Урок химии по теме "Металлы" 8 класс
план-конспект урока по химии (8 класс)

Конспект урока «Простые вещества - металлы. 8 класс»

Цель – знакомство с простыми веществами-металлами, изучение физических свойств металлов: ковкость, пластичность, тягучесть, металлический блеск, электро- и теплопроводность.

Задачи

Образовательные:

– Актуализировать знания учащихся о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода.

– Сформировать у учащихся знания о том, что металлам в свободном состоянии присущи особые, характерные для них свойства.

– Показать зависимость физических свойств металлов от наличия в них металлической связи и особенностей кристаллического строения.

Развивающие:

– Включить учащихся в активный познавательный процесс, предоставляя возможность активного действия на уроке.

– Развить у учащихся умения сравнивать, обобщать, делать выводы;

– Используя дополнительный материал, способствовать возрастанию познавательной активности учащихся.

Воспитательные:

– Показать роль химической науки и практики в развитии народного хозяйства страны.

– Продолжить работу по накоплению фактического материала для углубленного усвоения понятий, последующих обобщений мировоззренческого характера.

– Воспитывать культуру общения, дисциплину, наблюдательность.

Планируемые результаты:

Личностные – понимание значимости научного исследования природы, умение соблюдать дисциплину на уроке при работе в группах.

Метапредметные

Регулятивные УУД: самостоятельно определять цели обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи; соотносить свои действия с планируемыми результатами; умение оценить правильность выполнения учебной задачи, возможности ее решения. Устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, делать выводы.

Коммуникативные УУД: организовать учебное сотрудничество и совместную деятельность со сверстниками, уметь работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать интересы. Развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий, приобретение опыта презентации результатов выполнения химического эксперимента.

Познавательные УУД: умение проводить элементарные исследования работать с различными источниками информации.

Предметные: определять понятия «физические свойства», «ковкость», «пластичность», «тягучесть», «металлический блеск», «электро- и теплопроводность».

Дидактическая структура урока: на этапе актуализации знаний и мотивации учебной деятельности обучающиеся формулируют самостоятельно тему урока; через проблемный вопрос находят пути его решения.

На этапе открытия новых знаний происходит формирование у обучающихся цифровых навыков, навыков работы с цифровой лабораторией, умение работать с разными источниками информации, отбирать и обрабатывать её, совместная работа по инструктивной карте развивает коммуникативные компетенции.

Основные виды деятельности: самостоятельная работа, лабораторная работа.

Оборудование: цифровая лаборатория Releon с датчиком высокой температуры, набор пробирок или тиглей, штатив лабораторный с держателем, спиртовка или горелка, 5-10 г олова в гранулах.

Ход урока:

1. Организационный этап.

Приветствие. Проверка подготовки к уроку.

2. Мотивационный этап. Постановка целей и задач урока. (3 мин.)

На доске:

Куй железо, пока горячо.

Металл хорошо отлит, если долго кипит.

И металл плавится, и камень испаряется.

– Прочитайте пословицы. Что общего между этими пословицами? Сформулируйте тему урока.

Запишите тему урока в тетрадях «Металлы – простые вещества».

Подумайте и заполните 1 и 2 колонки таблицы:

(Таблица на доске. Ученики фломастерами на бумаге пишут, что они знают и хотят узнать о металлах и прикрепляют в таблице. Учитель акцентирует внимание на отдельных моментах)

Учащиеся самостоятельно определяют цели обучения, ставят и формулируют для себя новые задачи.

3.  Актуализация знаний. (4 мин.)

Девиз: Учиться – всегда пригодится.

Работа в группах. Создание минипроектов.

1 группа: Строение атомов химических элементов. Указать физический смысл номера химического элемента, номера группы и периода.

2 группа: Особенности строения атомов металлов.

3 группа: Как вы думаете, зависят ли свойства металлов от строения их атомов?

Учащиеся отвечают на вопросы, анализируют ранее изученный материал, делают предположения на основании сформулированных выводов

4 . Первичное усвоение новых знаний. Первичная проверка понимания. (7 мин.)

Девиз: Тот не тужит, кто с наукой дружит.

– Металл… Когда мы говорим это слово, мы должны понимать, что у него двойной смысл: металлы могут быть химическими элементами, а могут быть простыми веществами.

– Чем отличаются понятия «химический элемент» и «простое вещество»?

