Урок по химии

для учащихся 9-го класса

"Характерные свойства металлов"

Цели урока:

Обучающие: формирование представлений учащихся о зависимости физических свойств металлов от типа кристаллической решетки и особенности строения атомов.

Развивающие: Развивать умение; анализировать информацию; сравнивать, делать выводы; пользоваться справочным материалом; логико–смыслового мышления учащихся самостоятельную деятельность на уроке.

Воспитывающие: воспитать культуру умственного труда, убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества.

Метод обучения: проблемный.

Тип урока: интегрированный (химия + физика).

Организационные формы: побуждающий и подводящий диалог, самостоятельная исследовательская работа, практическая работа.

Средства обучения: таблицы, химическое и физическое оборудование, периодическая система Менделеева, компьютер.

Демонстрационное оборудование: демонстрационный штатив, алюминиевой и стальной проволоки, спички, пластилин, спиртовка, источник тока, ключ, амперметр, вольтметр, нихромовая проволока, металлические колокола, компьютер.

Оборудование на столах учащихся: 2 стеклянные пластины, пипетка, вода в стакане, фольга, железный гвоздь, спиртовка, образцы металлов, зеркало, елочные игрушки.

Ход урока

I. Организационный момент  

– У каждого из вас на столах стеклянные пластины и образцы металлов. Будьте осторожны с этими телами, так как неосторожное обращение с ними может привести к негативным последствиям.  Приветствуют учителя

II. Мотивация. Актуализация знаний (яркое пятно)

(постановка проблемы)

(повторение изученного материала в 8-м классе)         Х.: Сегодняшний урок мы начнем с небольшой игры-загадки “Маска, я тебя знаю”.

– Вот вы и отгадали. Эти вещества – медь, железо, алюминий, которые можно назвать одним общим словом, каким?

– Давайте заглянем в мир металлов глазами химии и физики, и подумаем, что означает слово металл? Каков его смысл?– У вас на столах имеются образцы металлов. Рассмотрите их внимательно и сравните друг с другом.

–Что вас удивило? Что интересного заметили?

– Какие, ребята, у вас возникают вопросы?

– Значит, какая тема урока?

– Но так как сегодня мы будем изучать металлы глазами химии и физики, то и тема нашего урока “Общие свойства металлов”.

– Вспомним о строении атомов металлов, как химических элементов (приглашают троих учеников к доске).

(Фронтальный опрос)

– Ответьте на следующие вопросы:

Где расположены элементы– металлы?

Сколько всего металлов в периодической системе Менделеева?

Каковы особенности строения атомов металлов?

– Теперь послушаем ответы, характеризующие строение атомов в некоторых металлах.  Выходят старшеклассники в масках и рассказывают об особенностях металлов (медь, железо, алюминий).

Металлы.

– Слово металл может означать химический элемент и простое вещество

 Рассматривают образцы металлов.

– Они отличаются друг от друга свойствами: цветом, блеском, твердостью.

– Почему металлы разные по свойствам?

– Чем объяснить эти свойства?

– В чем причина физических свойств металлов?

– Какие еще свойства характерны для металлов?

– “Свойства металлов”.

Записывают в тетради тему урока.

Выходят учащиеся к доске и выполняют задание на карточках: “Составьте электронные формулы атомов натрия, магния, алюминия”.

Устные ответы учащихся.

Ответы учащихся у доски.

III. Изучение нового материала.    – Атомы – металлы образуют простые вещества, соединяясь посредством химической связи. Какой?

– Что такое металлическая связь?

– Веществам с металлической связью присущи металлические кристаллические решетки.

– Какое они имеют строение?

– Показывает на компьютере

– Итак, химические элементы образуют простые вещества – металлы посредством металлической химической связи. Наиболее распространены три вида кристаллических решеток: кубическая объемно– центрированная, кубическая гранецентрированная, гексагональная.

Ф.: Великий русский ученый М.В. Ломоносов так говорил о металлах: “Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно”

– О каких физических свойствах металлов здесь идет речь?

Записывает на доске:

Твердость

Непрозрачность

Пластичность

Температура плавления

– Начнем с первого свойства. Все металлы кроме ртути, при обычных условиях твердые вещества. Однако это свойство различно у каждого металла. Определим экспериментально твердость некоторых образцов металлов. (Показывает опыт: ножницами разрезает свинец и медь; показывает демонстрационный эксперимент по определению твердости с помощью гидравлического пресса.)

