Конспект на тему металлы
Более 80% известных элементов образуют простые вещества — металлы. К ним относятся s -элементы I и II групп (исключение — водород), все d - и f - элементы, а также р-элементы III группы (кроме бора), IV группы (олово, свинец), V группы cурьма, висмут) и VI группы (полоний).
Особенности строения атомов металлов:
♦ небольшое число электронов на внешнем энергетическом уровне (как правило, один-три электрона). Исключение — атомы р-элементов IV-VI групп;
♦ малые заряды ядер и большие радиусы атомов по сравнению с атомами неметаллов данного периода;
♦ сравнительно слабая связь валентных электронов с ядром;
♦ низкие значения электроотрицательности.
В связи с этим атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы, т. е. м еталлы - восстановители.
Однако способность отдавать электроны проявляется у металлов неодинаково. В периодах с увеличением зарядов ядер атомов уменьшаются их радиусы, увеличивается число электронов на внешнем уровне и усиливается связь валентных электронов с ядром. Поэтому в периодах слева направо восстановительная способностъ атомов металлов уменьшается.
В главных подгруппах с возрастанием атомных номеров элементов увеличиваются радиусы их атомов и уменьшается притяжение (валентных электронов к ядру. Поэтому в главных подгруппах сверху вниз восстановительная активность атомов металлов возрастает. Следовательно, наиболее активными восстановителями являются щелочные и щелочно-земельные металлы.
Только некоторые металлы (золото, платина) находятся в природе в виде простых веществ (в самородном состоянии). Металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений между оловом и золотом, встречаются как в виде простых веществ, так и в составе соединений. Большинство же металлов находятся в природе в виде соединений — оксидов, сульфидов, карбонатов и т. д. Распространенность металлов в природе уменьшается в ряду:
Содержание в земной коре (массовая доля, %) уменьшается
Получение металлов из их соединений — задача металлургии. Металлургия — наука о промышленном получении металлов из природного сырья. Различают черную (производство железа и его сплавов) и цветную (производство всех остальных металлов сплавов) металлургию. Любой металлургический процесс является процессом восстановления ионов металла различными восстановителями:
Me n + + пе - = Me
В зависимости от условий проведения процесса восстановления различают несколько способов получения металлов.
2. Способы получения металлов
Пирометаллургия — восстановление безводных соединений при высокой температуре
С или СО (карботермия)
Сульфиды предварительно обжигают:
2 = 2 ZnO + 2 S 02
ZnO + С = Zn + 2СО
Fe, Cu, Pb, Sn, Cd, Zn
Mn, Cr, W, Mo, Ti, V
H 2 (водородотермия)
Оксиды активных металлов (МgО, СаО, А1203 и др.) водородом не восстанавливаются
Cu, Ni, W, Fe, Mo, Cd, Pb
Электрометаллургия – восстановление электрическим током
2 1
электролиз 2 Na + Cl 2
Щелочные металлы, Be , Mg , Ca (из расплавленных хлоридов), Al – из расплавленного оксида
К Ni 2+ + 2е - = Ni 2
А 2Н2О - 4е - = O 2 + 4Н + 1
4 + 2Н2О электролиз 2 Ni + О2 + Н2 SO 4
Гидрометаллургия – восстановление из растворов солей
Металл, входящий в состав руды, переводят в раствор, затем восстанавливают более активным металлом:
Задания для самостоятельной работы
1. Атому магния в степени окисления +2 соответствует электронная конфигурация:
а ) 1s 2 2s 2 2 р 6 3s 2 3 р 6 ; в ) 1s 2 2s 2 2 р 4 ;
б) 1 s 2 2 s 2 2р 6 ; г ) 1 s 2 2 s 2 2р 6 3 s 2 ;
2. При частичном восстановлении водородом 30 г оксида кобальта. В получили смесь оксида и металла массой 26,8 г. Определите количество вещества водорода, вступившего в реакцию, и массовую долю кобальта в полученной смеси.
3. При электролизе раствора сульфата меди ( II ) в растворе образовалась кислота (около анода), на нейтрализацию которой затрачен раствор объемом 16 см (р = 1,05 г/см 3 ) с массовой долей гидроксида калия 6%. Вычислите массу меди, которая выделилась на катоде.
4. Для восстановления марганца из оксида марганца(1\/) путем алюмотермии было смешано 10,8 г алюминия и 26,2 г оксида. Определите, какое из исходных веществ осталось и какова его масса.