Высказывания учащихся о металлах – простых веществах и химических элементах, акцентирую внимание на том что, химические элементы входят в состав веществ, но они не обладают физическими свойствами этих веществ. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента (т.е. атомов одного типа). Простые вещества обладают физическими свойствами. 

- Значит, мы будем знакомиться с металлами, и как с химическими элементами, и как с простыми веществами, состоящими из атомов этих химических элементов.

Знакомство с краткими теоретическими сведениями о физических свойствах металлов.

1. Чтение текста (приложение 1), рассматривание коллекции «Металлы» и анализ текста

2. Вопросы:

- Какие элементы относятся к металлам?

(Элементы, находящиеся в левом нижнем углу ПСХЭ Менделеева. Это 95 элементов главных подгрупп I, II и III групп (кроме В), также Sn, Pb, Bi, Po и элементы побочных подгрупп).

- Чем объясняется общность химических свойств металлов?

(Для металлов характерны большие значения атомных радиусов, поэтому внешние электроны слабо связаны с ядром. Металлы легко их отдают в химических реакциях).

- Какие физические свойства являются общими для металлов?

 (Металлический блеск, тепло– и электропроводность, пластичность, ковкость).

- Чем обусловлена высокая электропроводность металлов? Объясните, как и почему она зависит от температуры.

 (Высокая электропроводность (ЭП) обусловлена наличием свободных электронов в металлической кристаллической решетке. При небольшой разности потенциалов, свободные электроны начинают двигаться упорядоченно, создавая электрический ток. С повышением температуры ЭП уменьшается, т.к. при нагревании колебательные движения атомов и ионов металлов усиливаются и это мешает направленному движению электронов).

- Чем обусловлена высокая теплопроводность металлов?

 (Теплопроводность обусловлена тем, что электроны, хаотично двигаясь, обмениваются энергией с атомами в узлах решетки, и температура быстро выравнивается по кристаллу).

- Какие физические свойства металлов различны? Приведите примеры.

(Различны такие свойства как плотность, твердость, температура плавления).

Девиз: Красна птица пеньем, а человек – уменьем.

3. Лабораторная работа «Изучение физических свойств металлов» с использованием цифровой лаборатории «Releon» (приложение 2). Работа в группе по инструкции.

Ученики распределяют роли в группе. Выполняют лабораторную работу с использованием цифровой лаборатории Releon по инструкционным картам. (16 мин)

Физминутка (1 мин.)

Предлагаю немного отдохнуть и устроить «стрельбу глазами».

Задания.

1). В периодической системе найдите элемент-металл – самый сильный восстановитель. Переведите взгляд вниз, на «самый сильный» металл. Он в 7-м периоде.(Fr.)

2). Переведите взгляд вниз и влево, на элемент, атомы которого образуют металл, содержащийся в градусниках. (Hg.)

3). Найдите химические элементы, находящиеся в поваренной соли (Na и Cl)

4).  Найдите самый легкий металл (Li)

6. Первичное закрепление (5 мин.)

Девиз: Терпение и труд все перетрут.

Обсуждение результатов работы «Изучение физических свойств металлов» с использованием цифровой лаборатории «Releon» и подготовка выводов. Работа в группе. Учащиеся обсуждают результаты работы, делают выводы. Выбирают ученика, который будет «защищать» работу группы.

Отвечают на вопросы:

- Как соотносятся друг с другом температуры плавления и кристаллизации?

(Теоретически температуры плавления и кристаллизации должны быть равны, но проявляются эффекты разного рода, искажающие результат).

Если измеренные температуры плавления и кристаллизации отличаются, в чем может заключаться причина этого?

(Неплотное прилегание гранул металла к щупу датчика. При равномерном уменьшении температуры может происходить переохлаждение расплава. Плато кристаллизации при этом наблюдается хорошо, но температура кристаллизации оказывается заниженной).

- Распечатайте график изменения температуры при нагревании или охлаждении. Какие участки на нем наблюдаются? Отметьте участок, соответствующий плавлению или кристаллизации.

(Участок А – уменьшение температуры расплава, В (плато) – кристаллизация, С – уменьшение температуры твердого вещества).

Почему при плавлении и кристаллизации температура не меняется?

(При плавлении поглощается теплота, т.к. на разрушение кристаллической решетки затрачивается энергия, поэтому рост температуры прекращается. При кристаллизации наоборот, тепло выделяется).

Как вы думаете, почему для эксперимента выбраны олово и цинк?

(Эти металлы имеют невысокие температуры плавления (Sn – 232℃, Zn – 420℃)

7. Контроль усвоения, обсуждение и коррекция допущенных ошибок (5 мин.)

