Урок «Металлы» (Химия, 11 класс)

Урок химии в 11 классе. «_____»_________________20____ г.

Металлы.

Цель. Обобщить, систематизировать и углубить знания учащихся о металлах.

Задачи:

Образовательные: систематизировать и обобщить знания учащихся о химических свойствах металлов, применяя при этом знания строения атомов металлов, их восстановительной способности согласно ряду напряжений металлов; научить правильно составлять уравнения химических реакций, подтверждающих свойства металлов.

Развивающие: уметь объяснять изменения физических и химических свойств металлов в периоде и в группе, подчеркнуть причинно-следственную зависимость состава, строения и свойств металлов; уметь составлять схемы, конспекты, проводить сравнения, делать обобщения, выводы.

Воспитательные: воспитывать познавательный интерес к предмету.

Ход урока.

Орг. момент.

Изучение новой темы.

Фронтальный опрос.

Где расположены металлы в ПСХЭ? Каково строение их атомов? К каким семействам относятся эти металлы?

Какими общими физическими свойствами обладают металлы?

В атомах металлов на внешнем энергетическом уровне малое количество электронов и очень большой радиус атома, что способствует быстрой отдаче электронов атомами металлов в результате их взаимодействия с другими соединениями.

Металлы окисляются, сами выступают восстановителями. Химическую активность металлов можно оценить на основании их положения в ПСХЭ:

- в периодах – с увеличением заряда ядра атома она ослабевает;

- в главных подгруппах с возрастанием заряда ядра атома она усиливается, т. к. чем больше атомный радиус и меньше электронов на внешнем энергетическом уровне, тем меньше требуется на ее отрыв.

Самостоятельная работа.

Вариант 1

1. Атом железа имеет электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня:

1) …3d64s2 2) …4s2 3) …4s24p6 4) …3d54s2

2. В каком ряду химические элементы расположены в порядке увеличения металлических свойств?

1) Sr, Ca, Mg 2) Na, Mg, Al 3) Na, K, Rb 4) Sr, Ba, Ra

3. Самый тугоплавкий металл: 1) Li 2) Cr 3) V 4) W

4. К щелочным металлам относится: 1) Са 2) Cs 3) Cu 4) Al

5. Самый легкий металл: 1) Li 2) Mg 3) Al 4) Cs

6. Самый пластичный: 1) Hg 2) Li 3) Au 4) Al

Вариант 2

1. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня … 3d104s2 соответствует атому: 1) Ca 2) Ti 3) Zn 4) Cu

2. Способность отдавать электроны уменьшается в ряду:

1) Na, Mg, Al 2) Li, Na, Cs 3) Sc, Ca, K 4) Sr, Ba, Ra

3. Самый легкоплавкий металл: 1) Li 2) Hg 3) Cs 4) Na

4. К щелочно-земельным металлам относится: 1) Mg 2) K 3) Ba 4) Be

5. Самый тяжелый металл: 1) Mo 2) Pb 3) W 4) Os

6. Самый электропроводный: 1) Cu 2) Ag 3) Au 4) Al

Это интересно ...

Самый тяжелый металл – Осмий и Иридий (в науке до сих пор спор)

Самый ковкий металл – Золото: из 1 гр можно вытянуть проволоку длиной 2.4 км

Самый дорогой металл – Родий (примерно за 1 гр 225 долларов), на земле всего несколько тонн, в основном используется как автомобильный катализатор. Добывают в ЮАР, встречается в Заполярье, Норильске, на Урале.