3. Физические свойства металлов
Все металлы обладают металлической кристаллической решеткой, особенности которой определяют их общие физические и механические свойства.
Общие свойства металлов:
1). Все металлы являются твердыми веществами, за исключением ртути.
2). Металлический блеск и непрозрачность металлов — результат отражения световых лучей.
3). Электро- и теплопроводность обусловлены наличием в металлических решетках свободных электронов.
С повышением температуры электропроводность металлов уменьшается, а с понижением температуры — увеличивается. Около абсолютного нуля для многих металлов характерно явление сверхпроводимости.
4). Металлы обладают ковкостью и пластичностью. По определению М. В. Ломоносова, «металлом называется светлое тело, которое ковать можно». Металлы легко прокатываются в листы, вытягиваются в проволоку, поддаются ковке, штамповке, прессованию.
Специфические физические свойства металлов:
1). по значению плотности металлы делят на легкие (плотность меньше 5 г/см 3 ): Na , Са , Mg , Al , Ti — и тяжелые (плотность больше 5 г/см 3 ): Zn , Cr , Sn , Mn , Ni , С u , Ag , Pb , Hg , Аи, W , Os - самый тяжелый ;
2). по значению температуры плавления — на легкоплавкие ( t пл < 1000 °С): Hg , Na , Sn , Pb , Zn , Mg , Al , Ca , Ag — и тугоплавкие ( t пл > 1000 ° C ): Au , Cu , Mn , Ni , Fe , Ti , Cr , Os , W - самый тугоплавкий;
3). из металлов самые мягкие — щелочные (их можно резать ножом), самый твердый — хром (царапает стекло).
4). по отношению к магнитным полям металлы подразделяют на три группы:
а) ферромагнитные — способны намагничиваться под действием даже слабых магнитных полей ( Fe , Со, Ni );
б) парамагнитные — проявляют слабую способность к намагничиванию даже в сильных магнитных полях ( Al , Cr , Ti );
в) диамагнитные — не притягиваются к магниту ( Sn , С u , Bi ).
4. Химические свойства металлов
Если атомы большинства неметаллов могут как отдавать, так и присоединять электроны, проявляя окислительно-восстановительную двойственность, то атомы металлов способны только отдавать валентные электроны, проявляя восстановительные свойства: Me - пе - = Me п+ (окисление)
Как восстановители металлы взаимодействуют с неметаллами, водой, растворами щелочей, кислот и солей.
1). Взаимодействие металлов с простыми веществами — неметаллами
Металлы при определенных условиях взаимодействуют с неметаллами, например с кислородом образуют оксиды:
Из щелочных металлов только литий сгорает на воздухе с образованием оксида:
Основной продукт окисления натрия — пероксид:
При горении других щелочных металлов образуются супероксиды, например:
Оксиды натрия и калия могут быть получены при нагревании смеси пероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:
На реакции пероксида натрия с оксидом углерода (1 V ) основана регенерация воздуха в изолированных помещениях (например, на подводных лодках):
Конспект на тему металлы
Ключевые слова конспекта: Металлическая химическая связь: ион-атомы и электронный газ. Физические свойства металлов и их применение на основе этих свойств. Чёрные и цветные металлы. Сплавы.
Подавляющее число химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева относятся к металлам:
- все s-элементы, кроме водорода и гелия;
- все d-элементы;
- p-элементы IIIА-группы, кроме бора;
- некоторые p-элементы IVA- (олово и свинец) и VA- (сурьма и висмут) групп, а также p-элемент VIIА-группы — полоний.
Анализ положения металлов в периодической системе и учёт особенностей строения их атомов позволяет сделать следующие выводы: атомы этих элементов содержат небольшое число электронов на внешнем слое (1—3), имеют сравнительно большой радиус атома и много свободных орбиталей, которые могут легко перекрываться. Поэтому валентные электроны свободно перемещаются от одних атомов, превращая их в ионы, к другим, связывая их.
В простых веществах-металлах осуществляется бесконечный процесс превращения атомов в ионы и обратно, который можно отразить с помощью схемы:Эти же процессы происходят и в металлических сплавах.
Металлическая связь определяет и особое кристаллическое строение металлов и сплавов — металлическую кристаллическую решётку, в узлах которой расположены ион–атомы. Обобществлённые подвижные электроны не принадлежат какому–то определённому атому и способны перемещаться по всему объёму металла. В отсутствие в нём электрического поля эти электроны хаотически движутся и сталкиваются, чаще всего с ионами кристаллической решётки. В 1900 г. немецкий физик Пауль Друде предложил называть совокупность этих электронов электронным газом. Этот электронный газ прочно соединяет, как бы склеивает ионный остов металла. При механических нагрузках или нагреве газ не допускает разрыва металлической решётки, связывая положительные ионы. Поэтому при обработке металлов изменение их формы происходит без разрушения кристаллической решётки, так как её слои легко скользят один по другому.