Девиз: Век живи – век учись.

- Подготовьте ноутбуки к работе в интернете. Выполните любое задание, перейдя по ссылке:

1. Физические свойства металлов. (learningapps.org) 
2. Металлы (learningapps.org)
3.  Исправьте ошибки в тексте о металлах. (learningapps.org)

Учащиеся работают в парах на ноутбуках в сети интернет. Результаты обсуждают с учителем.

8.  Домашнее задание (2 мин.)

Девиз: Без наук – как без рук.

Общее задание: Изучить материал – § 14, (должны уметь рассказывать о металлах, перечислять и характеризовать их общие свойства), В стихотворении определить физические свойства металлов (приложение 3)

Индивидуально или в парах подготовить сообщения (мини-презентации не более 5 слайдов – «5 фактов о…», «А вы знали, что …», «Самые-самые») о металлах).

9.  Рефлексия (2 мин.)

Девиз: Сделал дело – гуляй смело.

– Вернемся к нашей таблице, которую мы начали заполнять в начале урока. Запишите на стикерах, что узнали на уроке и прикрепите в третьем столбце таблицы. Если вы отлично поработали, то воспользуйтесь розовым стикером, если хорошо – голубой, если не все у вас получилось – желтый стикер.

– Надеюсь, что вы реалистично оценили свою работу на уроке и если вы сегодня воспользовались желтым стикером, то не стоит расстраиваться. Просто дома нужно еще раз поработать с текстом учебника, выполнить задания и тогда на следующем уроке покажете хорошие знания.

Литература:

1. О.С. Габриелян. Химия. 8 класс. М.- «Дрофа». 2018.
2. Методические рекомендации по химии для преподавателя. Releon. (Приложение к цифровому оборудованию «Точка роста»)
3. Методические рекомендации для проведения лабораторных работ по химии. Releon. (Приложение к цифровому оборудованию «Точка роста»)

Приложение 1.

Краткие теоретические сведения

Металлы и их сплавы широко используются во многих отраслях промышленности, они являются основными конструкционными материалами в машиностроении.

Из 118 химических элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева 95 элементов являются металлами. К металлам относятся элементы главных подгрупп I и II групп, III группы (кроме бора), а также олово и свинец (IV группа), висмут (V группа) и полоний (VI группа). Кроме того, металлами являются все элементы побочных подгрупп.

Для металлов характерны большие значения атомных радиусов. Поэтому внешние электроны металлов слабо связаны с ядром. Металлы легко отдают их в химических реакциях. В кристаллических решетках металлов внешние электроны принадлежат сразу всем атомам и могут передвигаться по всему кристаллу.

Наличие общих электронов объясняет такие характерные свойства металлов, как их тепло- и электропроводность. Высокая теплопроводность металлов обусловлена тем, что электроны, хаотично перемещаясь по кристаллу, обмениваются энергией с атомами в узлах решетки, и температура быстро выравнивается по всему кристаллу. Достаточно даже небольшой разности потенциалов, и беспорядочно движущиеся электроны начинают двигаться строго упорядоченно, создавая электрический ток. Лучшие проводники электрического тока - серебро, медь, золото, алюминий. С повышением температуры электропроводность металлов уменьшается. Это объясняется тем, что при нагревании колебательные движения атомов и ионов металлов усиливаются, и это движение мешает направленному движению электронов.

Слабо связанные электроны обуславливают металлический блеск. Они отражают свет всех длин волн, поэтому цвет металлов обычно серебристобелый или серый. Слабое поглощение в коротковолновой части спектра имеют золото (желтый цвет), медь (красный).

Благодаря ненаправленности металлической связи механическое воздействие приводит к смещению слоев атомов друг относительно друга без разрыва связи. Поэтому обработка металлов с изменением формы происходит без разрушения. Свойство металлов изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы и вытягиваться в проволоку называют пластичностью. Самым пластичным из драгоценных металлов является золото. Один грамм золота можно вытянуть в проволоку длиной 3 420 м.

Итак, металлы - это ковкие, пластичные, тягучие вещества, которые имеют металлический блеск, тепло- и электропроводны. М.В. Ломоносов (1711-1765) определял металл «как светлое тело, которое ковать можно».