– Что вас удивило?

– Какой отсюда вытекает вывод?

– Показывает на компьютере

– Переходим ко второму свойству – непрозрачность. У вас на столах имеются зеркала и елочные игрушки. Почему они непрозрачны как стекло?

– Это слой серебра, который создает этот блеск. А серебро металл, следовательно, блеск какой?

– Поэтому непрозрачность, упомянутую в словах Ломоносова, выразим как свойство – металлический блеск. В чем кроется причина металлического блеска? Оказывается, это свойство объясняется металлической связью. Электроны, заполняющие межатомное пространство в кристаллической решетке отражают световые лучи, а не пропускают, как стекло, поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск, причем большинство металлов в равной степени рассеивают все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо белый или серый цвет. Есть ли металлы с другим оттенком?

– Золото и медь в большей степени поглощают короткие волны (близкие к фиолетовому цвету) и отражают длинные волны светового спектра и поэтому имеют желтый и медный цвета.

– Обратимся к вашему конспекту: запишем причины металлического блеска.

 

Х.: – Характерным свойством металлов является ковкость, то есть, способность к пластическим деформациям. Под пластическими деформациями металлического кристалла следует понимать изменение его внешней формы под воздействием механических факторов, не приводящих к разрыву связей, а вызывающих только смещение слоев атомов. Если кристалл ковкого металла подвергается давлению в определенном направлении, то атомы в нем могут перемещаться параллельно одной из атомных плоскостей. Это явление называется скольжением.

– Для того, чтобы понять это явление, проведем простой эксперимент. Две стеклянные пластинки накладываем друг на друга.

– Их легко разъединить?

– А теперь нанесите несколько капель воды на одну пластинку и накройте ее другой. Попробуйте их разъединить.

– Что вы заметили?

– Какова роль воды?

Оказывается прослойка воды – это модель “электронного газа”, то есть свободных электронов, связывающих любые конфигурации атомов металлов. В качестве подтверждения пластичности металлов у нас есть интересные сведения. По этому свойству работала инициативная группа во главе с Балицкой Ольгой.

– Обратимся к вашему конспекту и сделаем вывод.

– Важные свойства металлов – их температура плавления. Проведем эксперимент.

– Что вы заметили?

– Почему?

– Значит, у каждого металла есть своя температура плавления, которая изменяется в очень широких пределах: от – 39 оС у ртути до 3410 оС у вольфрама. То есть металлы бывают (пишет на доске) легкоплавкие и тугоплавкие. Где применимы эти металлы?

– Чтобы понять различие в температурах плавления у разных металлов обратимся к таблице № 1 и на примере щелочных металлов проследим зависимость температуры плавления от размеров атомов. Сделаем вывод.

– В конспекте делаем следующую запись.

– Вот мы с вами рассмотрели те свойства, о которых говорил М.В. Ломоносов. Все ли физические свойства металлов отображены в этом высказывании?

– Может, вам известны еще какие–то свойства металлов?

– Теперь посмотрим, действительно ли металлы обладают этими свойствами. (Демонстрируем эксперимент по теплопроводности).

– Что наблюдаем в процессе нагревания?

– От какого металла спички отпадают быстрее?

– Какой возникает вопрос?

– Действительно, теплопроводность – результат высокой подвижности свободных электронов, которые сталкиваясь с колеблющимися ионами и атомами, обмениваются с ними энергией, поэтому происходит быстрее выравнивание температуры по всему куску металла, в данном случае, алюминия.

–Записываем в тетрадь следующее свойство – теплопроводность.

Ф.: Электропроводность вам уже известна.

– Какие из металлов самые электропроводные?

– Демонстрируем опыт.

Возникший в проводнике электрический ток объясняется тем, что св. электроны в металле под воздействием приложенного электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.

Что же произойдет, если проводник нагреть? Демонстрирует нагревание проводника.

– К чему это приводит?

– Что произошло с сопротивлением?

– Нагревание металлов приводит к росту электрического сопротивления и уменьшению силы тока.

Это обусловлено тем, что с увеличением температуры, увеличивается амплитуда колебания ионов и атомов, находящихся в узлах кристаллической решетки. Это затрудняет перемещение электронов, электрическая проводимость металлов падает, а при низкой температуре наоборот, колебательное движение уменьшается, и электрическая проводимость возрастает.

