Тема:

Загальна характеристика металічних елементів за їх положенням у періодичній системі та будовою атомів. Метали як прості речовини. Металічний зв’язок, металічна кристалічна гратка.  Поширення металічних елементів та їх сполук у природі.

Мета:

•           Поглибити знання учнів про металічні елементи, їх положення в періодичній системі, про загальні фізичні властивості металів, особливості будови атомів, будови речовин. Розширити уявлення щодо видів хімічного зв’язку введенням поняття про металічний хімічний зв’язок; показати вплив зв’язку на фізичні властивості речовин, утворених металічними елементами. Ознайомити учнів із сполуками металічних елементів у природі.
•          Розвивати вміння учнів аналізувати, порівнювати, узагальнювати та робити висновки на підставі добутих знань. Прищеплювати навички пошукової роботи.
•   Сприяти формуванню наукового світогляду, комунікативної та інформаційної компетентності.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Форми роботи: бесіда, лекція, «Мозковий штурм», демонстрація зразків металів, сплавів, мінералів.

Обладнання: ПСХЕ, ряд активності металів, колекція металів та їх сплавів, модель металічної кристалічної гратки, підручник «Хімія 10» автор П.П.Попель, Л.С.Крикля.

Учні повинні знати:

• Розташування металічних елементів в ПСХЕ;
• Особливості будови атомів металічних елементів;
• Будову кристалічної гратки металів;
• Принцип утворення металічного зв’язку;
• Загальні фізичні властивості металів;
• У якому вигляді металічні елементи зустрічаються в природі.

Вміти:

• Складати схеми будови атомів металів і визначати особливості їх будови;
• Пов’язувати будову металів з їхніми фізичними властивостями.

Хід уроку

І. Організаційний етап

    Позитивна установка на роботу.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності, актуалізація опорних знань

     Наш урок ми розпочнемо з таких рядків:

«Людина не може обійтися  без металів…  Якщо б не було металів,  люди б мерзотно злидарювали серед диких звірів»…

  Георг Агрікола, 1556р.

Як ви вже зрозуміли, сьогодні на уроці ми будемо говорити про метали. Звичайно, вже багато чого вам відомо з цієї теми. Адже метали та сплави невід’ємно ввійшли в наше життя. Давайте подивимося, чи є поряд якісь вироби з металів або сплавів? Так, їх дуже багато! (Учні називають – батареї, елементи ручки, краники, елементи віконних рам, ключі, елементи на сумці і т.д…) Тема Метали є дуже важлива! Людина здавна використовує метали та їхні сплави у своєму житті. Без металів неможливо уявити собі сучасний побут, будівництво, техніку. Можливо, ви вже задавалися питанням: чому саме такий, а не інший  метал використовують у певній сфері? Щоб відповісти на це питання і якнайдоцільніше використовувати метали та матеріали, виготовлені на  їхній основі, потрібно знати природу цих елементів, їхню будову, фізичні та хімічні властивості.

ІІІ. Повідомлення теми, мети й завдань уроку

Тема нашого сьогоднішнього уроку  «Загальна характеристика металічних елементів за їх положенням у періодичній системі та будовою атома. Метали як прості речовини. Металічний зв’язок, металічна кристалічна гратка.  Поширення металічних елементів та їх сполук у природі».

Мета нашого уроку:

• Розглянути місце металічних елементів у періодичній системі та особливості будови їхніх атомів;
• Вивчити новий тип хімічного зв’язку – металічний;
• Ознайомиться із загальними фізичними властивостями металів.

На уроці ми повинні розглянути такі питання:

1. Розміщення в періодичній системі хімічних елементів-металів;
2. Метали як хімічні елементи та як прості речовини:

а) особливості будови атомів металів;

б) загальні фізичні властивості металів.

       3.  Металічний зв’язок і кристалічні гратки;

       4.  Метали та їхні сполуки в природі.

IV. Актуалізація опорних знань

Прийом «Мозковий штурм»

ü      Запишіть електронні формули Натрію, Магнію, Калію, Кальцію, Алюмінію, Бору, Карбону, Силіцію. Знайдіть елементи, у яких однакова кількість електронів на зовнішній оболонці. Згрупуйте їх попарно. Які з цих пар належать до металічних елементів? Де вони розташовані в періодичній системі?

ü      На дошці записані основні поняття теми, які учні мають згадати й дати їм пояснення.

• Всі елементи можна поділити на….;

• Положення металічних елементів у ПС; (Якщо в Періодичній системі провести діагональ від Берилію до Астату, то зліва внизу розміщуватимуться металічні елементи, до них також належать метали побічних підгруп — d-елементи).