Металлы электропроводны, потому что под действием электрического поля валентные электроны начинают направленное движение — возникает электрический ток. Металлы — это проводники первого рода, в отличие от растворов электролитов, которые относятся к проводникам второго рода.
Мы вряд ли представляем себе жизнь без электричества, которое поступает в каждый дом, в каждую квартиру по сети электрических проводов своеобразной кровеносной системе современной технической цивилизации. Лучше всего проводят электрический ток серебро, медь, золото, алюминий. Серебро и золото — дорогие металлы. Медь также недешёвый металл. Поэтому кабели линий электропередачи (ЛЭП) делают главным образом из алюминия.
Кстати, прочная опора линии электропередачи тоже металлическая. Прочность — одно из основных свойств большинства металлов, позволяющее использовать их в качестве конструкционных материалов. Один из наиболее прочных и в то же время лёгких металлов — титан. Этот металл и сплавы на его основе — незаменимые конструкционные материалы в самолётостроении и космической технике.
Все металлы теплопроводны. Это свойство, как и нетоксичность некоторых металлов, лежит в основе их применения для производства кухонной посуды: кастрюль, сковородок, противней. Батареи центрального отопления должны быстро нагреваться поступающей в них водой и эффективно отдавать теплоту окружающему воздуху, поэтому их тоже изготавливают из металла.
Самыми теплопроводными металлами являются те, которые хорошо проводят электрический ток: серебро, медь, золото, алюминий.
Металлы обладают металлическим блеском. Блестят они потому, что отражают лучи света, а не пропускают их, как стекло, и не поглощают, как сажа. Окраска большинства металлов серебристо–белая, так как они в равной степени отражают все лучи видимой части спектра. Золото и медь частично поглощают коротковолновое излучение, поэтому обладают окраской от жёлтой до красно–коричневой. Самые блестящие металлы — ртуть, палладий, серебро и алюминий, поэтому отражатели прожекторов, автомобильных фар и фонарей покрывают тонким слоем палладия, алюминия или хрома. Почти все измельчённые в порошок металлы, кроме магния и алюминия, теряют блеск и превращаются в серые или чёрные порошки.
Пластичность металлов в сочетании с блеском делают их незаменимым материалом для художников. Самым пластичным по праву считается золото. Из одного грамма этого металла можно вытянуть нить длиной 2 км или раскатать фольгу толщиной 0,00008 мм. Такой тонкий листочек даже в руки взять невозможно: он сразу прилипнет к коже. Это свойство находит своё применение: тонкими золотыми листочками покрывают купола церквей, скульптуры, деревянную резьбу.
Современная техника и промышленность нуждаются в металлических материалах с самыми разнообразными и трудно сочетаемыми свойствами, которых нет у чистых металлов. На помощь технологам приходят сплавы.
Например, из железосодержащих руд выплавляют чугун — сплав железа с углеродом, в котором массовая доля углерода составляет от 2 до 4%. Чугун — хрупкий материал, изделия из которого получают не ковкой, а литьём, как из пластмасс. Из чугуна изготавливают различные массивные конструкции: корпуса станков, турбин, детали двигателей, ограждения. Настоящее произведение искусства — ограды мостов и решётки парков Санкт–Петербурга.
Если из чугуна удалить излишек углерода и довести его содержание до 1—2%, получится сталь. В отличие от чугуна, она пластична, ковка, имеет гладкую блестящую поверхность. Сталь можно прокатать в тонкий лист или железнодорожный рельс, вытянуть в проволоку, согнуть уголком.
Для придания стали специфических свойств в неё добавляют другие металлы — так называемые легирующие добавки. Используя их, выплавляют сотни разных сортов стали. Нержавеющая сталь содержит хром и никель. В жаропрочную сталь добавляют вольфрам. Молибден придаёт стали твёрдость. Алюминий добавляют в сталь, идущую на изготовление кузовов автомобилей.
Сплав меди с оловом, бронза, обладает хорошими литейными свойствами. Из неё отливают не только колокола и художественные изделия, но и подшипники, вентили, клапаны и детали машин.
