань. Обладнання та матеріали: Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, ряд активності металів (електрохімічний ряд напруг), таблиця розчинності, моделі кристалічних ґраток (металічної), колекція «Метали та сплави» (зразки заліза, міді, алюмінію, цинку, магнію).

Базові поняття та терміни: Металічний елемент, метал, радіус атома, енергія іонізації, відновник, металічний зв’язок, металічна кристалічна ґратка, електропровідність, теплопровідність, ковкість, пластичність, електрохімічний ряд напруг металів.

ХІД УРОКУІ. Організаційний етап ІІ. Мотивація навчальної діяльності та повідомлення теми урокуІІІ. Актуалізація опорних знань (Фронтальна бесіда)IV. Узагальнення та систематизація знань1. Положення в ПС та будова атомів металічних елементів2. Металічний зв’язок та кристалічна ґратка3. Фізичні властивості металів4. Хімічні властивості металів. V. Закріплення та застосування набутих знань. VI. Підбиття підсумків уроку, рефлексія. VII. Домашнє завдання

ХІД УРОКУІ. Організаційний етап. Привітання, перевірка готовності учнів до уроку, ІІ. Мотивація навчальної діяльності та повідомлення теми урокуІсторія людства нерозривно пов'язана з металами. Цілі епохи названі на їх честь: мідний вік, бронзовий вік, залізний вік. І сьогодні, незважаючи на появу новітніх полімерів та композитів, метали залишаються фундаментом промисловості, будівництва та техніки. Чому саме метали? Що робить їх такими унікальними? Чому мідь проводить струм, а сірка – ні? Чому залізо кується, а вугілля розсипається?Сьогодні на уроці ми не просто згадаємо, що таке метали. Наша мета – зрозуміти глибинну причину їхніх властивостей, зазирнувши всередину їхньої структури. Ми узагальнимо все, що вивчали про метали протягом попередніх років.

ХІД УРОКУ ІІІ. Актуалізація опорних знань (Фронтальна бесіда)Яких елементів у Періодичній системі більше – металічних чи неметалічних?Де в ПС розташовані металічні елементи? (Можна провести умовну діагональ B-Si-As-Te-At: елементи зліва і знизу – металічні). Які сімейства елементів відносяться до металічних? (Лужні, лужноземельні, всі d- та f-елементи). Яка найголовніша хімічна характеристика металів як простих речовин? (Вони є відновниками).

IV. Узагальнення та систематизація знань. Положення металів у Періодичній таблиціMetals. На зовнішньомурівні один – три електрони(s- або p-), в утворенні зв'язку берутьучасть d- електрони передзовнішнього підрівня Me° - ne⁻ = Meⁿ⁺The elements in group 1 and 2 are metals, as well as the transition metals in the middle. Пригадаємо англійську мову

IV. Узагальнення та систематизація знань. Розглянемо особливості будови атомів металів, які визначають їхні властивості: Кількість електронів на зовнішньому рівні: Зазвичай невелика (1–3 електрони). Винятки: Деякі елементи головних підгруп (Sn, Pb – 4e⁻; Bi – 5e⁻, Po – 6e⁻) та d-елементи, у яких валентними є також електрони передзовнішнього d-підрівня. Радіус атома: Порівняно з неметалами того ж періоду, метали мають більші атомні радіуси. Енергія іонізації (здатність віддавати електрони): Низька. Ядро слабко утримує зовнішні електрони. Висновок 1: Атоми металічних елементів легко віддають валентні електрони, перетворюючись на позитивно заряджені йони (катіони). Тому у хімічних реакціях метали проявляють виключно відновні властивості M - ne → M n+

Металічний зв’язок та кристалічна ґратка Як атоми металів сполучаються між собою, утворюючи просту речовину? Оскільки всі вони прагнуть віддати електрони, а приймати їх нікому, утворюється особливий тип зв'язку. В вузлах кристалічної ґратки металів знаходяться катіони (та нейтральні атоми), а валентні електрони стають "спільними" для всього кристала. Ці електрони вільно переміщуються по всьому об'єму металу, утворюючи так званий «електронний газ». Визначення: Металічний зв’язок – це тип хімічного зв’язку в металах та їх сплавах, що здійснюється за рахунок притягання між катіонами металів у вузлах ґратки та усуспільненими «вільними» електронами. IV. Узагальнення та систематизація знань

Металічний зв’язок та кристалічна ґратка IV. Узагальнення та систематизація знань. Особливості металічної ґратки: Компактність упаковки (висока густина). Наявність вільних носіїв заряду (електронів). Ненапрямленість та ненасичуваність зв'язку.

++++++++ Властивості зумовлені специфічною будовою IV. Узагальнення та систематизація знань. Металічний звязок. Позитивні йони металів. Делокаліовані електронт

Фізичні властивості металів Наявність «електронного газу» пояснює всі загальні фізичні властивості металів. Встановимо відповідність: «Властивість – Причина». IV. Узагальнення та систематизація знань. Фізична властивість. Пояснення на основі будови. Електропровідність. Наявність вільних електронів, які під дією електричного поля починають рухатися впорядковано. (Найкращі провідники: Ag, Cu, Au, Al). Теплопровідність. Вільні електрони, стикаючись з іонами, швидко передають коливальну енергію від нагрітої частини до холодної. Металічний блиск. Вільні електрони відбивають світлові промені, а не пропускають їх (у порошку більшість металів чорні або сірі, крім Al та Mg). Пластичність та ковкість. Оскільки зв'язок ненапрямлений, шари іонів можуть ковзати один відносно одного без руйнування зв'язку, бо «електронний газ» діє як мастило, утримуючи шари разом. (Найбільш пластичні: Au, Ag, Cu).