• Особливості будови атомів металів; (У металів на зовнішній оболонці невелика кількість електронів (від одного до трьох) та більші радіуси атомів порівняно з неметалами, тому що вони розташовані на початку періодів).

• Зміна металічних властивостей у періодах; (у періодах зі збільшенням протонних чисел металічні властивості зліва направо зменшуються).

• Зміна металічних властивостей у групах; (у групах зі збільшенням протонних чисел зверху вниз металічні властивості збільшуються).

V. Вивчення нового матеріалу

Отже, ми спільно обговорили і засвоїли, де розміщені металічні елементи, які особливості їхньої будови та як змінюються металічні властивості по групах і періодах. З власних спостережень, як ви думаєте, яких елементів більше: металічних чи неметалічних? Так, саме металічних елементів є більше, приблизно 70%. Найбільше металів міститься в літосфері, і найпоширеніший серед них – Алюміній.

Розглянемо мал.73 (ст.117), з якого видно атомні частки найпоширеніших металічних елементів у природі.

  З давніх та середніх віків були відомі тільки сім металів. Це число відповідало числу відомих тоді планет

Сонце (золото),

Юпітер (олово),

Місяць (срібло),

Марс (залізо),

Меркурій (ртуть),

Сатурн (Свинець),

Венера (мідь).

Алхіміки вважали, що під впливом променів планет у надрах Землі народжуються ці метали. Ви бачите їх небагато. Металічні елементи трапляються в природі переважно у вигляді сполук з іншими елементами.

-         Як ви думаєте, чому?

Розглядаємо ряд активності металів.

В природі рідко трапляються самородні метали, це пов’язано з тим, що активні метали як правило утворюють різноманітні сполуки з іншими елементами і у природі вони є у вигляді мінералів або руд. Вільне залізо можна знайти тільки у метеоритах, також інколи знаходять самородну мідь, золото, срібло, платину.

У гідросфері також є металічні елементи. У морській воді це Натрій, а у прісній – Кальцій.

В живих організмах теж знаходяться металічні елементи. Натрій і Калій є у складі всіх клітин, Залізо – в крові у гемоглобіні, Кальцій – у кісткових тканинах, у мушлях, зубах, яєчній шкарлупі. Серед природних сполук металічних елементів переважають: оксиди, сульфіди, хлориди, карбонати, сульфати, ортофосфати.

      

Розглянемо будову атомів хімічних елементів натрію, магнію, алюмінію.

-         Які особливості будови атомів ціх хімічних елементів ви помітили?

(відмінності: різна кількість електронів на зовнішньому рівні, кількість електронів невелика; загальне: передостанні енергетичні рівні мають однакову будову і є завершеними)

-         Що відбувається з електронами останього шару металічних елементів під час перетворень? ( віддають електрони, перетворюючись на катіон Меⁿ⁺)

-         Які властивості при цьому виявляють елементи-метали? (відновні)

Висновок: Велика кількість елементів - металів пояснюється схожою будовою зовнішнього енергетичного рівня (1-3 електрони) та їх здатністю віддавати електрони, виявляючи властивості відновників у хімічних реакціях.

-         Що розуміють під словом «метал»?

Ще у 7 класі ви ознайомилися з металами на прикладі заліза – однієї з найпоширеніших речовин, утвореною хімічним елементом Ферумом.

-         Що ми називаємо хімічним елементом? (Хімічний елемент – вид атомів з певним зарядом ядра)

-         Які речовини називаються простими? (Речовини які містять атоми одного хімічного елемента)

-         Наведіть приклади хімічних елементів-металів та відповідних простих речовин металів

Висновок: Металами називають хімічні елементи та прості речовини

           Незважаючи на різноманітність металів, вони мають спільні властивості, які пояснюються будовою їхніх атомів.

-         Назвіть відомі вам фізичні властивості металів (блиск, пластичність, добра електро- та теплопровідність)

Лабораторний дослід. Ознайомлення зі зразками металів, мінералів та сплавів.

Фізичні властивості металів

Основні ознаки для порівняння	Залізо	Алюміній	Мідь	Цинк	Висновки
Агрегатний стан Колір                             Блиск Пластичність Густина Теплопровідність Електропровідність Тпл.	Тв Темно-сірий + + 7,86г\см3 15380 С	Тв Світло-сірий + + 2,7г\см3 660,30 С	Тв Оранжево-червона + + 8,94г\см3 1356,60 С	тв Сірий + + 7,13г\см3 419,50 С	Що спільного у даних речовинах і чим вони відрізняються?