Сплав меди с цинком называют латунью. Она прочнее меди, устойчива к атмосферной коррозии. Из латуни изготавливают трубки, шестерни, армейские знаки отличия, химическое оборудование.
Нарядные столовые приборы, посуду, недорогие украшения изготавливают из мельхиора — сплава меди с никелем. Несмотря на то, что никеля в этом сплаве всего 20%, мельхиор лишён медного цвета и по внешнему виду напоминает серебро.
Сплав алюминия с медью, магнием и марганцем называют дуралюмин (дюраль) и используют в самолёто-, судо- и машиностроении.
Конспект урока по химии «Металлическая химическая связь». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:
Металлы, как и все химические элементы, имеют три формы существования: атомы, простые и сложные вещества. Из 118 элементов периодической системы к металлам относят 96.
Общие физические свойства металлов.
Физические свойства металлов обусловлены металлической кристаллической решёткой и металлической химической связью. Напомним, что для металлов характерны металлический блеск, пластичность, высокая электро- и теплопроводность, рост электрического сопротивления при повышении температуры, а кроме того, такие практически значимые свойства, как ковкость, твёрдость, магнитные свойства.
Металлы — твёрдые при обычных условиях вещества (кроме ртути, которая становится твёрдой и ковкой при низких температурах).
Металлы пластичны и тягучи, кроме хрупких висмута и марганца. Из меди, алюминия, олова, а также золота изготавливают тончайшие листы — фольгу. Золотая фольга может иметь толщину около 100 нм! Такую фольгу используют для золочения предметов интерьера, стен и потолков, изделий из гипса, дерева, металла, стекла и пластика.
Все металлы имеют металлический блеск, большинство из них серебристо-белого или серого цвета. Из-за того, что стронций, золото и медь поглощают в большей степени близкие к фиолетовому цвету короткие волны и отражают длинные волны светового спектра, эти металлы окрашены в светло-жёлтый и медный цвет. Очень тонкие листки серебра и золота имеют совершенно необычный вид — они представляют собой голубовато-зелёную фольгу, а мелкие порошки металлов кажутся тёмно–серыми и даже чёрными. И только порошки магния и алюминия сохраняют серебристо-белый цвет.
В технике металлы принято классифицировать по различным физическим свойствам:
Металлы принято делить на чёрные (железо и его сплавы) и цветные (остальные металлы и сплавы). Соответственно называются и отрасли металлургической промышленности: чёрная и цветная металлургия.
Важнейшими продуктами цветной металлургии являются титан, вольфрам, молибден и другие металлы, которые могут использоваться в качестве специальных легирующих добавок для производства сверхтвёрдых, тугоплавких, устойчивых к коррозии сплавов, широко применяемых в машино– и станкостроении, в оборонно–космической отрасли.
Современные композиционные материалы, выполненные на основе керамики или полимеров, становятся сверхпрочными, если укреплены металлическими нитями из молибдена, вольфрама, титана, специальных сталей и т. д.
Химические свойства металлов.
Во всех реакциях простые вещества — металлы проявляют только восстановительные свойства.
- Металлы взаимодействуют с неметаллами, образуя бинарные соединения. По правилам ИЮПАК названия этих соединений образуются в соответствии со схемой:
Так, с очень активными неметаллами (галогенами, серой) металлы образуют соединения, которые молено рассматривать, как соли бескислородных кислот: 2Na + Сl2 = 2NaCl
Если металл проявляет переменные степени окисления, подобная соль имеет состав, который зависит от окислительных свойств неметалла. Например, железо энергично взаимодействует с хлором, образуя хлорид железа(III): 2Fe + 3Сl2 = 2FeCl3
При взаимодействии железа с серой, окислительная способность которой ниже, чем у галогенов, продуктом реакции является сульфид железа(II): Fe + S = FeS
- При взаимодействии металлов с кислородом образуются оксиды или пероксиды:
Оксиды в этом случае имеют основный или амфотерный характер:
2Mg + O2 = 2MgO
4Аl + 3O2 = 2Аl2O3
Эти реакции сопровождаются выделением большого количества теплоты и очень ярким пламенем, поэтому применяются для изготовления сигнальных ракет, фейерверков, салютов и других пиротехнических средств. Поэтому обращение с ними требует строгого соблюдения правил техники безопасности.