++++++++Metals are good conductors of electricity. Delocalised electrons are free to move around. When they move around, they carry electrical charge. Reason. Пригадаємо англійську мову Conductivity

IV. Узагальнення та систематизація знань•У компактному стані метали мають характерний металічний блиск, тому що метали ,відбивають від своєї поверхні світлові промені, а не пропускають їх як скло, і майже не вбирають, тому є непрозорими. Найкраще відбивають світло індій та срібло

IV. Узагальнення та систематизація знань. Ковкість-оскільки йони в металічній ґратці один з одним безпосередньо не зв’язані, то окремі їхні шари можуть вільно переміщатися один відносно одного під дією зовнішніх сил. Пластичність– це здатність легко змінювати форму під дією зовнішніх сил і зберігати одержану форму після припинення цієї дії. Найбільш пластичним є золото.

Коротка характеристика інших властивостей Агрегатний стан: Тверді (крім Hg). Температура плавлення: Від -39°C (Hg) до 3422°C (W). Густина та твердість: Варіюються в широких межах. За твердістю металиподіляють на тверді(найтвердішийхром і вольфрам – ріжутьскло), і м’які(найм’якішими є натрій, калій, індій, цезій, рубідій). Вони легко ріжуться ножем. IV. Узагальнення та систематизація знань

Хімічні властивості металів. Ми вже з'ясували, що метали – це відновники. Їхня хімічна активність різна і відображена в електрохімічному ряду напруг металів (ряді активності). IV. Узагальнення та систематизація знань. Чим лівіше стоїть метал у ряду, тим легше він віддає електрони, тим сильнішим відновником він є.

Хімічні властивості металів IV. Узагальнення та систематизація знань

Хімічні властивостіВзаємодія металів з неметалами

Хімічні властивостіВзаємодія металів з водою

Хімічні властивостіВзаємодія металів з кислотами Метали, що стоять у ряду напруг до Водню (H), витісняють його з розчинів кислот Специфічна взаємодія металів з HNO₃ та конц. H₂SO₄ (без виділення водню, утворюються продукти відновлення кислоти: NO₂, SO₂ тощо).

Хімічні властивостіВзаємодія металів з кислотами

Хімічні властивостіВзаємодія металів з кислотами Напишіть рівняння реакцій взаємодії кислот з металами

Хімічні властивостіВзаємодія металів зрозчинами солей Більш активний метал (лівіше в ряду) витісняє менш активний (правіше) з розчину його солі. (Не стосується лужних/лужноземельних металів у водних розчинах, бо вони реагуватимуть з водою). Fe + Cu. SO4 → Fe. SO4 + Cu Cu + Zn. SO4 → реакція не відбувається.

Забарвлення полум'я йонами металів

V. Закріплення та застосування набутих знань. Завдання 1. «Логічний ланцюжок»Побудуйте логічний ланцюжок, що пояснює, чому алюміній використовують для виготовлення високовольтних дротів. Малий заряд ядра та 3 електрони на зовнішньому рівні → слабке утримання електронів → легко утворюється «електронний газ» (металічний зв'язок) → висока електропровідність + мала густина → використання у дротах).

V. Закріплення та застосування набутих знань. Завдання 2. «Логічний ланцюжок»У чому полягає небезпечність використання алюмінійового посуду в побутіМетал вступає в реакцію → накопичується в організмі → впливає на нервну систему, пам'ять, викликає анемію та інші проблеми зі здоров'я

Завдання 3. Робота з рядом активностіВизначте, які з наведених реакцій можливі. Закінчіть рівняння можливих реакцій: а) Ca + H 2 O→ б) Ag + HCl → в) Zn + Ni. SO 4 →г) Mg + O 2 → д) Pb + Mg. Cl 2 →V. Закріплення та застосування набутих знань

V. Закріплення та застосування набутих знань

Завдання 4. Експрес-тест (усно або письмово)1. Вкажіть тип хімічного зв'язку, характерний для металів: а) йонний; б) ковалентний полярний; в) металічний.2. Яка властивість зумовлена здатністю шарів іонів ковзати один відносно одного: а) твердість; б) пластичність; в) блиск.3. У хімічних реакціях метали є: а) тільки окисниками; б) тільки відновниками; в) і окисниками, і відновниками. V. Закріплення та застосування набутих знань

VII. Домашнє завдання Опрацювати матеріал параграфа підручника Письмово: Скласти рівняння реакцій взаємодії кальцію, заліза та міді з: а) хлором; б) розчином хлоридної кислоти (де це можливо). Творче завдання (за бажанням): Підготувати коротке повідомлення або презентацію на тему «Метали майбутнього» (про нові сплави, аморфні метали або "метали пам'яті форми").

Сьогодні ми переконалися, що всі властивості металів – це прямий наслідок їхньої унікальної внутрішньої будови, а саме наявності металічного зв'язку та «електронного газу». Розуміння цього взаємозв'язку «Склад – Будова – Властивості – Застосування» Рефлексія: Що нового ви сьогодні дізналися (або згадали)?Яке питання залишилося для вас найскладнішим?Оцінювання активності учнів на уроці. VI. Підбиття підсумків уроку, рефлексія