Итак, добавляется новая запись в наших тетрадях.

– Так как все металлы проводят электрический ток, нужно помнить о том, что оголенные провода могут вызвать электрошок и более худшие последствия.

– Все металлы делят на легкие и тяжелые. Мерой этого является физическая величина – плотность, поэтому физическому свойству работала инициативная группа во главе Патрушевой Мариной.

– Какой возникает вопрос?

– Давайте запишем это свойство. – Посредством металлической связи.

Объясняют эту связь.

Устный ответ.

– Твердое, непрозрачное, ковкое, пластичное, плавится.

– Медь более твердый металл.

– Металлы бывают мягкие и твердые.

– Они покрыты краской.

– Металлический.

– Золото, медь.

– Записывают в тетради: “Металлический блеск – результат отражения световых лучей электронами, заполняющими межатомное пространство кристаллической решетки”.

Проводят эксперимент.

– Пластины легко скользят одна относительно другой, но с трудом отрываются друг от друга.

Вода соединяет пластины.

– Записывают в тетради: “Ковкость и пластичность – результат “скольжения” одних слоев ионов–атомов в кристаллах по отношению к другим без разрыва связей между ними”.

– Нагревают над пламенем спиртовки железный гвоздь и алюминиевую фольгу.

– Фольга изменяет форму, а гвоздь нет.

– Температура пламени спиртовки не позволяет расплавить железо.

– Ртуть в термометрах и других измерительных приборах, а вольфрам для нити накала электрических лампочках.

– Работают с таблицей № 1, делают вывод: с увеличением межатомного расстояния прочность металлической связи уменьшается и уменьшается температура плавления.

– Записывают в тетради: “Температура плавления зависит от прочности металлической связи”.

– Электрическая проводимость, теплопроводность.

–Спички начали отпадать.

– От алюминия.

– Чем объяснить это свойство металлов?

– Вновь металлической связью.

–Теплопроводность – результат высокой подвижности свободных электронов.

– Серебро, золото, алюминий.

Наблюдают.

– Стрелка амперметра показывает уменьшение силы тока.

–Увеличивается.

– Пишут в тетради электрическую проводимость – результат движения свободных электронов под действием электрического поля.

IY. Закрепление        Х.: Вернемся к теме сегодняшнего урока. Какую проблему мы поставили в начале его?

–Удалось ли нам ее решить?

– К какому выводу мы пришли?

– О каких физических свойствах идет речь в следующих литературных выражениях: “серебристый иней”, “золотая заря”, “свинцовые тучи”?

– Можно много говорить о металлах, об их нахождении в природе, об их применении, значении для живых организмов. Материал большой, интересный и будет нами изучен на последующих уроках. А сейчас, нам бы хотелось акцентировать ваше внимание на возможности изучения темы “Металлы” самостоятельно, как сделали это ваши одноклассники.           – Плотность зависит от прочности металлов, связи.

– Изучить физические свойства, раскрыть их причины.

– Удалось.

– Характерные физические свойства металлов (металлический блеск, ковкость, электрическая проводимость и теплопроводность), объясняются общностью в строении их кристаллических решеток, а температура плавления плотности и твердости объясняется прочностью металлической связи.

Y. Домашнее задание         Ф.: Выступившая перед нами маска, говорила, что она чудесна и музыкальна, а вы отгадали, что это медь, которую используют в изготовлении колоколов. Звон – это тоже специфическое свойство.

В народе говорят, что колокольный звон делает человека добрее и справедливее. А наукой доказано, что колокольный звон убивает болезнетворные микробы.

Причину этого физического свойства – звона вы должны будете объяснить с помощью дополнительной литературы, поработать в библиотеке. Это будет вашим домашним заданием. (Звучит звоню)            Демонстрируют исследовательский проект с показом компьютерной презентации.

YI. Рефлексия.           Х.: Чтобы осмыслить все увиденное, услышанное и выполненное на нашем уроке мы предлагаем вам рефлексивный тест, направленный на оценку своих собственных действий.

Раздает тесты.

Рефлексивный тест.

Я узнал (а) много нового.

Мне это пригодится в жизни.

На уроке было над чем, подумать.

На все возникшие у меня в ходе урока вопросы я получил (а) ответы.

На уроке я поработал (а) добросовестно и цели урока достиг(ла).

Благодарит детей за активную работу и прощается с ними.    Оценивают свои знания по тесту.