Продуктом горения железа в кислороде является смешанный оксид 3Fe + 2O2 = Fe3O4
- Металлы — простые вещества, образованные элементами IA– и IIА–групп, в полном соответствии с названием этих групп взаимодействуют с водой с образованием щёлочи и водорода. В общем виде эти реакции можно записать так:
2М + 2Н2O = 2МОН + Н2↑, где М — щелочной металл
М + 2Н2O = М(ОН)2 + H2↑, где М — Mg или щёлочноземельный металл.
Для характеристики химических свойств металлов важное значение имеет их положение в электрохимическом ряду напряжений:
К, Са, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, (H2) , Cu, Hg, Ag, Au
Вспомните известные вам из курса основной школы два вывода:
- взаимодействие металлов с растворами кислот происходит, если металл находится в ряду напряжений левее водорода;
- взаимодействие металлов с растворами солей происходит, если металл находится в ряду напряжений левее металла соли.
Лабораторный способом получения водорода:
Zn + 2НСl = ZnCl2 + H2↑
Zn 0 + 2H + = Zn 2+ + H2 0
Аналогично протекает реакция металлов и с органическими кислотами:
2СН3СООН + Zn —> (CH3COO)2Zn + Н2↑
2СН3СООН + Zn –> 2СН3СОO – + Zn 2+ + Н2 0
Реакция между цинком и раствором сульфата меди(II) протекает согласно уравнению:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Сu
Zn 0 + Сu 2+ = Zn 2+ + Сu 0
Подчеркнём, что в этом случае металл может находиться в ряду напряжений и после водорода, но не после металла соли. Например, реакция замещения серебра медью:
Cu + 2AgNO3 = Сu(NО3)2 + 2Ag
Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag 0
В завершение рассмотрим ещё одно характерное не для всех металлов свойство, которое называется металлотермия. Такие активные металлы, как алюминий, кальций, магний, литий, способны взаимодействовать с оксидами других металлов. Для того чтобы началась такая реакция, смесь активного металла и оксида металла (её называют термитной) необходимо поджечь. После этого процесс сопровождается выделением большого количества теплоты и света (отсюда и название процесса). Металлотермию применяют для получения и более ценных металлов: 2Аl + Сr2О3 = Al2O3 + 2Сг
Химия металлов (таблица)
Конспект урока по химии в 11 классе «Металлы». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:
Конспект урока по химии "Металлы" 9 класс
Оборудование: презентация, наборы металлов (цинк, медь, алюминий).
Технология: проблемное обучение.
Ход урока
(слайд 1) Сейчас я зачитаю вам слова М.В. Ломоносова, по окончании цитаты предположите какая тема сегодня будет на уроке «Металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими защищаемся от нападения неприятеля, ими утверждаются корабли и силою их связаны. Металлы отверзают недро земное к плодородию, служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего… И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов миновать не может».
Итак, тема нашего урока? (слайд 2)
Сегодня мы приступаем к изучению раздела неорганической химии – химии металлов. В прошлом году вы уже знакомились с этой группой веществ.
I. Актуализация знаний
- Что вы знаете о металлах?
- Что вы хотите узнать? (какими свойствами физическими обладают и от чего они зависят? Как на практике используются металлы?)
- Для чего вам это нужно знать? (слайд 3)
Ребята отвечают на вопросы учителя, формируются цели урока
Цели: (слайд 4)
- Рассмотреть нахождение металлов в периодической системе, границу по элементам, разделяющую металлы и неметаллы
- Повторить особенности строения металлов и химическую связь
- Вспомнить физические свойства металлов , от чего они зависят
- Повторить, как связаны физические свойства и использование металлов
Чтобы ответить на эти вопросы, вы должны сегодня активно и много работать. Готовы?
II. Изучение нового материала
(слайд 5) Металлы (от лат. Metallum – шахта, рудник): группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами.
С греч. «металлон» - «земляные работы»
О каких металлах идет речь:
l Был металл серебристо-белым, в соединении стал мелом. (кальций)
l К восьмой группе отнесен, в честь России назван он. (рутений)
l Из него солдатик твой, не болеет он «чумой». (олово)
· К группе черных отношусь,
В тяжелой металлургии – главный.
Своею ролью я горжусь –
и в эритроцитах содержусь. (железо)
· Единственный металл, он жидкий,
И в сплавах образует амальгам.
Его пары уж очень ядовиты,
И печень поражает в тот же час.
В термометрах его увидеть можно.
Однако, будьте осторожны! (Ртуть)
· Царем металлов меня считают
И благородным называют,
Пленяю я блестящей желтизной,
Ничто не сравнится с моей красотой (золото)
· Удельный вес его так мал,
Что стал крылатым тот металл.