По другим свойствам металлы могут сильно различаться. Например, по плотности: самый легкий металл - литий - почти вдвое легче воды (его плотность 0,53 г/см^[1], а кубик со стороной 10 см из самого тяжелого металла - осмия - весит 22,5 кг (плотность 22,5 г/см3). Интервал температур плавления металлов от -39 °С у ртути - единственного жидкого металла при нормальных условиях - до 3420 °С у вольфрама. Металлы также различаются по твёрдости.

Металлы с крупными атомами и малым числом валентных электронов обычно мягкие - например, щелочные металлы. Металлы с небольшими атомами и большим числом валентных электронов, обеспечивающих прочную связь в

кристаллической решетке, твердые - например, хром, титан, молибден.

2. Вопросы:

• Какие элементы относятся к металлам?
• Чем объясняется общность химических свойств металлов?
• Какие физические свойства являются общими для металлов?
• Чем обусловлена высокая электропроводность металлов? Объясните, как и почему она зависит от температуры.
• Чем обусловлена высокая теплопроводность металлов?
• Какие физические свойства металлов различны? Приведите примеры.

Приложение 2.

Лабораторная работа: ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ

Порядок выполнения работы        

1. Собрать экспериментальную установку, на рис как показано. 4.1.

Рис. 4.1 - Схема экспериментальной установки:

1 - штатив лабораторный, 2 — пробирки с гранулами, 3 — спиртовка,

4. - датчик высокой температуры

2. Подключить датчик высокой температуры к планшетному регистратору или компьютеру. Запустить программу измерений ReleonLite.
3. В лабораторную пробирку поместить гранулы исследуемого металла и 2-3 см по высоте.
4. В пробирку опустить датчик высокой температуры так, чтобы его чувствительный элемент доходил до дна пробирки, но не касался ни дна, ни стенок.
5. Зажечь спиртовку или горелку и установить ее под пробирку, как показано на рис. 4.1.
6. Нажать кнопку «Пуск». Наблюдать за изменением температуры и последующим плавлением вещества. Зафиксировать показания в табл. 4.1.
7. Прекратить нагрев, когда содержимое пробирки расплавится. Пронаблюдать процесс остывания вещества в пробирке и изменение температуры в процессе охлаждения.
8. Когда содержимое пробирки полностью закристаллизуется, нажать кнопку «Пауза» и зафиксировать показания в табл. 4.1.
9. Повторить пп. 3 - 8 с другим металлом.

Таблица 4.1 - Результаты измерений температуры кристаллизации и плавления

10. Ответить на контрольные вопросы, проанализировать результаты и сделать выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Как соотносятся друг с другом температуры плавления и кристаллизации?
2. Если измеренные температуры плавления и кристаллизации отличаются, в чем может заключаться причина этого?
3. Распечатайте график изменения температуры при нагревании или охлаждении. Какие участки на нем наблюдаются? Отметьте участок, соответствующий плавлению или кристаллизации.
4. Почему при плавлении и кристаллизации температура не меняется?
5. Как вы думаете, почему для эксперимента выбраны олово и цинк?

Приложение 3.

О каких свойствах металлов идет речь:

Век железа был давно в зените,

Но уже у химиков в руках

Засверкал как драгоценность алюминий

Этот легкий сказочный металл.

Титан - химический реактор И очень прочная броня,

Компрессор, рельсы, элеватор,

Конструкций легких кружева.

Учитель: Упругие свойства сталям

Ванадий в добавках придал,

А Фордом когда-то он назван «Автомобильный металл».

Громоподобные раскаты

И в небе раскаленный след

На землю огненный камень падал

И ужасался человек.

Но редким был подарок с неба

Им лишь счастливец обладал:

Топор был выкован железный,

Сверкает лезвием кинжал.

 Посмотри! Блестящий чайник

И пузатый самовар

Тонким слоем покрывает

Никель - сказочный металл.

Без медной электропроводки

Нам свет в квартире не включить

И трансформатор без обмотки

Не мог бы технике служить.

«Аргентум» - по латыни светлый,

Но темных дел немало есть за ним

Чтоб скрыть подпольный двор монетный Демидов

Погубил три сотни крепостных.

Мы видим олово повсюду

Консервных банок блеск

Металлу памятником будет

 Еще: наверно, сотни лет.

Bсe знают, что в лампе обычной Вольфрам - раскаленная нить,

Но вы металлурга спросите

Легко ли его получить.

Слез и крови пролито немало

С незапамятных времен до наших дней

За тебя - великий царь металлов Царь металлов и металл царей.

В россыпях сверкая, в рудных жилах

В непреступных скалах и тайге

 Путеводную звездою золото служило

 Алчностью сжигаемых людей.