Відомості про властивості: температуру плавлення, твердість, густину тощо – можна знайти у довідниках

Метали мають загальні фізичні властивості: електропровідність, теплопровідність, металічний блиск, пластичність.

-         Чим можна пояснити наявність загальних фізичних властовостей у великого числа різноманітних простих речовин, які називають металами? Зв’яжіть свою відповідь з будовою атома. (Особлива будова атома: рухливість електронів, на зовнішньому електронному рівні  невелика кількість електронів, які слабко взаємодіють з ядром, атом може легко їх віддавати)

Фізичні властивості металів (робота з підручником с.120, 3хв)

1)      Колір: усі відтінки від сірого до чорного (виняток мідь та золото)

2)      Тепло-й електропровідність ( за рахунок вільних електронів)

Найменша теплопровідність у ртуті, найбільша у срібла, міді, золота, алюмінію

Найбільша електропровідність у срібла, міді, алюмінію

Hg, Pb, Fe, Zn, Mg, AI, Au, Cu, Ag

→  збільшуеться

3)      Ковкість і пластичність (найбільш пластичний золото, крихки хром, манган, стибіум у ніх 5-7 електронів на останьому рівні)

4)      Густина: легкі (літій р=0,53г/см³)

                     Важки (осьмій р=22,48 г/см³)

5)      Твердість: м’які (лужні метали)

                         тверді (хром)

6)      Температура плавлення:

Легкоплавкі –цезій (28⁰С)

Тугоплавкі – вольфрам (3370⁰С)

        Всі метали добре проводять струм і тепло. Чому? Як ми вже сказали – за рахунок вільних електронів.            

-         Як у металах з’являються вільні електрони і які сили утримують атоми металу в простій речовині? (особливий тип зв’язку – металічний)

Утворення металічного зв’язку:

1.      Атоми металу втрачають електрони (один або кілька) і перетворюються на позитивно заряджені йони.

2.      Втрачені атомом електрони вільно переміщаються по всьому об’єму металічного тіла, то приєднуючись до йонів, то відриваючись від них, і спільно втримують усі позитивні йони.

3.      Йони розміщуються шарами в певному порядку один відносно одного, утворюючи  певний тип кристалічної гратки.

Кристалічні гратки металів бувають різних типів, подивимося на слайдах, а також пропоную оглянути кулестерженеву модель кристалічної гратки заліза.

Запишемо!

Кристалічні гратки, у вузлах яких розташовані позитивно заряджені йони та певна кількість нейтральних атомів, між якими хаотично пересуваються відносно вільні електрони, називають металічними.

Зв’язок, який здійснюють ці відносно вільні електрони між йонами металів, що утворюють кристалічні гратки, називають металічним.

VІ. Закріплення, систематизація та узагальнення знань.

Узагальнююча бесіда

-         Чим зумовлені істотні відмінності між властивостями металів і неметалів?

-         Чому в металах значно більше загальних фізичних властивостей ніж у неметалів?

-         Які прості речовини-метали застосовуються найбільше?

-         На яких фізичних властивостях грунтується це застосування?

-         Припустіть, які хімічні властивості повинні мати метали

-         Чому нитки розжарювання в лампочках не можна виготовляти з міді, а проводи, що проводять до них струм, - із вольфраму?

-         Чому в радіотехніці для виготовлення точних приладів використовують срібло й мідь?

-         З якого металу найбільш вигідно виготовляти опалювальні системи?

VІI. Контрольно – коригувальний етап

«Ланцюжок» Закінчіть речення

-         У ПСХЕ метали знаходяться в …

-         На останньму рівні в атомах металів рухаються …

-         У хімічних реакціях метали виступають …

-         Металічний зв’язок – це зв’язок…

-         Характерними фізичними властивостями металів є …

-         Метал, що має найбільшу електропровідність…

-         Найпоширеніший метал на Землі…

Рефлексія

·        Чи змінилися ваші уявлення про метали?

·        Що нового ви дізналися під час уроку?

·        Що у вивченому матеріалі є для вас найважчим?

·        Що сподобалося?

VІII. Підбиття підсумків уроку

Закінчуючи урок можна зробити таки висновки .

• Металами називають хімічні елементи та прості речовини
• Хімічні елементи-метали розташовані переважно в лівій нижній частині ПСЛЕ.
• В електронній оболонці атомів металів на зовнішньому електронному рівні знаходяться невелика кількість електронів (від одного до трьох), які можуть легко віддаватися атомами.
• Метали утворюють металічні кристалічні гратки.
• У металах існує специфічний тип зв’язку – металічний.

VIII. Домашнє завдання. Опрацювати §17, підготувати повідомлення про використання металів в побуті.