Во все детали входит он,
Являясь важной составной. (Алюминий)
l В старину ценилась дорого,
Цветом красная, как золото,
Постоянно с ним дружна,
В электротехнике очень нужна. (медь)
l Ковал победу тот металл
Для танков на Урале.
Он стойкость сплаву придавал
И нити лампы при накале. (Вольфрам)
Нахождение металлов в периодической системе
l кальций (№20), рутений (№44), олово (№50)
l золото (№79), алюминий (№13)
l железо (№26), ртуть (№80)
l медь (№29), вольфрам (№74)
В какой группе и подгруппе?
Есть ли металлы в главных подгруппа? А в побочных?
В побочной подгруппе находятся только металлы.
(слайд 11) Пользуясь ПСХЭ по цвету определите и ответьте на вопрос:
l Каких элементов больше: металлов или неметаллов?
Записать вывод: Главные подгруппы каких групп состоят только из металлов.
(слайд 12) Как называются металлы 1а группы? (щелочные)
(слайд 13) Как называются металлы 2а группы, начиная с кальция? (щелочно-земельные)
(слайд 14) Каковы особенности строения атомов металлов? Какое количество электронов на последнем слое у металлов? (1-3)
- На внешнем уровне 1–3 электрона – но почему полоний, висмут тоже металлы? Что происходит с радиусом атомов металлов сверху вниз по главной подгруппе?
- Большие атомные радиусы. Значит, какой способностью восстановительной или окислительной обладают атомы металлов?
- Легко отдают валентные электроны (восстановительная способность)
(слайд 15) Вы сейчас работали с цветной таблицей в учебнике, но на экзамене она черно-белая. Чтобы правильно определить свойства вещества, нужно знать металл это или неметалл. А для этого нужно знать, по каким элементам проходит диагональ, которая разделяет металлы и неметаллы главных подгрупп? От бора до астата.
(слайд 16) Свойства веществ зависят от вида химической связи. Какая она у металлов? Кристаллы?
(слайд 17) Благодаря металлической связи и металлической решетке, металлы обладают общими физическими свойствами. Какими?
(слайд 18) В каком агрегатном состоянии находятся металлы?
1.Твердые (исключение ртуть – жидкий металл при комнатной температуре)
(слайд 19) 2.Пластичность – способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы, вытягиваться в проволоку. Стр.30
В чем причина пластичности металлов? В этом нам поможет разобраться следующий опыт: две стеклянные пластинки смачиваем водой и прижимаем друг к другу. Они легко скользят друг по другу, но их трудно разъединить. Прослойка воды имитирует свободные электроны, а значит причина пластичности – также особое строение кристаллической решетки.
Самый пластичный металл?
Какое свойство колокольчика я использовала в начале урока? (слайд 20) Ковкость и звон.
(слайд 21) Электропроводность
Учитель: электрическая проводимость металлов объясняется движением свободных электронов. Почему при нагревании электрическая проводимость металлов уменьшается? (стр. 30 учебника Габриеляна, 9 класс)
l Высокая электропроводность уменьшается в ряду металлов:
Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg
Щелчок При нагревании уменьшается, т.к. колебание ионов затрудняет движение электронов.
- В чем причина электропроводности металлов, какие металлы самые лучшие проводники тока, что такое сверхпроводимость? – отвечают на вопросы)
(слайд 22) Чем обусловлена теплопроводность, и как она изменяется при нагревании? (стр30).
(слайд 23) металлический блеск (из-за отражения света от их поверхности).
l Световые лучи падают на поверхность металла и отталкиваются от неё свободными электронами, создавая эффект металлического блеска.
(слайд 24) Зеркало состоит из гладкого стекла, на которое наносят очень тонкий слой металла. Часто зеркала покрывают серебром, потому что оно прекрасно отражает свет.
Как блеск может применяться на практике?
Высокая отражающая способность позволяет использовать металлы не только при производстве зеркал, но и оптических линз, кровельных изделий. Алюминий используется для создания помех в радиолокации, для производства теплостойкой защитной одежды для пожарных.
(слайд 25) Металлы классифицируют по цвету. Какие цветные металлы вы знаете?
Ближайшие к нам месторождения черных и цветных металлов находятся в горах, расположенных на западе от Тюменской области. Где? (На Урале известны многочисленные месторождения высококачественных железных руд (горы Магнитная, Высокая, Благодать, Качканар), медных руд (Медногорск, Карабаш, Сибай, Гай), редких цветных металлов, золота, серебра, платины, лучших в стране бокситов, каменных и калийных солей (Соликамск, Березники, Берёзовское, Важенское, Ильецкое) (слайд 8)
Но металлы есть не только на нашей планете. Так на Луне обнаружено большое количество самородного железа.
