Положения металлов в периодической таблице и особенности строения их атомов.
методическая разработка по химии на тему

Урок - лекция.

Тема. Положения металлов в периодической таблице и особенности строения их атомов.

Цель урока. Охарактеризовать положение металлов в периодической системе, дать понятие особенностей строения атомов металлов малых и больших периодов; обобщить знание видов химической связи и типов кристаллических решёток и зависимости свойств веществ от типа кристаллической решётки; познакомить учащихся с металлической связью, типами кристаллических решёток металлов и на основании этого объяснить особенности физических свойств металлов.

Оборудование. Периодическая таблица химических элементов, коллекция "Металлы", диафильм "Общие свойства металлов", таблицы "Виды химической связи", прибор для демонстрации теплопроводности металлов, шаростержневые модели кристаллических решёток металлов.

Оформление класса. "Металлы отверзают недро земное к плодородию; металлы служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего; металлы обличают купечество удобною к сему монетою ... и кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребления металлов миновать не может".

(М.В. Ломоносов)

Ход урока.

I. Организационная часть урока.

План лекции.

1. Значение металлов в истории человечества.

2. Положение металлов в периодической таблице.

3. Строение атомов металлов.

4. Особенности металлической связи. Кристаллические решётки металлов.

5. Физические свойства металлов.

II. Лекционное изложение нового материала.

С тех пор как каменный век сдал свои полномочия эпохе меди, металлы верно служат человеку, помогая ему строить и созидать, покорять стихию, овладевать тайнами природы, создавать замечательные машины и механизмы. Мир металлов необычайно богат и интересен. Среди них есть и давние друзья человека: медь, железо, золото, серебро, олово, ртуть, свинец. Эта дружба насчитывает уже тысячи лет. Но есть и такие, знакомство с которыми состоялось в последние десятилетия.

Семь металлов создал свет

По числу семи планет.

Дал нам космос на добро

Медь, железо, серебро, злато,

Олово, свинец ...

Сын мой! Сера их отец!

И спеши, мой сын узнать:

Всем им ртуть родная мать.

(Н.А. Морозов)

2)        Термин "металлы" относится и к простому веществу и к химическому элементу. (На экране с кодоскопа высвечиваем таблицу с вопросами.)

1. Где в периодической системе расположены металлы?

2. Чем объяснить значительное численное преимущество элементов-металлов в природе?

(Таблица "Распространённость металлов в земной коре").

3. Что общего в строении атомов элементов, относящихся к металлам?

(Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.)

Особенности строения атомов металлов таковы, что у них 1-3 ē на внешнем слое. Эти электроны атом сравнительно легко может отдавать.

Металлы обладают рядом общих свойств: тепло-, электро- проводностью, металлическим блеском. (Подумайте. Как это можно объяснить?)

Это связано со строением металлов. Особенности свойств заключаются в наличии свободных электронов и их движением по всему куску металла. Атомы металлов в отличие от неметаллов легко отдают наружные электроны, т.е. являются сильными восстановителями. Поэтому атомы металлов превращаются в положительно заряженные ионы. Электроны перемещаются между положительно заряженными ионами металла. Между этими частицами возникает связь, т.е. электроны как бы цементируют отдельные слои положительно заряженных ионов, которые находятся в узлах кристаллической решётки. Т.к. электроны находятся в постоянном движении они образуют "электронный газ". Связь между частицами в металле называется металлической.

Различное расположение ион-атомов в кристаллической решётке обуславливает различие видов металлических кристаллических решёток:

а) кубическая гранецентрированная;

б) гексагональная;

в) кубическая объёмноцентрированная

(демонстрируем шаростержневые модели кристаллических решёток, таблицу кристаллических решёток).

гексагональная                                       кубическая

Тип кристаллической решётки определяет особенности физических свойств веществ.

Характеризуем общие физические свойства металлов:

а) металлический блеск;

б) электропроводимость;

в) теплопроводность;

г) ковкость;

д) пластичность.

(Смотрим коллекцию "Металлы".)

При обыкновенной температуре металлы – твёрдые вещества (кроме ртути).

Цвет: золото и цезий - жёлтый;

медь – светло-розовый;

висмут – красноватого цвета.

Плотность:

Легкие d < 5; тяжёлые d > 5.

Самый лёгкий металл литий (d = 0,53 г/см3)

Самый тяжёлый - осмий (d = 22,48 г/см3)

t° плавления:

t° пл. (Hg) = - 38,84°;        t° пл. (Cs) = + 28,4°

t° пл. (W) = + 3387°        t° пл. (Re) = + 3440°

Электропроводность:

Ag; Cu; Au; Cr; Al; Mg; Na; Ir; W; Be; Rh; Zn; Fe

Уменьшается →

Теплопроводность:

Ag; Cu; Au; Zn; Ni; Fe; Pt; Hg

  Уменьшается → 

(Опыт по теплопроводности).

Причины металлического блеска - способность отражать свет за счет плотной упаковки ион-атомов в кристаллической решётке. Первое место по блеску занимают серебро и палладий.

Ковкость – это прочность металлической связи. Самый ковкий металл – золото.

Благодаря металлической связи отдельные слои в кристаллах металлов могут смещаться относительно друг друга. Это придаёт металлам пластичность - способность изменять свою форму без разрыва химической связи.

По твёрдости металлы сравнивают с алмазом, твердость которого принята за 10. Самым мягким металлом является калий, самый твердый - хром.

Металлы смешиваются при расплавлении, образуя сплавы (см. таблички "Сплавы").

III. Уяснение и запоминание лекционного материала.

Заполняем в тетрадях таблицу, отвечая на вопросы. (Положение металлов в периодической таблице, строение атомов металлов). Записываем особенности металлической связи (сходство и различие с ионной и ковалентной связью). Повторяем основные моменты лекции.

IV. Подведение итогов. Проверка усвоения лекционного содержания. Д/з.

1.        Как расположены металлы в периодической системе Д.И. Менделеева? Почему?

2.        Какова сущность металлической связи?

3.        Чем по строению и свойствам отличаются кристаллические решётки металлов от:

а) ионных; б) атомных?

4.        Каковы общие физические свойства металлов? Поясните эти свойства, основываясь на представлениях о металлической связи.

5.        Почему некоторые металлы пластичны (например, медь), а другие - хрупкие (например, сурьма)?

Д/з §40, 43. Упр. 1, 2, 3. с.119.