Платина (примерно за 1 гр 70 долларов), «белое золото»

Золото (за 1 гр 30 долларов)

Иридий (за 1 гр 17 долларов), открыт 1803 г, похож внешне на олово, твердый, тяжелый, идет на изготовление эталонов длины и веса, хим. весов, хирургических инструментов. Самый дорогой металл – Калифорний-252, 1 гр стоит 6 млн.500 тыс. долларов. В мире его всего несколько граммов, не больше 5. Его вырабатывают 2 реактора (США, Россия). Каждый производит около 20-40 микрограммов в год. У калифорния-252 период полураспада – 2,6 года. 2 грамма металла в секунду выделяет 2,4 биллиарда нейтронов. Что соответствует нейтронному потоку обычного ядерного реактора. Классическим путем такой эффект можно получить с использованием 200 килограммов радия. Столько металла на Земле нет. Сейчас калифорний-252 используется в медицине для обработки злокачественных опухолей.
Калифорний может заменить средний атомный реактор Осмий (за 1 гр 10 тыс долларов) Osme (запах) – греческое слово. Оно то и дало название платиновому металлу осмию название 200 лет назад. У него неприятный раздражающий запах, он похож на смесь хлорки и чеснока. В природе чистого осмия не найдено. Осмий очень хрупкий. Его просто растолочь даже в обычной ступе. Его используют в фармакологической отрасли в качестве катализатора во многих химических процессах. Применяют для изготовления деталей измерительных приборов.

Химические свойства металлов.

Характерной особенностью металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны; при этом проявляется активная восстановительная способность.
Восстановительную активность металла в химических реакциях, которые протекают в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов.
Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ca Co Ni Sn Pb (H2 ) Cu Hg Ag Pt Au
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Уменьшение восстановительных свойств

Вопрос: На основании данного ряда напряжений какие можно сделать важные заключения о химической активности металлов в реакциях, протекающих в водных растворах при стандартных условиях:

Чем левее стоит металл в этом ряду, тем более сильным восстановителем он является.

Каждый металл способен вытеснять (восстанавливать) из солей в растворе те металлы, которые в ряду напряжений стоят после него (правее).

Металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из кислот в растворе (кроме азотной (разб. и конц.) и серной конц.).

Металлы, являющиеся самыми сильными восстановителями (щелочные и щелочноземельные), в любых водных растворах взаимодействуют прежде всего с водой.

На основании восстановительной способности металлов в ряду напряжений металлы условно можно разделить на три группы по активности:

от Li до Al– очень активные металлы;

от Mn до H2– металлы средней активности;

от Cu до Au – малоактивные металлы

стр. 164- 169 сделать опорный конспект.

Взаимодействие металлов с неметаллами.

Металлы восстанавливают неметаллы, образуя бинарные соединения:

С серой – ________________________________________________________

С галогенами –___________________________________________________

С азотом –_______________________________________________________

С водородом (только активные маталлы) –____________________________

С кислородом:

А) образуют оксиды, например при взаимодействии кислорода с __________

Б) образуют пероксиды, например при взаимодействии кислорода с __________

В) образуют оксиды, например при взаимодействии кислорода с _____________

Взаимодействие металлов с водой.

от Li до Al– Ме + Н2О →

от Mn до Рb – Ме + Н2О →

от Cu до Au – Ме + Н2О →

Взаимодействие металлов с кислотами

Взаимодействие металлов с солями.

Металлотермия.

Коррозия металлов, способы защиты от нее.

Коррозия – ( от лат coorrodere – «разъедать») – самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды.

Типы коррозии:

Химическая – прямое взаимодействие металла с окислителем.

Электрохимическая - если 2 металла, контактирующих между собой опустить в водный раствор электролита (п-р: грунтовые воды, атмосферная влага..), то металл более активный (левее в ряду активности металлов) будет разрушаться (окисляться, отдавая электроны), предохраняя тем самым менее активный металл.

Способы защиты от коррозии: (см. учебник с.172-173)

- нанесение защитных покрытий (п-р: масляные краски, лаки, эмали)

- нанесение сверху другого металла (Au, Ag, Cr, Ni, Sn, Zn…) Частный пример – лужение – нанесение на железа слой олова, такое железо – белая жесть

- использование нержавеющих сталей (содержат специальные добавки)

- введение в среду ингибиторов коррозии (уменьшают агрессивность среды и уменьшают скорость коррозии)

- создание контакта с более активным металлом – протектором – он и будет разрушаться (Стальные Корпуса морских судов обшивают листами цинка, который разрушается, предохраняя сталь от коррозии).

Упражнения.

Составьте уравнения практически осуществимых реакций.

Домашнее задание. §20 упр. 5 стр. 173