Физкультминутка. Поднять руки над головой и хлопнуть в ладоши столько раз, сколько электронов на последнем слое у алюминия.
Наклоны вправо и влево столько раз, какая валентность у магния.
(слайд 26) Металлы различают также по плотности и температуре плавления.
· Как это свойство применяется на практике?
· Многие лёгкие металлы используются для производства лёгких сплавов в машиностроении, авиа – и судостроении. Снижение массы машины даёт преимущества в скорости, дальности, высоте. Тяжёлые металлы для производства гирь, монет, решёток, цепей, тяжёлых машин.
температура плавления:
Как это свойство применяется на практике?
Тугоплавкие металлы используются для изготовления нитей накаливания электроламп, при производстве жаропрочных сталей.
- Температура плавления олова 232, а алюминия 660 градусов. Как отличить обертку для конфет из олова от алюминиевой при помощи спиртовки?
- Олово очень быстро плавится, где используют? (для паяния)
(слайд 28) Открыт в 1844 году рутений был найден в составе уральской руды. В природе запасов насчитывают около 5000 тонн. Он относится к семейству платиновых металлов. Благодаря тугоплавкости и длительной изнашиваемости его применяют в соединении с платиной при производстве электрических контактов, а также в космической промышленности. Нашли применение рутению и в ювелирном производстве в качестве добавки к специальным ювелирным сплавам. Металл используют при изготовлении игл для компасов, покрывают им керамику, стекло. Его стоимость составляет примерно 1,5$ за 1 грамм.
l (слайд 29) Самым дорогим металлом в мире является Калифорний (Cf) – в этом Вам поможет убедиться Книга рекордов Гиннесса . Калифорний искусственно получили
l 1950 году в Калифорнийском Университете в Беркли – отсюда и название. Калифорний извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе. Кстати этот металл вполне может заменить атомный реактор!
l Мировое производство калифорния-252 составляет всего несколько десятков миллиграммов в год. Стоимость: 6 500 000 $ за 1 грамм
(слайд 30) Металлы по свойствам отличаются. Металлы-чемпионы. Самый
легкий металл – Li (p= 0,53 г/см3 ) литий
тяжелый – Os (p= 22,5 г/см3 ) осмий
легкоплавкий – Cs (tпл = 28,5°С) цезий
тугоплавкий – W (tnл = 3390°С) вольфрам
мягкий – Cs цезий
твердый – Сг хром
блестящий – Ag c еребро
пластичный – Au золото
(слайд 31) Самый электро- и теплопроводный металл – Ag c еребро
распространенный в земной коре – Al алюминий
обнаруженный в упавших метеоритах – Fe железо
обладающий бактерицидными свойствами - Ag серебро
широко используемый в электротехнике - С u медь
(слайд 32) Какие общие свойства металлов вы знаете?
· Твердое агрегатное состояние
· Пластичность, ковкость, тягучесть
· Способность намагничиваться (железо)
(слайд 33) Учитель: Итак, что такое металлы, посмотрите на кластер на доске. Металл – это вид атомов, способных легко отдавать при химических реакциях электроны, входить в состав химических соединений в виде положительно заряженных ионов, а также образовывать простые вещества с характерными для металлов физическими свойствами.
Работа в группах. 1 группа: Рассмотрите образцы металлов, найдите медный сплав.
2 группа: Рассмотрите образцы металлов, найдите железо.
3 группа: Рассмотрите образцы металлов, найдите алюминиевый предмет.
Как вы можете их различили?
(слайд 34) Итог. Металлы играют большую роль в жизни человека. Стихотворение.
Металл - это точность.
Металл – это прочность,
Блеск и красота
Не сразу в дом пришел металл,
Не сразу ложкой, вилкой стал,
Не сразу стал он кружкой
И заводской игрушкой.
Был путь металла долог:
Сперва пришел геолог.
Нашел он гору – в ней руда.
И горняки пришли туда.
И машинист дает гудок-
К печам руду доставит в срок.
И металлический ручей
Течет из огненных печей.
Ещё работе не конец:
Придут и токарь, и кузнец,
Слесарь и штамповщик,
И каждый вложит труд в металл,
Чтобы металл трудиться стал.
