« Металл - всех недр земных владыка» Ход урока

Приветствие! Организационный момент

Сегодня мы должны продолжить изучение темы «Металлы и их применение ». Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы ни были: дома или в техникуме, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас. Нажали кнопку звонка - и звонкая медь отозвалась заливистым голосом, дав начало или окончание уроку. Повернули выключатель на стене – и тончайшая пружинка из вольфрама наполнила комнату светом. Издавна люди выделяли металлы среди других веществ. Целые эпохи в истории человечества назывались в честь металлов: медный век, бронзовый век, железный век. Такие названия свидетельствуют об огромной значимости металлов не только в жизни каждого человека, но и в истории человечества. Без металлов мы не смогли бы ездить и летать. Без металлов невозможно возделывать современные площади пахотных земель и выращивать урожаи, чтобы кормить человечество. Строительная техника, помогающая сооружать жилые дома и промышленные предприятия; мосты, связывающие берега широких рек и проливов; корпуса заводов, промышленное оборудование, космические корабли – все это создано с использованием металлов и благодаря особым свойствам металлов.

На протяжении многих веков особое внимание уделяется развитию науки химии. «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие. Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются пред очами нашими успехи ея прилежания» - говорил М.В.Ломоносов.

Вот так звучит похвала химии в его оде:

«В земное недро ты, Химия,

Проникни взора остротой

И, что содержит в нём Россия,

Драги сокровища открой…» Итак, тема нашего урока – «Металлы и их применение» Работа будет проходить в несколько этапов. Сообщение цели и задач Цель: обобщить, систематизировать, закрепить знания учащихся о металлах. Задачи: 1) умение записывать формулы и химические уравнения реакций; 2)делать выводы; 3)устанавливать генетическую связь между классами неорганических соединений.

Проверка домашнего задания

Вы уже имеете представление о природе химической связи в кристаллах металлов на примере кристаллической решетки натрия. И конечно, особый вид химической связи и тип кристаллической решетки металлов должны определять и объяснять их физические свойства. Каковы же они? Химический диктант. Изучение нового материала. Введение в тему. Стадия вызова.

По близости химических свойств выделяют щелочные (металлы 1 группы главной подгруппы), щелочноземельные (кальций,стронций ,барий, радий), а также редкоземельные металлы (скандий, иттрий, лантан и лантаноиды ,актиний и актиноиды). Сейчас я хочу задать вам вопросы. Вопрос. Как связаны строение атомов металлов и расположение их в главных и побочных подгруппах Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева?

Вопрос. Почему щелочные и щелочноземельные металлы имеют в соединениях единственную степень окисления:+1 и +2 соответственно,а металлы побочных подгрупп, как правило,проявляют в соединениях разные степени окисления?

Эти вопросы вы запишите в тетради, а ваши ответы мы обсудим после лекции. Стадия осмысления. Чтение лекции.

Атомы металлов сравнительно легко отдают валентные электроны и переходят в положительно заряженные ионы, т.е. окисляются. Это свойство атомов металлов определяется тем, что они имеют сравнительно большие радиусы и малое число электронов ( в основном от 1 до 3 ) на внешнем электронном слое. В этом, как вам известно, заключается главное общее свойство и атомов, и простых веществ-металлов. Исключение составляют лишь 6 металлов: атомы германия, олова, свинца на внешнем слое имеют 4 электрона; атомы сурьмы , висмута – 5; атомы полония – 6 электронов. Для атомов металлов характерны небольшие значения электроотрицательности и исключительно восстановительные свойства ,т.е способность отдавать электроны. Металлы в химических реакциях всегда восстановители.Восстановительная способность атомов простых веществ – металлов, образованная химическими элементами одного периода или одной главной подгруппы Периодической системы Д.И.Менделеева, изменяется закономерно. Вопрос. Как изменяются металлические и восстановительные свойства атомов элементов? Ответ. В периоде металлические и восстановительные свойства ослабевают , а в главной подгруппе- усиливаются. Восстановительную активность металла в химических реакциях, которые протекают в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов. На основании этого ряда напряжений можно сделать следующие важные заключения о химической активности металлов в реакциях, протекающих в водных растворах при стандартных условиях (t=25 C, p=1атм): 1.Чем левее стоит металл в этом ряду, тем более сильным восстановителем он является. 2.Каждый металл способен вытеснять (восстанавливать ) из солей в растворе те металлы, которые в ряду напряжений стоят после него (правее). 3.Металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из кислот в растворе. 4.Металлы, являющиеся самыми сильными восстановителями (щелочные и щелочноземельные), в любых водных растворах взаимодействую прежде всего с водой. Ряд напряжений справедлив для окислительно-восстановительных процессов, происходящих только в водной среде. Вопрос. Назовите важные химические свойства металлов. Ответ. Химические свойства металлов проявляются в их отношении к воде , растворам кислот, основаниям ,солям. Задание. Работа со схемами. Составьте цепочку превращений по схеме: металл –основной оксид-основание-соль и запишите уравнения реакций. 1 ряд- металл 1 группы главной подгруппы; 2 ряд-металл 1 группы побочной подгруппы; 3 ряд-металл 2 группы главной подгруппы;4 ряд-металл 2 группы побочной подгруппы. Значительная химическая активность металлов (взаимодействие с кислородом воздуха, другими неметаллами, водой, растворами солей, кислотами) приводит к тому, что в земной коре они встречаются главным образом в виде соединений: оксидов, сульфидов, сульфатов, хлоридов, карбонатов и т.д. В свободном виде встречаются металлы, расположенные в ряду напряжений правее водорода (Ag, Hg, Pt, Au, Cu), хотя гораздо чаще медь и ртуть в природе можно встретить в виде соединений. Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения, из которых выделение чистых металлов технически возможно и экономически целесообразно, называют рудами. Например, с глубокой древности использовали медные руды на острове Кипр. Латинское название меди (купрум) произошло от названия острова Кипр. В земной коре-0,01 %,крупный самородок имел массу 420 т. Золото и серебро считают совершенными благородными металлами, т.к. при действии воздуха, влаги и высокой температуре не изменяются, другие металлы теряют металлический блеск и покрываются тусклым налетом, их называют неблагородными. К благородным прибавились платина и четыре ее спутника - родий, палладий, осмий, иридий. Они встречаются в природе почти всегда в свободном (самородном) состоянии. Месторождение серебра –Средняя Азия, Сибирь, Дальний Восток, Канада, США, Мексика, Австралия; платины- на Урале.

Стадия рефлексии.

Вопрос. Объясните, почему в природе щелочные и щелочноземельные металлы не встречаются в свободном виде.

Ответ. Эти металлы активны, они легко вступают в химические реакции

Вопрос. Из 114 известных химических элементов сколько элементов относят к металлам?  Между студентами происходит дискуссия. Что вы узнали?

Задание. Проверьте количество элементов-металлов по таблице «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева».

Задание. Напишите уравнения реакций с помощью которых можно осуществить следующие превращения:1 ряд. MgO – Mg(NO3)2 – X – MgCl2;

2 ряд. Zn- X- Zn(OH)2- ZnO; 3 ряд. Pb(OH)2 – X – Pb(NO3)2- Pb; 4ряд. CuSO4 – Cu(OH)2 – X – Cu Вопрос. В буквальном переводе с древнеегипетского железо- «небесная руда» или «небесный металл». Как вы думаете, почему железу приписывали «небесное» происхождение? Ответ. Железо содержится в метеоритах. На основе вольфрама, молибдена, титана и других металлов начали создавать коррозионностойкие, сверхтвердые, тугоплавкие сплавы, применение которых сильно расширило возможности машиностроения.

В ядерной и космической технике из сплавов вольфрама и рения делают детали, работающие при температурах до 3000 C, в медицине используют хирургические инструменты из сплавов тантала и платины, уникальной керамики на основе оксидов титана и циркония. Сверхновыми стали композиционные материалы, представляющие, например, полимер или керамику, которые внутри (как бетон железными прутьями ) упрочнены металлическими волокнами из вольфрама, молибдена , стали и других металлов и сплавов.

Вопрос. Назовите металл: а) используемый в быту в качестве материала для кухонной посуды и в виде фольги для хранения пищевых продуктов; б) являющейся основой чугуна и стали; в) широко используемый в фотографии. Ответ. а) алюминий;б) железо; в) серебро. Простые вещества, образованные химическими элементами – металлами, и сложные металлсодержащие вещества играют важнейшую роль в минеральной и органической «жизни» Земли. Достаточно вспомнить, что атомы (ионы) элементов-металлов являются составной частью соединений, определяющих обмен веществ в организме человека, животных, растений. Например, в крови человека найдено 76 элементов, и из них только 14 не являются металлами. В организме человека некоторые элементы -металлы (кальций, калий, натрий, магний) присутствуют в большом количестве, т.е. являются макроэлементами. А такие металлы, как хром, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, молибден, присутствуют в небольших количествах, т.е. это микроэлементы. Если вес человека 70 кг, то в его организме содержится (в граммах): кальция – 1700, калия – 250, натрия -70, магния – 42, железа – 5, цинка -3. Все металлы чрезвычайно важны, проблемы со здоровьем возникают и при их недостатке, и при избытке. Например, ионы натрия регулируют содержание воды в организме, передачу нервного импульса. Их недостаток приводит к головной боли, слабости, слабой памяти, потере аппетита, а избыток – к повышению артериального давления, гипертонии, заболеваниям сердца. "Человек - он ведь тоже природа. Человек - он и почва, и семя. Человек - он ведь тоже природа: Так давайте природу беречь" С. Островой

Далее учитель предлагает проанализировать . Задание. Перечислите, на каких свойствах алюминия основано его использование: а) в самолетостроении; б) в производстве электропроводов; в) в металлургии. Назовите другие области применения алюминия и обоснуйте его использование. Задание. Какой металл в следующем ряду является наиболее активным: Fe, Zn, Mn, K, Au ? Поясните ответ.

И тог урока. Сегодня на уроке мы с вами не только повторили физические и химические свойства металлов, но и показали умение составлять формулы, классифицировать химические соединения, опираясь на знания, полученные раннее. Эти знания, вам пригодятся и при изучении органической химии и при составлении генетической связи между классами органических и неорганических соединений, и в жизни. Оценивание студентов.

Домашнее задание. Тема: «Металлы», учебник – с.207 №9, сборник задач и упражнений – с.146 №1,2.

План урока

Организационный момент:

- приветствие;

- проверка наличия студентов;

Проверка домашнего задания.

Подготовка студентов к усвоению новых знаний.

Сообщение:

- темы урока;

- целей урока;

- плана урока

Опрос студентов по ранее изученным темам, подготовка и восприятие нового материала.

Актуализация опорных знаний в виде межпредметных и внутрипредметных связей.

Изложение нового материала по теме: «Металлы и их применение». Закрепление нового материала.

Обобщение и систематизация изученного материала.