Он в проводах несёт нам свет,
Металл – коньки, велосипед,
Метро, трамвай, будильник,
Утюг и холодильник.
III. Закрепление
(слайд 35) – Поясните, почему металлы использованы именно таким образом, а не наоборот
(слайд 36) Задание №1 . Какие физические свойства меди обуславливают её использование в электротехнике?
(слайд 37) Задание №2
Заполните пропуски нужными словами
1.Радиус атомов металлов _ (больше или меньше) радиуса атомов неметаллов.
2. Во всех соединениях металлы имеют ____(+ или -) заряд.
3. При комнатной температуре Ме находятся в ____(твердом, жидком или газообразном) агрегатном состоянии, за исключением ____ .
- Металлы обладают характерным ________ .
- Они хорошо проводят ____ и ____.
- Самый тяжелый металл ____ , самый лёгкий ___
- Самый тугоплавкий _____, самый легкоплавкий ________.
(слайд 38) Самопроверка. Задание №2 Заполните пропуски нужными словами
1.Радиус атомов металлов больше радиуса атомов неметаллов.
2. Во всех соединениях металлы имеют + заряд.
3. При комнатной температуре Ме находятся в твердом агрегатном состоянии, за исключением ртути.
- Металлы обладают характерным блеском.
- Они хорошо проводят электрический ток и тепло.
- Самый тяжелый металл осмий, самый лёгкий литий
- Самый тугоплавкий вольфрам, самый легкоплавкий цезий
IV. Подведение итогов
(слайд 38) Достигли ли мы цели урока?
(слайд 40) Домашнее задание: §5-6 выучить особенности металлов.
Конспект урока на тему Металлы
Строение атома металла
У атомов металлов на наружном энергоуровне обычно 1-3 электрона. Их атомы обладают большим радиусом и легко отдают валентные электроны, т.е. проявляют восстановительные свойства.
Физические свойства металлов
Металлическая кристаллическая решетка с металлической связью – это совокупность положительно заряженных ионов (катионов) нейтральных атомов металла, свободно передвигающихся электронов.
Ковкость и пластичность
Тепло- и электропроводность
Металлический блеск
Плавкие
Нахождение в природе
Самый распространённый в земной коре металл – алюминий.
Способы получения металлов
Металлы
Восстановление металлов из оксидов углем или угарным газом
Обжиг сульфидов с последующим восстановлением
Алюминотермия
Водородотермия
Восстановление металлов электрическим током(электролиз)
MеxOy + C = CO2 + Me или MеxOy + CO = CO2+ Me
1стадия – MеxSy+O2=MеxOy+SO2
2 стадия - MеxOy + C = CO2+ Me или MеxOy + CO = CO2+ Me
MеxOy+ Al = Al2O3 + Me
MеxOy+ H2 = H2O + Me
1) Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (хлоридов):
2NaCl –расплав, электр.ток. → 2 Na + Cl2↑
CaCl2 –расплав, электр.ток.→ Ca + Cl2↑
расплавов гидроксидов:
4NaOH –расплав, электр. ток.→ 4Na+ O2↑ + 2H2O
2) Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов):
2Al2O3–расплав в криолите, электр. ток.→ 4Al + 3 O2↑
3)Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных:
2CuSO4+2H2O –раствор, электр. ток. → 2Cu+ O2 + 2H2SO4
Общие химические свойства металлов
Химические свойства металлов
Металлы
С растворами солей менее активных металлов
Взаимодействие с водой
Взаимодействие с серной кислотой
Взаимодействие с азотной кислотой
H2SO4 (конц.) + Me = соль + H2O + Х
Ме+ Соль = Новый металл + Новая соль
Применение
Металлы
Домашнее хозяйство
Станкостроение
Металлургическая промышленность
Для получения сплавов
Сельское хозяйство
Краткое описание документа:
Мета́ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- иэлектропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокаяпластичность и металлический блеск.
Из 118[1] химических элементов, открытых на данный момент (из них не все официально признаны), к металлам относят:
6 элементов в группе щелочных металлов,
4 в группе щёлочноземельных металлов,
38 в группе переходных металлов,
7 в группе лёгких металлов,
7 в группе полуметаллов,
14 в группе лантаноиды + лантан,
14 в группе актиноиды (физические свойства изучены не у всех элементов) + актиний,
вне определённых групп бериллий и магний.
Таким образом, к металлам, возможно, относится 94 элемента из всех открытых.
В астрофизике термин «металл» может иметь другое значение и обозначать все химические элементы тяжелее гелия.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Читайте также: